亚商投顾-政策暖风不断，合成生物应用蓄势待发（附股）！

 

事件驱动：自去年起，北京、江苏、上海等地陆续出台支持生物制造产业发展政策，加快推进合成生物技术创新与产业化应用。据BCC咨询预测，2021年全球合成生物市场规模达95亿美元，预计到2026年达到307亿美元，2021-2026年CAGR预计达26.5%。

 

行业透视

 

在21世纪的科技浪潮中，合成生物学正逐渐揭开生命奥秘的新篇章。这是一门结合生物学、工程学、计算机科学等多学科知识的前沿领域，旨在通过工程化的方法设计和构建新的生物部件、装置和系统，甚至重新设计生命体。随着技术的不断进步，合成生物学不仅在科学研究中显示出巨大潜力，也在医药、农业、环保和能源等多个领域展现出广泛的应用前景，预示着人类生产和生活方式的革命性变化。合成生物学是一门新兴的跨学科研究领域，是为生命科学服务的新研究范式，拥有巨大发展潜力。（文末附产业链及相关上市公司梳理）

 

一、概念简介

 

1.合成生物学的定义

 

合成生物学，狭义上指的是采用工程化的设计理念，改造或创造超越自然功能的人造生命体系或功能系统。这一定义涵盖了两大方向：

 

一是通过基因工程和代谢工程等技术“自上而下”地改造生命，如将新功能引入细胞；

 

二是“自下而上”地创造生命，即体外合成全新的生命系统，如人工细胞。广义上，合成生物学还包括对生命有机体关键要素的创新应用，例如酶催化合成、无细胞合成、DNA存储等。

 

 

2.合成生物学的发展阶段

 

创建时期（2000年–2003年） ：本阶段产生了许多奠基性的研究手段和理论，特别是基因线路工程的建立及其在代谢工程中的成功运用。2000年是行业公认的合成生物学元年，两篇Nature文章分别设计全球首个基因波动开关和生物振荡器；2003年，“合成生物学教父”汤姆·奈特（Tom Knight）教授开发BioBricks，使生物组件的标准化装配成为可能。应用开发上，2002年诞生首例人工合成病毒，且具备侵染能力；2003年，实现人工合成噬菌体基因组；同年，首次通过引入人工基因改造E.coli代谢途径，实现青蒿素前体生产，开启人造细胞工厂生产天然产物的新时代。

 

扩张和发展期（2004年–2007年）：2004年举办“合成生物学1.0”大会，这是本领域第一个国际性会议；同年，麻省理工学院（MIT）举办首届iGEM竞赛，成为迅速推广合成生物学概念和促进生物学、工程学等跨学科协作的强力催化剂。技术突破上，实现了RNA调控装置的开发，整个领域的设计范围开始从以转录调控为主，扩大到转录后和翻译调控；应用开发上，2006年首次实现利用工程化改造的E.coli侵入癌细胞，成为工程化活体疗法的先驱。

 

创新和应用转化期（2008年–2013年）：这一阶段涌现出大量新技术和工程手段，使合成生物学研究与应用领域大为拓展。例如，技术上，2009年、2011和2012年分别开发MAGE、TALEN、CRISPR/Cas技术用于基因/基因组编辑，开启基因改造新纪元；细胞工厂开发上，在E.coli中先后实现支链醇、生物柴油、1,4-丁二醇和生物汽油等多种产品生产，2013年Amyris公司利用酵母菌株商业化生产青蒿素；合成生命领域，2008年实现生殖支原体全基因组合成，2010年制造出可自我繁殖的全球首例人造“人造细胞”（人造支原体Synthia），2011年美国、中国、英国、新加坡、澳大利亚等国启动“人工合成酵母基因组计划”（Sc2.0 Project），旨在重新设计并合成酿酒酵母的全部16条染色体。

 

发展新阶段（2014年以后）：工程化平台的建设和生物大数据的开源应用相结合，全面推动合成生物学技术创新以及相关应用的开发和商业化。部分代表性技术或应用里程碑包括人工密码子及非天然氨基酸系统的开发、计算/AI蛋白结构设计及预测、DNA存储、以二氧化碳为原料人工合成淀粉等。合成生命领域，提出最小基因组（“最简生命”）概念并在支原体、E.coli、酵母等不同人造生命体系上陆续实践，开发人造核糖体、线粒体、叶绿体等合成细胞器、开发人造胰岛β细胞等，以及作为Sc2.0 Project的延续，对基因组和染色体的重构开始从仅序列层面向空间三维结构拓展。

 

二、合成生物学的应用前景

 

合成生物学的应用前景广阔，它正在多个领域内开启新的可能。在生物医药领域，合成生物学技术有助于开发新药、实现基因治疗和推动个性化医疗的发展。农业方面，通过基因编辑改良作物，可以提高产量和抗病虫害能力，同时减少化肥和农药的使用。在食品与营养领域，合成生物学能够生产替代蛋白，如人造肉和奶，这对素食者和乳糖不耐人群具有重要意义。

