2024年中國合成生物學(xué)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢研判：合成生物學(xué)市場規(guī)模持續(xù)增長，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬[圖]

內(nèi)容概況：在政策支持和技術(shù)進步的推動下，合成生物學(xué)市場規(guī)模維持高增速水平。隨著合成生物學(xué)在理論和技術(shù)上不斷取得突破，疊加其綠色環(huán)保、能耗少成本低等優(yōu)勢，合成生物學(xué)的應(yīng)用范圍不斷拓寬，對醫(yī)療健康、科研、化學(xué)品、食品和飲料、環(huán)境監(jiān)控及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)深遠影響。數(shù)據(jù)顯示，2023年，中國合成生物學(xué)市場規(guī)模為79.4億元。其中，醫(yī)療領(lǐng)域市場規(guī)模為13億元；化工領(lǐng)域市場規(guī)模為17億元；農(nóng)業(yè)領(lǐng)域市場規(guī)模為36.1億元；食品領(lǐng)域市場規(guī)模為9.2億元；其他領(lǐng)域市場規(guī)模為4.1億元。

關(guān)鍵詞：合成生物學(xué)、市場規(guī)模、凱賽生物、華熙生物

一、合成生物學(xué)行業(yè)概述

合成生物學(xué)主要指使用已有的或改造過的基因模塊通過工程學(xué)手段拼裝、搭建一個自然界中根本沒有的生命體系。因此，合成生物學(xué)是一門以工程學(xué)思想為指導(dǎo)、多學(xué)科結(jié)合的新興領(lǐng)域，通過一系列重新設(shè)計與技術(shù)改造生物體或細胞以使其具有新的能力，在此過程中設(shè)計與構(gòu)建一系列新的標(biāo)準(zhǔn)化的生物元件、組件與系統(tǒng)，以實現(xiàn)理想的生物制造能力。

合成生物學(xué)傳統(tǒng)上分為兩類，自上而下（top down）的合成生物學(xué)和自下而上（bottom up）的合成生物學(xué)。自上而下（top down）的合成生物學(xué)包括利用代謝和基因工程技術(shù)賦予活細胞新的功能。自下而上（bottom up）的合成生物學(xué)利用非天然的生物組分在體外創(chuàng)造新的生物系統(tǒng)，從而構(gòu)建一個完全人工的細胞。

1990年，“人類基因組計劃”在美國首先啟動，中國在1999年加入該項計劃，并承擔(dān)相關(guān)工作，自2003年該計劃宣布完成。20世紀(jì)90年代末，中國成立了遺傳所人類基因組中心、北京華大基因研究中心等相關(guān)機構(gòu)。進入21世紀(jì)，華大基因作為國內(nèi)基因研究領(lǐng)域的頭部企業(yè)，組織了一系列研究活動，推動中國在基因研究領(lǐng)域的發(fā)展，2005年，華大基因牽頭中華協(xié)作組，承擔(dān)的10%國際人類基因組單體型圖計劃（HapMap）在《Nature》發(fā)表。2008年，中國第一個合成生物學(xué)重點實驗室——中國科學(xué)院合成生物學(xué)重點實驗室成立，標(biāo)志著中國合成生物學(xué)正式起步。2014年-2021年，基因測序快速發(fā)展，為合成生物學(xué)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，2019年以來深圳合成生物學(xué)創(chuàng)新研究院、國家合成生物技術(shù)創(chuàng)新中心相繼成立，中國合成生物學(xué)行業(yè)進入新階段。2022年后，合成生物學(xué)的研究成果已逐步應(yīng)用到下游領(lǐng)域；另一方面，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等新興信息技術(shù)持續(xù)向下游行業(yè)滲透，合成生物學(xué)的研究范式亦有所改變，當(dāng)前，由AI賦能的數(shù)字合成生物學(xué)將會是未來發(fā)展的重要方向之一。

二、合成生物學(xué)行業(yè)政策

合成生物學(xué)行業(yè)政策的陸續(xù)出臺助推了我國生物經(jīng)濟的快速發(fā)展，也推動了國內(nèi)從事合成生物學(xué)領(lǐng)域的公司發(fā)展。“十四五”以來，合成生物學(xué)已經(jīng)逐漸在天然產(chǎn)物合成、醫(yī)學(xué)、能源、工業(yè)等多個領(lǐng)域應(yīng)用。2024年1月，工信部等七部門印發(fā)《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》，提出要加快細胞和基因技術(shù)、合成生物、生物育種等前沿技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，推動5G/6G、元宇宙、人工智能等技術(shù)賦能新型醫(yī)療服務(wù)，研發(fā)融合數(shù)字孿生、腦機交互等先進技術(shù)的高端醫(yī)療裝備和健康用品。

三、合成生物學(xué)行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈

合成生物學(xué)的核心內(nèi)容是生物元件、基因線路、基因組工程及代謝工程。生物技術(shù)的進步推動著合成生物學(xué)快速發(fā)展，顛覆性使能技術(shù)是支撐合成生物學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵，基因測序、基因編輯、基因合成、細胞設(shè)計、高通量篩選等技術(shù)的發(fā)展對合成生物學(xué)的發(fā)展有著重要的支撐和推動作用，基因測序、DNA合成以及基因組編輯技術(shù)都是其核心使能技術(shù)。除此之外，合成生物學(xué)上游還包括葡萄糖、甘油和甲烷及其衍生物等原材料。合成生物學(xué)中游包括平臺搭建和產(chǎn)品制造，平臺型企業(yè)主要負責(zé)原料選擇和底盤細胞選擇及優(yōu)化，產(chǎn)品制造企業(yè)則在各種平臺基礎(chǔ)上生產(chǎn)具體的產(chǎn)品。合成生物學(xué)下游應(yīng)用廣泛，目前比較成熟的應(yīng)用領(lǐng)域包括醫(yī)療健康、工業(yè)化學(xué)品、農(nóng)業(yè)、食品和能源，隨著合成生物學(xué)技術(shù)的不斷進步，未來其下游應(yīng)用領(lǐng)域有望進一步擴展。

