合成生物学被认为是继DNA双螺旋结构发现和人类基因组计划之后的“第三次生物技术革命”,以人工设计与编写基因组为核心,采用“自上而下”和“自下而上”两种构建形式,通过“设计-构建-测试-学习”(DBTL)策略,对生物系统进行重新或优化设计、生命过程的集成式解析,或设计合成全新可控运行的新生物系统。
市场前景广阔,中国发展势头强劲:全球合成生物产业市场规模在2022年达到139.8亿美元,2017-2023年年复合增长率为27.1%,预计2028年将达到500亿美元,2023-2027年年复合增长率为23.4%。中国合成生物学市场规模在2022年约为103亿元,2018-2022年年复合增长率为43.3%,远超全球增速。医疗健康是最大的细分市场,占比达26.6%。
多因素推动产业快速发展:
- 产业趋势:合成生物制造作为绿色生产方式,可降低工业过程能耗、物耗,大幅降低生产成本,提高产出率,未来有望逐步替代传统化工生产方式。
- 技术突破:使能技术迭代和成本降低促进产业应用,DNA测序、基因合成和基因编辑技术速度不断提速,成本不断下降;人工智能(AI)加速合成生物研发进程,可进行高效的基因注释、蛋白质功能预测、基因线路预测等;构建细胞工厂和发酵工艺推动合成生物快速走向工业化。
- 资本涌入:全球合成生物学投融资呈现高度增长态势,2021年达到投融资高峰,2022年融资额为103亿美元;中国合成生物投融资市场持续火热,2015-2024年7月,投融资总金额超909亿元,2021年融资总金额达最高,约为265亿元。
- 顶层设计:多国政府对合成生物学支持力度不断加大,美国、欧盟、英国、日本、新加坡等国家分别发布或更新生物经济战略;中国国家高层持续出台政策助力合成生物产业发展,从十二五到十四五期间,出台系列政策支持合成生物产业发展。
中国产业链分析:
- 上游:呈现科研机构和企业双核驱动体系,我国DNA测序、DNA合成、基因编辑处于快速追赶阶段,AI赋能、高通量/自动化测试筛选技术、数据库和工具酶与国外差距较大。
- 中游:平台型企业技术逐步突破,与下游产品型企业结合度高中游平台型企业技术快速追赶,具备向下游产品延伸的能力,呈现CDMO模式。
- 下游:产品应用场景丰富,多款产品有待挖掘,我国产业链下游企业占整个产业链超88%,涌现出凯赛生物、华恒生物、川宁生物、华熙生物等企业,目前,在CGT、原料药中间体、基因诊断等医药健康领域应用最广。
研究结论:中国合成生物学产业正处于快速发展阶段,市场规模增长迅速,技术不断突破,政策支持力度加大,产业集聚发展,未来市场前景广阔。但我国合成生物学产业整体尚处于产业发展早期,部分关键使能技术落后国外,亟需快速追赶。