“搖錢(qián)樹(shù)”合成生物學(xué)遭遇困境

三家大型初創(chuàng)企業(yè)在過(guò)去一年中舉步維艱，但小型企業(yè)正在尋找自己的定位。

最近，合成生物學(xué)大型公司遭遇困境，三家曾擁有數(shù)十億美元市值的領(lǐng)頭羊公司舉步維艱。這些公司通過(guò)對(duì)微生物進(jìn)行基因工程改造，生產(chǎn)從藥物到材料等各種產(chǎn)品。

其中，阿米里斯（Amyris）公司2023年宣布破產(chǎn)，到2024年年初已經(jīng)出售了旗下幾個(gè)化妝品和個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品品牌。2024年2月，Zymergen公司清算了資產(chǎn)，該公司利用微生物生產(chǎn)透明柔性塑料薄膜。2024年6月，銀杏生物公司（Ginkgo Bioworks）宣布計(jì)劃裁員超1/3，該公司股價(jià)暴跌，其設(shè)計(jì)微生物的收入也未能實(shí)現(xiàn)。

勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的合成生物學(xué)家、阿米里斯公司聯(lián)合創(chuàng)始人杰伊 · 凱斯林（Jay Keasling）表示：“人們已經(jīng)開(kāi)始反思了。不過(guò)，并非所有的合成生物公司都帶來(lái)了壞消息，一些專(zhuān)注于制藥和添加劑的公司并沒(méi)有辜負(fù)人們對(duì)這一領(lǐng)域的期待?！?/p>

凱斯林認(rèn)為，這些大型公司失敗的原因之一是，投資資金堆積如山，導(dǎo)致想法過(guò)多，缺乏重點(diǎn)。例如，阿米里斯公司創(chuàng)造了近十種產(chǎn)品，但沒(méi)有一個(gè)產(chǎn)品能產(chǎn)生足夠的收入以支持該公司訓(xùn)練有素的員工和龐大的工業(yè)發(fā)酵罐基礎(chǔ)設(shè)施，這些發(fā)酵罐中的工程酵母可以將糖轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品。凱斯林表示：“在創(chuàng)業(yè)初期，資金短缺對(duì)公司來(lái)說(shuō)是件好事，可以迫使你做出選擇?！?/p>

相比之下，更專(zhuān)注于醫(yī)藥產(chǎn)品的公司已經(jīng)產(chǎn)生了巨大影響。在美國(guó)，微生物生產(chǎn)的蛋白質(zhì)療法和其他“生物制劑”已經(jīng)占到了新批準(zhǔn)藥物的1/4，為美國(guó)制藥公司帶來(lái)了近一半的收入。

除制藥業(yè)外，合成生物技術(shù)還悄然進(jìn)入了現(xiàn)代制造業(yè)。例如，工程微生物現(xiàn)在可以生產(chǎn)動(dòng)物飼料中使用的許多富含蛋白質(zhì)的補(bǔ)充劑，還有洗衣粉中的去污酶。咨詢公司麥肯錫的合伙人湯姆 · 布倫南（Tom Brennan）表示：“我們把合成生物學(xué)說(shuō)成是下一個(gè)時(shí)代，但其實(shí)已經(jīng)到來(lái)了?！?/p>

許多分析學(xué)者表示，合成生物學(xué)還有發(fā)展空間。根據(jù)麥肯錫最近的報(bào)告，到2040年，僅生物基新材料就將形成價(jià)值3000億美元的市場(chǎng)。麥肯錫預(yù)測(cè)，如果再加上生物燃料、制藥、化妝品和其他個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品，這一數(shù)字可能會(huì)膨脹到數(shù)萬(wàn)億美元。

Zymergen公司聯(lián)合創(chuàng)始人扎克 · 塞伯（Zach Serber）表示，相對(duì)嚴(yán)格的政府法規(guī)有助于保持以制藥為中心的公司發(fā)展。這些公司必須在臨床前動(dòng)物模型中證明藥物的有效性，然后在人體試驗(yàn)中進(jìn)行安全性和有效性研究。如果達(dá)不到這些基準(zhǔn)，新藥就會(huì)被淘汰，公司只能轉(zhuǎn)向其他目標(biāo)或倒閉。但如果在其中任何一個(gè)步驟上取得成功，這些公司就能把候選藥物賣(mài)給資金雄厚的制藥公司。塞伯發(fā)言稱(chēng)：“這是一個(gè)非常高效的系統(tǒng)?！?/p>

