近年來(lái)，合成生物賽道火爆出圈。

作為“改變?nèi)祟愇磥?lái)的關(guān)鍵技術(shù)之一”，從政策端到技術(shù)端再到產(chǎn)業(yè)端，各國(guó)政府、科研院校和生物制造企業(yè)均在積極發(fā)力合成生物學(xué)。在此背景下，資本作為“聰明的錢”也開始涌入賽道，合成生物產(chǎn)業(yè)化正在加速落地。

難以估量的廣闊市場(chǎng)

合成生物學(xué)是生物學(xué)、工程學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、計(jì)算機(jī)等學(xué)科交叉融合的產(chǎn)物，被稱為繼DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)和基因組測(cè)序后的“第三次生命科學(xué)革命”。

數(shù)據(jù)來(lái)源：華泰證券

從廣義上看，合成生物學(xué)是指利用基因測(cè)序、合成、編輯的技術(shù)方法，設(shè)計(jì)、改造或創(chuàng)建生物分子、生物器件和部件、生化反應(yīng)途徑和系統(tǒng)、單細(xì)胞體系和多細(xì)胞體系等具有特定功能的合成生物體系并實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，變革生產(chǎn)方式，解決氣候變化、資源、能源、環(huán)境、食品、醫(yī)療健康等方面的問題，滿足人類不斷增長(zhǎng)的需求。

狹義上看，合成生物學(xué)則是指設(shè)計(jì)合成新的核酸分子、新的蛋白質(zhì)和酶、新的代謝途徑和細(xì)胞體系，構(gòu)建高效的細(xì)胞工廠，利用淀粉、葡萄糖、纖維素等可再生生物質(zhì)資源甚至二氧化碳為原料，實(shí)現(xiàn)功能糖、多糖、核苷酸、氨基酸、蛋白質(zhì)等生物活性物質(zhì)和材料分子的生物合成、制備、生產(chǎn)和應(yīng)用，發(fā)展“碳中和”的合成生物制造產(chǎn)業(yè)。

作為一項(xiàng)顛覆性的技術(shù)，合成生物學(xué)為各行各業(yè)所面臨的重大問題提供了新的解決途徑，展現(xiàn)出了高效率、低能耗、前沿性的特征。

之所以被稱作顛覆性技術(shù)，一方面是因?yàn)楹铣缮锛夹g(shù)能夠?qū)鹘y(tǒng)動(dòng)植物提取、石化來(lái)源等生產(chǎn)方式實(shí)現(xiàn)替代和補(bǔ)充，進(jìn)而帶來(lái)成本的下降以及生產(chǎn)效率的提升，減小工業(yè)生產(chǎn)對(duì)自然資源、環(huán)境條件的依賴，在提高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的同時(shí)降低環(huán)境污染。

與化工相比，合成生物學(xué)以可再生生物資源替代不可再生化石資源，以綠色清潔的生物制造工藝替代高能耗高污染的石化、煤化工藝，從而可以擺脫對(duì)石油、煤等不可再生資源的依賴，解決了化學(xué)工程過程中的高耗能和高污染問題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，與化工產(chǎn)品相比，生物制造產(chǎn)品平均節(jié)能減排30%-50%，未來(lái)有望達(dá)到50%-70%，同時(shí)減少環(huán)境影響20%-60%。而與傳統(tǒng)動(dòng)植物提取的生產(chǎn)方式相比，合成生物技術(shù)主要通過細(xì)胞工廠進(jìn)行生產(chǎn)，節(jié)約養(yǎng)殖、種植時(shí)間，并減少過程中產(chǎn)生的碳排和資源消耗。

在全球倡導(dǎo)“碳中和、碳達(dá)峰”的背景下，這樣的特征無(wú)疑讓合成生物學(xué)更具發(fā)展優(yōu)勢(shì)，行業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為合成生物是“雙碳”目標(biāo)達(dá)成的重要科技力量。

另一方面，合成生物學(xué)的顛覆性還體現(xiàn)在其作為一項(xiàng)平臺(tái)型技術(shù)，可以與具體的業(yè)務(wù)場(chǎng)景相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)衣食住行醫(yī)用等各行各業(yè)的賦能。

具體來(lái)看，在生命健康領(lǐng)域，合成生物學(xué)的應(yīng)用最為廣泛，主要包括細(xì)胞免疫療法、RNA 藥物、微生態(tài)療法、基因編輯相關(guān)應(yīng)用、體外檢測(cè)、醫(yī)療耗材、藥物成分生產(chǎn)和制藥用酶等諸多方向。例如，我們可以利用基因編輯技術(shù)治療遺傳疾病，通過設(shè)計(jì)細(xì)胞行為和表型精確調(diào)控的免疫細(xì)胞來(lái)治療腫瘤。

