合成生物学行业报告（36页）

行业报告下载 2022年03月07日 12:02 管理员

总体来看，目前合成生物学仍为一门较为年轻的学科，处于发展的初期阶段。它是一门多学科交叉的学科，涉及生物化学、化学、物理、数学、计算机等多个领域，因此从学科基础来看，当这些领域均发展到一定高度后，合成生物学才有了近年来技术的进步和突破，且它未来仍将在基础学科不断发展的基础上迎来快速的迭代和进步。从资本市场看，当前合成生物学的国内外投资关注度很高，我们认为主要原因在于：1）基因测序、合成、编辑等底盘技术已实现突破，并展现出良好的成本控制潜力，行业发展奇点已经来临，未来合成生物学有望实现快速的技术迭代和发展；2）合成生物学在生产一些特殊及复杂产品如天然化合物、手型化合物等方面具有明显优势，同时在一些低碳小分子化工品上也开始逐渐展现竞争力，未来有望颠覆现有的石化生产路线；3）碳中和目标下使用可再生原料替代不可再生能源是未来趋势，合成生物学是未来实现生物质能源高效利用的理想手段。在医疗医学领域，合成生物学的快速发展带来了新鲜血液与动力。1）合成生物学应用于天然药物、抗生素等的人工合成潜力已经得到证明。化学法生产化学品大多集中于结构清晰、简单的化学物质，而对于天然药物等大分子化合物大多只能来源于植物、动物、真菌细菌等自然来源的提取。但由于其提取工艺能耗大、提取率低，目前大部分仅能通过全合成或半合成的方式制得，这成为制约天然药物价格的重要原因之一。通过合成生物学手段，将产生这些代谢产物的基因簇进行异源表达并利用发酵工程进行大规模制备，将成为解决药品供应和价格昂贵问题的方法之一。

目前，利用重组大肠杆菌细胞工厂合成体紫杉二烯，重组酵母细胞工厂生产青蒿酸和人参皂苷等，都已经打通合成路线或即将达到产业化水平。抗氧化作用显著的白藜芦醇（resveratrol）、具心血管保健作用的柚皮素（naringenin）、抗病毒和凝血作用显著的咖啡酸（caffeic acid）等也有较长的研究历史，在酿酒酵母和大肠杆菌中均已构建工程菌。2）合成生物学可提升疫苗研制效率。当前全球疫情仍在肆虐，且病毒持续变异，给疫苗开发带来巨大难度。合成生物学则可使疫苗开发模块化，不同病原微生物的保护性抗原对应可变模块，根据中和性抗体来设计并合成与之相对应的保护性抗原，即可快速制造适应新疫情的病毒疫苗。在疫情突发时，合成生物学技术可以根据病原基因组序列进行迅速分析，并快速人工合成保护性抗原基因，大大提升疫苗的研制效率。 3）此外，合成生物学在干细胞与再生医学、药物载体的靶向递送和治疗等领域均在发挥重要作用。在化学工业领域，合成生物学有望助力解决化工原料及能源问题，并在部分化学品的生产上已体现出成本优势。例如某些经过合成生物学方法改造过的光合藻类富含大量的脂质，被人们称为“生物柴油”，可以一定比例添加至汽柴油中使用，用以替代原有能源。此外，微生物还能通过糖酵解等过程为我们提供丁醇、乳酸、甲烷等工业原料，进一步还可从中获取甘油、丙酮酸、氨基酸等具有工业价值的原料，这一过程绕开了传统石油化工必需的原油、烯烃等原材料，可最大限度的利用可再生的生物碳源替代不可再生的化石碳源。成本方面，受益于规模效应，目前经由合成生物学手段可大规模生产的化学品如己二酸（ADA）、1,4-丁二醇（BDO）、L-丙氨酸等已经可以达到低于石油基路径的生产成本。同时由于其不依赖于原油，故盈利水平相对较为稳定。具备成本优势的合成生物学途径化学品可以以更低的价格切入市场，同时保持更高的利润水平。以华恒生物的生物法 L-丙氨酸为例，其平均售价为 1.6 万元/吨，毛利率为 45%左右；对比本公司酶法生产的 L-丙氨酸，平均售价为 2 万元/吨，毛利率在 10%-25%之间波动。

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