多領域應用、全產業鏈整合，合成生物學發展常態

合成生物學，被稱為是一門新興的跨學科領域。

既然是跨學科，就意味着可以解決單一學科難以解決的複雜問題。這也正是合成生物學能應用在醫藥、農業、環保等諸多領域的原因。

正是由於合成生物學融合了工程學、物理學、化學和計算機科學等多個學科的知識，才誕生了不同類型的企業，涉及產業鏈、業務領域和技術特點等多種劃分因素。

一、應用類公司掌握合成生物學產業鏈核心盈利環節

合成生物學企業種類繁多，如果按產業鏈劃分，包括工具層、平台層和產品層三大類。

其中，上游為工具層，主要與 DNA/RNA 合成、DNA 測序、工具酶和基因編輯服務（CRISPR-Cas9）等相關，由合成生物使能技術公司主導，比如 Ginkgo Bioworks、Twist Bioscience、Illumina、博雅輯因、$華大智造(688114.SH) 、金斯瑞等。

中游為平台層，專注於菌株的構建，打造高通量、自動化的技術平台，對生物系統和生物體進行設計、開發的技術平台，代表性公司包括 Zymergen、amyris、藍晶微生物等平台類公司；

下游為應用層，涉及醫藥、農業、食品等各個領域的應用開發和產品落地，在產業鏈中可以提供各種底層技術、關鍵核心技術和應用支持，是產業鏈上的核心盈利環節。

例如，Agilent、Twist、Illumina 等可以在上游提供定製的 DNA 合成和基因編輯服務，幫助研究人員設計和構建特定基因序列，用於合成生物學研究和應用開發。

醫藥領域的 Sangamo、Antheia、博雅輯因和化工領域的 Zymergen、凱賽生物、華恒生物，可以在中下游提供不同應用領域的過程設計、產品研發和生產，實現從實驗室到工業化生產的無縫銜接，提高生產效率。

不難看出，應用類公司在合成生物學產業鏈中實際上充當着 “潤滑劑” 的角色，通過提供更優化的產品和服務，幫助整個產業鏈實現產品增益和產業升級。

二、合成生物學應用豐富，醫療健康領域佔主導

合成生物學在應用領域的豐富性也是其發展的特點之一。

按具體領域劃分，合成生物學企業可分為產品研發型、技術服務型等，也可進一步細分為生物醫藥公司、農業生物技術公司、環境生物技術公司、人工肉和替代蛋白公司等。

以生物醫藥公司為例。

輝瑞與 BioNTech 合作，利用合成生物技術設計了 mRNA 新冠疫苗（Comirnaty），還利用合成生物技術為新冠口服藥 Paxlovid 的中間體量產提供解決思路，未來合成生物學還將進一步替代傳統化學合成方法。

Moderna（莫德納）主要專注於使用合成生物學技術開發 mRNA 疫苗和疾病治療方法，公司的技術基於 CRISPR-Cas9 系統，可以精確地修改病毒基因組中的特定區域，從而使其失去感染能力，因而能在新冠疫苗研發方面取得重要突破。同時，也吸引了阿斯利康合作開發心血管和腫瘤疫苗等。

國內方面，也有不少藥企利用合成生物學技術研發新藥。

例如，北京合生基因研發的 SynOV1.1，就是國內原創的合成生物技術開發的首款基因治療產品，於 2020 年 11 月獲得美國 FDA 臨牀試驗許可，用於治療包括中晚期肝癌在內的甲胎蛋白（AFP）陽性實體瘤。

北京合生基因的產品管線 來源：公司官網

在農業領域，合成生物學技術的應用價值體現在改良農作物品種，提高產量和抗病蟲害能力等方面。

例如，Indigo Agriculture 利用合成生物學技術來改善植物的生長和抗病性，開發了一種 “植物有益菌”（Plant-Microbe）生物技術，可通過將有益微生物應用於種子或土壤，來提高農作物的產量和健康；Inari Agriculture 利用合成生物學技術來改良農作物的基因組，從而培育出適應不同環境條件和市場需求的新品種。

國內草銨膦龍頭利爾化學是首家掌握精草銨膦大規模化合成關鍵技術的企業，其中核心產品草銨膦是全球三大非選擇性除草劑之一，可通過生物降解的方式被分解，減少對土壤、水源和環境的影響。

在環保領域，可以利用合成生物學技術處理廢水、廢氣等環境污染物，實現資源化利用。

例如，美國的生物科技公司 Bolt Threads，利用合成生物學技術生產仿生絲（一種可持續替代傳統絲綢和化學纖維的材料）；LanzaTech 利用合成生物學技術來改變微生物，使其能夠吸收和轉化廢棄物中的有害氣體，如二氧化碳和一氧化碳。

更甚者，Impossible Foods、Memphis Meats、Beyond Meat 等公司還利用合成生物學技術開發植物基礎的替代性肉類產品，包括以植物原料製成的人造漢堡 Impossible Burger、人造雞肉和牛肉等。

三、全產業鏈整合

儘管合成生物學企業類型多樣，但大多都選擇運用合成生物學技術高度聚焦主業領域，並實現全產業鏈的整合。

這意味着，它們在主業領域的產品研發過程中，從基礎研究到產品開發都具備自主技術能力，從而在產業鏈上具備更強的競爭力。

最典型的莫過於產品導向型企業，往往側重產品所在市場的專項研究，並在尋求產品性能改良和生產成本降低的過程中引入合成生物學技術，之後逐步實現從基礎研究到產品開發的全鏈條覆蓋。

例如，已經實現產業鏈整合的合成生物學企業，包括藍晶微生物、$凱賽生物(688065.SH) 和$華恆生物(688639.SH) 。

藍晶微生物是國內率先進入產業化的合成生物學公司之一，已經實現了從菌種篩選、培養、優化到產品開發、生產、銷售的全產業鏈佈局。

凱賽生物在合成生物學領域已形成從基因工程到菌種培養、生物發酵、分離純化和化學合成以及應用開發的全產業鏈佈局，目前商業化產品主要聚焦聚酰胺產業鏈，包括為生物基聚酰胺及其單體生物法長鏈二元酸和生物基戊二胺。其中，“生物法長鏈二元酸系列” 全球市佔率高達 80% 以上，而且在 “生物基戊二胺” 產品領域是當前全球唯一具備戊二胺規模化生產能力的企業。

丙氨酸產品行業龍頭華恒生物，主要產品包括氨基酸系列產品（L-丙氨酸、DL-丙氨酸、β-丙氨酸、L-纈氨酸）、維生素系列產品（D-泛酸鈣、D-泛醇）和其他產品等，可廣泛應用於中間體、動物營養、日化護理、功能食品與營養、植物營養等眾多領域，已建成工業菌種創制、發酵過程智能控制、高效分離提取和產品應用開發等全產業鏈的技術領先優勢。

結語：合成生物學是一個學科交叉、應用廣泛的新興產業，不僅需要企業自身努力，還需要依賴整個產業生態系統的建設和發展。

綜上所述，正在迅速發展並在各個領域展現出巨大的應用潛力，相關企業還將呈現高度專業化和細分領域聚焦的發展態勢。