合成生物学是指基于系统生物学的遗传工程和工程方法的人工生物系统研究，通过合成DNA序列、利用基因组编辑技术和代谢工程等手段，构建生物功能元件、装置和系统，对已有生物系统的重新或优化设计、生命过程的集成式解析，或者设计合成全新可控运行的新生物系统，使其拥有满足人类需求的生物功能，甚至创造新的生物系统。
为何合成生物产业被普遍看好，以下将从市场前景端、技术平台端、政策战略端、上市企业端以及园区布局端进行阐述：
01合成生物未来市场前景广阔，资本市场火热，发起融资企业主要聚集在上海、广东、北京、江苏、浙江5个省份。
据预测，2030-2040年合成生物学应用可能对全球每年产生2-4万亿美元的直接经济影响，其中医药领域每年影响约为0.5-1.3万亿美元，约占合成生物学总影响的35%，缓解全球疾病总负担的1-3%，最终可解决全球疾病总负担的45%。
市场前景带动资本倾斜。根据公开数据整理，2021年合成生物领域发生26起投融资事件，2022年、2023年分别发生63起、66起，融资事件逐年增加。进一步分析发起融资公司的成立年限，近五年成立企业最多，其次为近十年，十年到二十年成立企业相对较少，二十年以上企业参与融资寥寥无几。可以看出，合成生物学相关企业大多为近年成立，且资本市场态势良好。
分析2021-2023年发生融资企业所在地，第一梯队为上海、北京、深圳，分别有31、25、22家企业获得融资，第二梯队为杭州、苏州，第三梯队为南京、武汉、广州、成都，其他城市有零散分布。合成生物相关企业主要聚集在上海、广东、北京、江苏、浙江5个省市。
02底层技术高速发展，政府、科研院所、企业平台组建，为合成生物产业进步奠定良好基础。
一方面，基因技术迭代。基因测序技术从第一代低通量发展至第三代高通量，在提升基因测序效率的同时，也降低了基因测序的成本；基因编辑技术从第一代锌指蛋白技术（ZFN）、第二代类转录激活因子效应物（TALEN）技术发展至第三代CRISPR/Cas9技术，克服了传统基因操作的周期长、效率低、应用窄等缺点，大大提高基因操作的便捷度；基因合成技术已研究至芯片DNA合成技术，在成本方面具有明显优势。
另一方面，多主体平台推动。国家部委支持建设合成生物技术平台，如国家合成生物技术创新中心、农业农村部饲料合成生物技术重点实验、教育部合成生物学前沿科学中心；高校科研院所开设合成生物相关专业及建设重点实验室，如河南大学生物合成与先进生物制造实验室、河南工业大学合成生物学工程实验室、中科院合成生物学重点实验室等；政府/科研单位与企业联合共建平台，如河南大学与新拓洋生物工程有限公司共同建造河南省合成生物与生物制造重点实验室，中国科学院青岛生物能源与过程研究所、山东大学、齐鲁工业大学等七家科研机构和企业共同组建山东省合成生物技术创新中心，中国科学院深圳先进技术研究院牵头、深圳市第二人民医院和深圳华大生命科学研究院主要参与、共同建设深圳合成生物学创新研究院等。
03在顶层设计与绿色低碳双重驱动下，合成生物产业正进入抢占战略部署的窗口期。
顶层政策支持，我国已将合成生物学列为战略前瞻性重大科学问题和前沿共性生物技术，国家层面及江苏、北京、深圳、上海、杭州等地方层面陆续发文将其作为重点关注领域，如2022年科技部投入1.86亿支持国家重点研发计划“合成生物学”重点专项。域外部分国家和地区亦发布政策，从国家层面布局合成生物产业，如英国《全球最大娱乐平台》、欧盟《最专业的博彩导航》、澳大利亚《全球最大娱乐平台》《全球最大娱乐平台》、美国《全球最大娱乐平台》。