在化工領(lǐng)域，合成生物學(xué)的應(yīng)用主要包含材料和化學(xué)品、化工用酶、生物燃料等方向。例如，利用合成生物學(xué)技術(shù)有企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了PHA（可降解塑料）的規(guī)?；a(chǎn)過程，大幅降低了傳統(tǒng)塑料制品對(duì)環(huán)境的污染。

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，合成生物學(xué)的應(yīng)用主要涉及作物增產(chǎn)、蟲害防治、動(dòng)物飼料及作物改良等方向。例如，利用微生物固氮來(lái)幫助作物增產(chǎn)，通過生物發(fā)酵生產(chǎn)蛋白質(zhì)為牲畜提供蛋白飼料等，這些微小的改變不僅可以降低傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的能耗和資源浪費(fèi)問題，而且也為我國(guó)實(shí)現(xiàn)糧食安全提供了重要保障。

在食品制造領(lǐng)域，合成生物學(xué)的應(yīng)用包含肉類和乳制品制造、食品安全、調(diào)味劑和添加劑等多個(gè)方向。例如通過合成生物技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)人造肉的生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)物蛋白的替代從而減少傳統(tǒng)畜牧業(yè)中溫室氣體的排放。

在消費(fèi)品領(lǐng)域，合成生物學(xué)的應(yīng)用涉及寵物食品、皮革、護(hù)膚品等多個(gè)方向。例如，利用微生物發(fā)酵生產(chǎn)動(dòng)物蛋白食品來(lái)滿足寵物營(yíng)養(yǎng)和健康需求，利用菌絲體或微生物發(fā)酵生產(chǎn)皮革，通過改造微生物來(lái)生產(chǎn)香料、保濕劑和活性成分等用于護(hù)膚品。

數(shù)據(jù)來(lái)源：麥肯錫

受益于以上兩方面因素的共同推動(dòng)，合成生物學(xué)展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力，未來(lái)發(fā)展的天花板難以準(zhǔn)確估量。根據(jù)CB Insights 預(yù)測(cè),2021年全球合成生物市場(chǎng)規(guī)模為73.7億美元，而到2025年，將有望突破200億美元，2020-2025年的年均復(fù)合增速高達(dá)22.5%。而根據(jù)麥肯錫的預(yù)測(cè)，到2025年，生物制造的產(chǎn)品可以覆蓋60%化學(xué)制造的產(chǎn)品，并在不斷拓展邊界。

全產(chǎn)業(yè)鏈平臺(tái)型玩家“華熙生物”

隨著合成生物學(xué)的發(fā)展，越來(lái)越多的玩家開始涌入賽道，呈現(xiàn)出百家爭(zhēng)鳴、百花齊放的狀態(tài)。

截至目前，國(guó)外從事合成生物學(xué)的公司已多達(dá)500家，國(guó)內(nèi)公司也有數(shù)10家。主要玩家類型包括：專注于前端技術(shù)的科研院校和企業(yè)、提供生物設(shè)計(jì)與軟件開發(fā)的企業(yè)、借助合成生物學(xué)手段實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)的企業(yè)以及打通了從底層技術(shù)研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化落地和市場(chǎng)化擴(kuò)張全產(chǎn)業(yè)鏈平臺(tái)型玩家。

由于全產(chǎn)業(yè)鏈平臺(tái)型玩家打通了從基因編輯、菌種、底盤細(xì)胞的研發(fā)創(chuàng)新，中試產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化、以及市場(chǎng)轉(zhuǎn)化的全產(chǎn)業(yè)鏈，因此我們認(rèn)為這類玩家將會(huì)成為賽道快速擴(kuò)容的最終受益者，華熙生物是其中的典型代表。

作為國(guó)內(nèi)生物科技領(lǐng)域的頭部企業(yè)，華熙生物發(fā)力合成生物賽道具備明顯的優(yōu)勢(shì)。

首先，華熙生物在底層技術(shù)上具有領(lǐng)先性，同時(shí)在底盤細(xì)胞、基因元件等生物資源上有豐富的積累。

在前端菌種及合成技術(shù)上，華熙生物具備突出的底盤細(xì)胞設(shè)計(jì)能力。公司已經(jīng)擁有酵母菌、谷氨酸棒桿菌、大腸桿菌等生產(chǎn)各類生物活性物的豐富的底盤庫(kù)，并且已建設(shè)完成高通量自動(dòng)化、微流控等篩選平臺(tái)、AI蛋白質(zhì)預(yù)測(cè)平臺(tái)、發(fā)酵優(yōu)化篩選平臺(tái)等，有利于加快底盤細(xì)胞及產(chǎn)品的快速迭代能力，6-12個(gè)月即可實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)DNA到形成產(chǎn)品。