凱斯林表示，試圖利用微生物制造非制藥材料的公司面臨著更為艱難的商業(yè)化之路，原因之一是沒(méi)有明確的成績(jī)可以揭示產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。例如，酵現(xiàn)公司曾認(rèn)為其名為“透膜”（Hyaline）的塑料薄膜作為電子顯示器的保護(hù)涂層將擁有巨大市場(chǎng)。但在2021年，該公司官員宣布，“技術(shù)問(wèn)題”將導(dǎo)致該塑料薄膜的收入至少再推遲兩年。一年后，這家曾向投資者融資15億美元的公司以3億美元的價(jià)格賣(mài)給了銀杏生物公司 。

非藥物合成生物公司面臨的另一個(gè)挑戰(zhàn)是，需要生產(chǎn)大量產(chǎn)品才能與傳統(tǒng)方法競(jìng)爭(zhēng)。例如，投資者最初對(duì)肉類(lèi)和乳制品蛋白質(zhì)的合成生物替代品抱有很大期望，因?yàn)槿藗兠磕暌M(fèi)數(shù)億噸這些食品。但是，發(fā)酵公司一直在努力建設(shè)和運(yùn)營(yíng)所需的設(shè)施，才能實(shí)現(xiàn)牧場(chǎng)主和家禽飼養(yǎng)者的高生產(chǎn)和低價(jià)格，而后者已經(jīng)磨練了幾十年。

“基礎(chǔ)設(shè)施不到位……工業(yè)生物技術(shù)并沒(méi)有像其他行業(yè)那樣擴(kuò)大規(guī)模。”已倒閉的人造肉類(lèi)公司科富（SCiFi Foods）聯(lián)合創(chuàng)始人卡西婭 · 戈拉（Kasia Gora）說(shuō)道。

加州大學(xué)伯克利分校發(fā)酵專(zhuān)家杰森 · 萊德（Jason Ryder）認(rèn)為，能夠通過(guò)合成小批量產(chǎn)品獲利的公司更有可能成功。2014年，萊德與他人共同創(chuàng)辦了樂(lè)好食品公司（Joywell Foods，后更名為Oobli），這家初創(chuàng)公司利用微生物生產(chǎn)植物蛋白，其甜度是普通食糖的5000倍。該公司目前使用這種蛋白質(zhì)來(lái)替代糖，用于生產(chǎn)自己品牌的甜茶和巧克力。2024年5月，該公司宣布與一家國(guó)際食品公司達(dá)成了第一筆交易，有望在烘焙食品中使用這種蛋白質(zhì)。萊德說(shuō)，由于只需要極少量的甜味劑，因此該公司將能夠與工業(yè)糖種植園的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)。該公司每周改造1000株新微生物菌株，調(diào)整基因以提高蛋白質(zhì)產(chǎn)量，從而降低成本。萊德表示：“我們有許多選擇和可能。”

另一個(gè)前景廣闊的小批量市場(chǎng)可能是肥料補(bǔ)充劑。初創(chuàng)公司支點(diǎn)生物培育出了兩種土壤微生物菌株，它們可以穩(wěn)定地將大氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)化為銨，玉米和小麥可以吸收這種形式的銨來(lái)加速生長(zhǎng)。該公司表示，在美國(guó)，這種微生物已在全國(guó)3600萬(wàn)公頃玉米中約3%的玉米上使用，可以替代大約1/3由化石燃料制成的合成氮肥，而合成氮肥會(huì)污染溪流和河流。

不過(guò)，阿米里斯公司的困境也給合成生物初創(chuàng)企業(yè)上了一堂警示課，因?yàn)槠浔姸喈a(chǎn)品中沒(méi)有一樣能帶來(lái)足夠的利潤(rùn)。盡管如此，戈拉仍表示，合成生物的發(fā)展只是時(shí)間問(wèn)題。戈拉說(shuō)道：“我們正處于一個(gè)下滑周期，但合成生物學(xué)不會(huì)消失?！?/p>

資料來(lái)源Science