绿色低碳需求，在减排方面，生物基化学品与传统化工品相比，可以显著降低CO2排放量；目前合成生物制造产品平均节能减排30％-50％，未来潜力将达到50％-70％。在固碳方面，合成生物学通过重构新型人工碳代谢通路，提高植物或微生物的固碳能力并进行生物制造，如以CO2为原料生产乙醇、脂肪酸等化学品。此外，ESG 投资理念提倡价值投资、可持续发展投资，进一步拉升资本市场关注合成生物产业。（注：ESG投资，是指在投资研究实践中融入ESG理念，在基于传统财务分析的基础上，通过E（environmental）、S（social）、G（governance）三个维度考察企业中长期发展潜力，希望找到既创造股东价值又创造社会价值、具有可持续成长能力的投资标的）
04合成生物产业已有多年积淀，部分上市企业结合自身业务发展，逐步涉足合成生物领域。
据不完全统计，53家上市企业已涉足合成生物产业。从具体应用领域看，下游产品不断拓展，医药健康企业居多。华东医药、东方盛虹、梅花生物、双汇发展等超百亿级营收上市企业均涉足合成生物产业，覆盖化工、食品、医药健康等多领域。基于基因编辑测序、药物研发等技术优势，医药领域高收益的商业价值，国家及地方对生命健康产业的高度重视，合成生物学在医药健康领域应用最广，上市企业中医药健康类占比51%。从企业分布看，上市企业山东省企业最多，其次为浙江省、广东省，分别为10家、9家、6家。

图 涉足合成生物产业上市企业分布图

05各地积极部署合成生物产业，全国范围内已陆续建设合成生物专业产业园区。
目前，已有8个地区积极布局专业化园区建设，综合分析产业园区建设方向、用地面积、技术平台等可发现，园区具备两大特点，一是上海、深圳、杭州、常州、无锡等地园区结合本地人才、资金等要素优势，着力突破核心底层技术，主要围绕医药、新材料、服务平台等领域布局；二是山西、湖南、湖北等地发挥土地、产业技术优势，聚焦产业化，主要围绕化工、能源、农业、食品等领域布局。
但是，合成生物在产业上游-中游-下游仍存在一定壁垒，具体如下：
一是底层技术层面待突破，包括系统生物学目前尚处于研究阶段，成本高且周期长；酶的定向进化技术作为合成生物的重要突破口，亦处于在技术发展阶段。
二是研发要求高，由于生命系统的复杂性，细胞内各类生化反应机制尚未完全破解，细胞工厂设计、构建仍具有挑战，对研发设备、人才等要求极高。
三是放大工艺难，与传统发酵类似，合成生物学产品的生产规模放大的过程由“实验室小试-中试试验-规模化生产”三个阶段组成，但由于发酵工艺与合成生物均属于技术密集型，不是简单的规格放大，需要长时间的理论与实践互证，如工业上采取有机溶剂沉淀法对生物高分子材料进行量产，容易产生有机溶剂残留，纯度达不到医美要求。
四是企业选品难，需要从产品成本优势、产品品质优势、潜在市场空间等方面考虑，对企业工艺水平、团队支撑、客户资源、销售渠道等均存在较大挑战。
而如何打破壁垒，乘势而上，加速推进合成生物产业发展，本文从以下四个方面提出建议：
（1）未来产业（合成生物）更需要政府倾力扶持“茁壮成长”。由政府牵头，组织当地高校、科研院所、相关企业构建与市场紧密结合、利益共享、风险共担的“创新联合体”，加强技术攻关。
（2）未来产业（合成生物）更需要转化服务平台“赋能加速”建设概念验证中心，依托合成生物重点实验室建立“合成生物产业概念验证中心”，借助实验室试验场地和仪器设备，面向社会提供合成生物学领域的项目遴选、可行性研究、市场竞争分析等服务。
（3）未来产业（合成生物）更需要中长期耐心资本 “保驾护航”加强产业基金支持，设立合成生物产业引导基金，采取直投、股权投资、子基金类投资等多元化方式，覆盖种子期、天使期、VC期、PE期、IPO期等不同阶段。
（4）未来产业（合成生物）更需要工程师人才“核心推动”加大一流人才引进，实施合成生物高端（海外）人才引进专项行动，重点引进掌握核心技术、拥有自主知识产权的创新科研团队和高层次领军人才，支持科研人员离岗创业、兼职创新。
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