其次，相比于科研院校為代表的技術(shù)型玩家，華熙生物除了在前端基礎(chǔ)研究方面具備優(yōu)勢(shì)以外，在后端的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化和市場(chǎng)轉(zhuǎn)化方面也具備硬實(shí)力，而這直接關(guān)系到合成生物技術(shù)能否邁出實(shí)驗(yàn)室真正走向市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)價(jià)值創(chuàng)造。

在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化上，華熙生物擁有全球最大的中試轉(zhuǎn)化平臺(tái)之一，目前已建成32條中試生產(chǎn)線，能夠快速摸索建立成熟工藝，實(shí)現(xiàn)各種物質(zhì)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化；與此同時(shí)，華熙生物在微生物發(fā)酵技術(shù)上已經(jīng)具備20多年豐富經(jīng)驗(yàn)，特別是在微生物發(fā)酵的規(guī)模化量產(chǎn)、提純、生產(chǎn)成品等環(huán)節(jié)具備較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，有助于解決合成生物規(guī)模化量產(chǎn)不穩(wěn)定等重要難題。

在成熟的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化能力之上，華熙生物還具備優(yōu)秀的市場(chǎng)轉(zhuǎn)化能力。作為一家全產(chǎn)業(yè)鏈平臺(tái)型公司，華熙生物擁有從原料到醫(yī)療終端、消費(fèi)終端的全產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)務(wù)及相關(guān)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，并在市場(chǎng)渠道、消費(fèi)者洞察、品牌建設(shè)等方面已建立了扎實(shí)的業(yè)務(wù)邏輯，能夠?yàn)楹铣缮锝K端商業(yè)化提供發(fā)展支撐。

綜上所述，“三力合一”的全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)，使得華熙生物在合成生物領(lǐng)域具備從基礎(chǔ)創(chuàng)新到規(guī)?；a(chǎn)、再到產(chǎn)品商業(yè)落地的能力，而這也是其在合成生物領(lǐng)域突圍的底氣所在。

合成生物將帶來(lái)怎樣的想象空間？

如前所述，我們看好以華熙生物為代表的全產(chǎn)業(yè)鏈平臺(tái)型玩家在合成生物領(lǐng)域的發(fā)展?jié)摿?，那么，合成生物學(xué)的快速發(fā)展又會(huì)給華熙生物帶來(lái)怎樣的想象空間？

通過合成生物技術(shù)，華熙生物能夠優(yōu)化已有原料的生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)部分產(chǎn)品的降本增效，為公司未來(lái)利潤(rùn)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。例如，在透明質(zhì)酸的生產(chǎn)中，原本通過微生物發(fā)酵法（第二代微生物發(fā)酵技術(shù)），每升發(fā)酵液可以提取16-17g的透明質(zhì)酸；引入合成生物技術(shù)后（第三代微生物發(fā)酵技術(shù)），實(shí)驗(yàn)室的發(fā)酵產(chǎn)率每升發(fā)酵液可提取73g透明質(zhì)酸，企業(yè)生產(chǎn)成本可降低3/4。而其近期發(fā)布的麥角硫因新品的發(fā)酵水平則從毫克級(jí)提升到了克級(jí)，生產(chǎn)效率顯著提升。

與此同時(shí)，通過合成生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，華熙生物能夠優(yōu)化多種生物活性物的生產(chǎn)方式，強(qiáng)化開發(fā)多種生物活性物的創(chuàng)新能力。而未來(lái)，受益于多種生物活性物生產(chǎn)效率的提升以及更多物質(zhì)品類的擴(kuò)充，將有望驅(qū)動(dòng)公司四大業(yè)務(wù)的新一輪成長(zhǎng)。

在合成生物學(xué)技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，公司高度關(guān)注功能糖、蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸、核苷酸和天然活性化合物6大類生物活性物，目前已經(jīng)推出重組人源膠原蛋白、麥角硫因等生物活性物原料；多種生物活性物完成了工藝驗(yàn)證，如5-ALA、甘油葡萄糖苷、維生素 C 葡萄糖苷、脂肽、紅景天苷等。

綜合來(lái)看，在“碳達(dá)峰”、“碳中和”的大趨勢(shì)下，華熙生物順應(yīng)科學(xué)發(fā)展規(guī)律，進(jìn)軍合成生物領(lǐng)域，通過底層技術(shù)的不斷革新，公司夯實(shí)了自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步強(qiáng)化了行業(yè)龍頭地位。長(zhǎng)期來(lái)看，公司具備研發(fā)底蘊(yùn)和先發(fā)優(yōu)勢(shì)，有望在合成生物的新賽道上再創(chuàng)佳績(jī)。

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