未來合成生物有望成為萬億級產業左側布局賽道涉及標的需持耐心

虞志豪

1月24日，無錫合成生物產業園在無錫高新區揭牌落地，園區精準錨定未來產業的一個新賽道——合成生物。稍早前的1月6日，北京市合成生物制造技術創新中心和中關村合成生物制造產業集聚區正式揭牌，均落戶昌平，目前已全面啟動建設。

無獨有偶，合成生物在海外亦有突破：2023年12月20日，美國南加州大學研究人員發表在《自然·通訊》雜志上展示了突破性新技術——克隆重編程和組裝平鋪天然基因組DNA（CReATiNG），該技術為構建合成染色體提供了一種更簡單且更具成本效益的方法，可顯著推進基因工程，并推動醫學、生物技術、生物燃料生產甚至太空探索領域的進步。這一次技術或將徹底改變合成生物學領域，同時也再次點燃資本市場對于合成生物學領域的熱情。

據麥肯錫咨詢預測，到2030-2040年，全球合成生物每年可產生約1.8-3.6萬億美元直接經濟影響，未來市場空間有望達到萬億級別。

合成生物學的定義是在工程學思想指導下，對生物體進行有目標的設計、改造、甚至創建賦予非自然功能的“人造生命”，目前人類對其直接應用場景更多集中在材料化學品、醫療健康、農業食品等領域。

社會需求方面，目前人類社會發展遇到的最大困擾是全球氣候變暖，生物制造順應“綠色、低碳、可持續”的發展要求，其具有高效、清潔、可再生等特點，可以從根本上改變傳統制造業高度依賴化石原料以及“高污染、高排放”的加工模式。在綠色發展方面，其可以降低工業過程能耗、物耗，減少廢物排放與空氣、水及土壤污染。

在低碳發展方面，生物制造可以利用天然可再生原料，實現化學過程無法合成或者合成效率很低的石油化工產品的生物過程合成，促進二氧化碳減排和轉化利用，變石油煤炭的“黑金經濟”為生物質加工的“綠金經濟”，是實現“碳中和”目標的重要途徑。

例如國內相關公司根據第三方碳排放指標檢測結果發現，相較于傳統化學法生產PA6和PA66，其生物基PA56及其原料生物基戊二胺產品的生產具有明顯碳減排優勢，每單位重量的生物基PA56全球變暖潛力為4.38，較PA6減少55.8%，較PA66減少49.6%。

技術突破方面，菌種構建、改造、篩選和迭代技術是合成生物核心關鍵的技術，基因技術的進步為生物制造的發展奠定重要基礎。而菌種是合成生物技術的核心，一株理想化的菌種應當具備：1）高產物轉化率、產率、效率；2）高穩定性，遺傳片段不易丟失；3）高抗逆性，對周圍環境如高溫、高滲透壓、酸堿等條件的耐受程度。隨著基因測序、基因編輯及基因合成等技術飛躍，特別是融合AI技術和自動化工具組使得成本大幅度下降。

例如基因測序成本以超摩爾速度下降，使得從全基因組層次設計和構建微生物細胞工廠成為可能；CRISPR-Cas9基因編輯技術的出現，大大降低了編輯的難度和成本，被廣泛用于細胞代謝途徑的構建和改造中；同時大量實驗積累使得對微生物代謝通路中定量關系的深度理解和計算能力不斷加強，加快了生物制造產業發展。

據麥肯錫咨詢預測，到2030-2040年合成生物每年可產生約1.8-3.6萬億美元的直接經濟影響。據BCC咨詢預測，2021年全球合成生物市場規模達95億美元，預計到2026年達到307億美元，2021-2026年CAGR預計達26.5%。

作為未來潛在應用領域，醫療健康領域更具經濟性和高效性。合成生物通過設計全新的細胞內代謝途徑，使醫藥產品能夠通過微生物細胞利用廉價糖類等原料進行合成，從而降低醫藥產品生產成本，為綠色生產提供可能。例如，有企業成功將生產青蒿素的基因從植物中提出來，并導入酵母，讓酵母從簡單可再生糖類源源不斷生產出青蒿酸。在醫學應用中，合成生物可根據不同的疾病和致病機制，進行人工設計、構建適宜的治療性基因回路，在載體的協助下植入人體，通過糾正機體有功能缺陷的回路，實現治療疾病的目的。