 

消费个护行业中，合成生物学的原理被用来开发具有生物活性的新型成分，为化妆品和个人护理产品带来创新。高性能材料领域中，合成生物学生产高性能蛋白和新型聚合材料，为制造业提供更环保、更高效的材料选择。此外，合成生物学也在大宗化学品和生物能源的生产中发挥作用，通过生物制造方法减少对化石燃料的依赖，助力实现绿色可持续发展。

 

 

三、产业链梳理

 

上游：使能技术平台：这一环节聚焦于开发合成生物学所需的核心技术，包括基因合成、编辑技术、生物信息学工具等。

 

中游：平台赋能型公司：中游企业通常提供技术平台，如基因编辑平台、生物反应器等，这些平台可以被用来设计和测试新的生物系统。

 

下游：产品与应用开发：下游企业则专注于将合成生物学技术转化为实际产品，如药物、生物燃料、环保材料等，并推动这些产品的商业化。

 

 

具体细分梳理：

 

 

四、行业的投资逻辑

 

1.国家和地方政策的驱动

 

合成生物学的发展受到了国家和地方政府的高度重视和支持。在中国，科技部在“十二五”期间启动了合成生物学研究项目，推动了这一学科的发展。《“十三五”生物技术创新专项规划》将合成生物技术列为重点发展的颠覆性技术之一。2022年5月，国家发展改革委印发《“十四五”生物经济发展规划》，强调底层技术的建设，以及在医药、农业、食品等领域的应用。

 

地方层面，北京、上海、天津、江苏等地均明确提出了合成生物学方向的规划和布局，出台了一系列支持合成生物学产业发展的政策。例如，北京提出重点研发合成生物技术，构建现代化生物育种技术体系；天津目标成为全球合成生物技术的原始创新策源地和战略高地；上海则提出建设合成生物全球创新策源高地、国际成果转化高地和国际高端智造高地的目标。 这些政策的出台，不仅为合成生物学的研究和产业化提供了资金和政策支持，也为合成生物学的发展创造了良好的环境和条件。

 

2.合成生物学市场规模

 

全球合成生物学产业过去五年经历了高速增长，市场规模从2018年的53亿美元增长到2023年的超过170亿美元，平均年增长率达27%。预计全球合成生物市场在可见的未来仍将保持较快发展势头，在2028年将成长为体量达到近500亿美元的全球型市场。

 

 

3.生物制造是新质生产力非常重要的新赛道和新业态

 

中央经济工作会议&2024政府工作报告提出“以科技创新引领现代化产业体系建设”为首要任务，即发展新质生产力，其中重点提及了“打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴产业，开辟量子、生命科学等未来产业新赛道”。《关于推动未来产业创新发展的实施意见》明确提出加快细胞和基因技术、合成生物、生物育种等前沿技术产业化，推动 5G/6G、元宇宙、人工智能等技术赋能新型医疗服务，研发融合数字孪生、脑机交互等先进技术的高端医疗装备和健康用品。此外， 4 月14 日上海合成生物学创新中心在张江正式揭牌成立，此前上海市政府于去年 9月发布了《加快合成生物创新策源 打造高端生物制造产业集群行动方案(2023-2025)》。2024 年重点工作任务中提及的 AI、低空经济在资本市场中已有发酵，合成生物同为“新质生产力”赛道，亦有强势轮动潜力。

 

 

五、相关上市公司梳理

 

合成生物学的发展预示着科学技术的一次重大飞跃，它将为解决全球性问题提供新的解决方案。未来，合成生物学将继续作为一项变革性技术，引领人类社会进入一个全新的时代。

 

目前合成生物仍在产业化初期，中国企业有望凭借合成生物产品/成本优势，成为具备全球竞争力的企业。新质生产力的核心在于创新，以创新药、合成生物、脑机接口等为代表的生物科技与制造是重点布局方向之一。

 

具备成本领先或产品高附加值/产业化实力强的细分方向，核心标的包括凯赛生物（长链二元酸）、华恒生物（丙氨酸）、川宁生物（原料药）、华大智造（基因测序）、金斯瑞（基因合成）、华熙生物（透明质酸钠），此外贝瑞基因（基因检测）、蔚蓝生物（酶制剂）、星湖科技（食品添加剂等）、鲁抗医药（增塑剂），以及巨子生物、锦波生物（重组胶原蛋白龙头）等。

 

1）蔚蓝生物：在国内酶制剂市场处于领军地位，已成立合成生物学实验室；

 

2）川宁生物：多个合成生物学项目进入中试阶段；

 

3）凯赛生物：主营聚焦合成生物学领域；

 

5）鲁抗医药：采用合成生物技术生产新型增塑剂；

 

 

风险提示：技术发展与应用不及预期、行业政策监管变化风险等

 

参考资料：20240503——西部证券—合成生物：新质生产力成长赛道；

                20240402——BCG—中国合成生物学产业白皮书2024。

 

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