同時，合成生物拓展食物邊界，推動新食品加速創新。世界資源研究所分析，到2050年相比2010年糧食缺口高達56%，牛奶和肉類的需求將更大。從耕地資源生產食物轉變為全方位、多途徑開發食物資源，向植物、動物、微生物等要熱量要蛋白，創新蛋白來源、食品原料和食品工業配料，開發用于食品生產的細胞工廠。例如，2020年元氣森林帶著“0糖0脂0卡”的概念風靡全國，其核心原料赤蘚糖醇進入大眾視眼，作為新一代迅速走紅的代糖，就是以小麥或玉米等淀粉質原料，經酶降解生成葡萄糖，由耐高滲透酵母或其他菌株發酵生產。

此外放眼未來，生物基材料逐步替代傳統石油基材料。目前我國塑料化纖年消耗量約1.8億噸，其中新生產塑料約1億噸，化纖約5800萬噸，回收再生塑料約2000萬噸。石油和煤炭化工所產生的苯、甲醛有毒有害物質嚴重威脅人類健康；塑料垃圾在自然條件下降解需要數百年，給生態環境帶來嚴重隱患。利用生物質可再生資源為原料，通過生物技術加工制造，以生物基聚乳酸代替普通塑料和普通化纖，以生物基聚氨酯（Bio-PU）、生物基聚碳酸酯（Bio-PC）、生物基聚酰胺尼龍（Bio-PA）替代傳統化學工程材料，是解決環境污染、實現碳中和目標重要途徑。

隨著世界主要經濟體紛紛聚焦生物制造產業，全球范圍內大量初創公司涌現，也帶動了資本市場對這一創新浪潮的關注。據SynBioBeta統計，2018年全球合成生物領域公司融資規模近40億美元，2019年為31億美元，2020年該數值達到78億美元，年增長1.5倍，并有74家合成生物公司完成上市。目前其在國內蓬勃發展，在醫藥、農業、日化、化工等領域均出現代表性企業。

在這些企業中，有的在醫藥、食品等領域應用的L-丙氨酸等產物的規模化生物生產方面取得突破，有的著眼于提升美妝產品原料透明質酸的發酵效率和產量，有的著力攻克長鏈二元酸和尼龍的生物制造，有的進行農業領域RNA農藥生物合成相關研發生產，共同推進其良好發展。

目前合成生物的公司分兩大類，一是產品型公司，即借助合成生物學手段生產面向市場各領域的合成生物產品；二是平臺型公司，旨在提供生物體設計與軟件開發等平臺化的集成系統。現階段平臺型企業由于缺乏應用層面的落地產品，盈利能力受限。對比看，產品型企業打通了從生物改造、發酵純化到產品改性的全產業鏈，近年來得到快速發展。

對于產品型公司，重點關注以下幾點：一是公司選品策略，二是公司技術和市場的匹配程度，三是公司是否有產業化放大、商業化推廣能力。目前該行業最主要的痛點在于產業轉化、市場轉化，在實驗室構造的菌種能否產業化，如何產業化產生價值，服務于人類是核心關鍵。選品戰略可以從以下角度出發：1）工藝放大的難度，對于大宗產品而言，規模做得越大，要跨越的放大階段也越多，風險也會越大；2）市場監管準入門檻，尤其涉及到醫藥、食品等領域，相關政策指引尚未完全明確；3）產業鏈配合意愿，以生物基新材料領域為例，產品的應用開發和推廣是難點。

近幾年合成生物方向熱度較高，但還處于相對早期，過程中必然經歷曲折，比如：1）一些創業公司領頭人往往是科學家，精通技術、但對商業模式運作未必熟悉；2）目前合成生物仍處發展早期、對產品研發需求并不大，許多下游企業通過與科研機構合作就可以滿足需求，但想要有長期成長性還需要具備相匹配的研發能力，證明能持續“造血”。但未來生物制造替代傳統的制造方式值得關注，相關賽道優秀公司或可左側布局；該板塊投資周期長，重點關注長期投資回報。

作為我國戰略性新興產業中重要細分領域，目前合成生物依舊處于產業化中前期階段，上市企業相對較少，頗具代表性的主要有華恒生物、凱賽生物、華熙生物等。對比目前發展情況，華恒生物似乎更為領先，或與其對于公司的定位以及選品策略密切相關。根據長江證券研報，2023年華恒生物預計有望實現歸母凈利潤4.5億元，同比增長高達41%，且隨著2023年底新項目陸續建成投產，未來幾年業績增速有望保持。同時公司目前選品正逐步從小品類的氨基酸、維生素等產品逐步切入廣闊新材料方向，打開公司成長天花板，估值有望進一步提升。

（作者系博時基金行業研究部投資經理助理。文章僅代表作者個人觀點，不代表本刊立場。文中個股僅為舉例分析，不做買賣建議。）

數據來源：Wind。取值時間：2024年01月22日