相關(guān)報告：智研咨詢發(fā)布的《中國合成生物學(xué)行業(yè)市場運營態(tài)勢及投資前景研判報告》

基因編輯技術(shù)在合成生物學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用，并加速了合成生物學(xué)的發(fā)展。數(shù)據(jù)顯示，2020至2022年，全球基因編輯技術(shù)市場規(guī)模自48.1億美元增長到62.8億美元，年復(fù)合增長率高達11.95%。2023年全球基因編輯技術(shù)市場規(guī)模繼續(xù)擴大，達到約66.19億美元。

四、合成生物學(xué)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

在政策支持和技術(shù)進步的推動下，合成生物學(xué)市場規(guī)模維持高增速水平。隨著合成生物學(xué)在理論和技術(shù)上不斷取得突破，疊加其綠色環(huán)保、能耗少成本低等優(yōu)勢，合成生物學(xué)的應(yīng)用范圍不斷拓寬，對醫(yī)療健康、科研、化學(xué)品、食品和飲料、環(huán)境監(jiān)控及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)深遠影響。數(shù)據(jù)顯示，2023年，中國合成生物學(xué)市場規(guī)模為79.4億元。其中，醫(yī)療領(lǐng)域市場規(guī)模為13億元；化工領(lǐng)域市場規(guī)模為17億元；農(nóng)業(yè)領(lǐng)域市場規(guī)模為36.1億元；食品領(lǐng)域市場規(guī)模為9.2億元；其他領(lǐng)域市場規(guī)模為4.1億元。

近年來，合成生物制造發(fā)展迅速，并相繼在各個領(lǐng)域取得了令人矚目的重大成果，這些進展的取得離不開合成生物關(guān)鍵科學(xué)問題的深入研究與突破。預(yù)計未來十年，石油化工、煤化工產(chǎn)品的35%可被生物制造產(chǎn)品替代，成為可再生產(chǎn)品，對能源、材料、化工等領(lǐng)域產(chǎn)生廣泛影響；包括牛奶、食糖、油脂、天然產(chǎn)物等農(nóng)業(yè)產(chǎn)品一旦實現(xiàn)工業(yè)生物制造將產(chǎn)生巨大的顛覆性影響，其全球經(jīng)濟規(guī)模也十分可觀，可以達到數(shù)十萬億美元。目前，通過合成生物制造，已經(jīng)成功實現(xiàn)了一批大宗發(fā)酵產(chǎn)品、可再生化學(xué)與聚合材料、精細與醫(yī)藥化學(xué)品、天然產(chǎn)物、未來農(nóng)產(chǎn)品等重大產(chǎn)品的生物制造，一氧化碳、甲醇以及二氧化碳等一碳原料利用方面也不斷取得進展。

合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)可以劃分為上、中、下游三個部分，分別代表工具型、平臺型和產(chǎn)品型三個類別，對應(yīng)三種商業(yè)模式。分別是以銷售工具、試劑、材料產(chǎn)品為主的工具型模式；以協(xié)助研究開發(fā)，提供技術(shù)服務(wù)的平臺型模式；以生產(chǎn)銷售合成生物學(xué)產(chǎn)品的產(chǎn)品型模式。針對不同商業(yè)模式，梳理代表性企業(yè)如下，其中華大智造是工具型企業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，主要提供高通量基因測序儀產(chǎn)品；產(chǎn)品型企業(yè)類型較多，目前上市企業(yè)包括凱賽生物、華恒生物等，部分企業(yè)也已經(jīng)遞交上市申報書。

五、合成生物學(xué)行業(yè)企業(yè)格局和重點企業(yè)分析

1、企業(yè)格局

從中國合成生物學(xué)重點企業(yè)布局來看，目前企業(yè)的業(yè)務(wù)類型包括合成生物學(xué)研究成果生產(chǎn)、合成生物學(xué)研究服務(wù)、合成生物學(xué)相關(guān)配套產(chǎn)品（如基因測序儀）的生產(chǎn)；從營收規(guī)模來看，目前行業(yè)整體的營收規(guī)模較小，上市企業(yè)營收在數(shù)億至數(shù)十億人民幣規(guī)模，更多企業(yè)未上市。

2、重點企業(yè)

上海凱賽生物技術(shù)股份有限公司（以下簡稱“凱賽生物”）是一家以合成生物學(xué)等學(xué)科為基礎(chǔ)，利用生物制造技術(shù)，從事新型生物基材料的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售的高新技術(shù)企業(yè)，經(jīng)過多年發(fā)展，公司已成為全球領(lǐng)先的利用生物制造規(guī)模化生產(chǎn)新材料的企業(yè)之一。2023年，公司圍繞年初制定的發(fā)展目標(biāo)，公司始終秉持“持續(xù)創(chuàng)新、求真務(wù)實”的價值觀，進一步提升公司經(jīng)營管理水平，繼續(xù)加大研發(fā)投入優(yōu)化生產(chǎn)工藝，穩(wěn)步推進生產(chǎn)建設(shè)，積極拓展市場下游應(yīng)用，在所有員工的堅持和努力下，公司提質(zhì)增效工作進一步深入，在研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和戰(zhàn)略布局等方面均取得了顯著成效。數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2023年凱賽生物合成生物材料行業(yè)營收為20.67億元。

華熙生物科技股份有限公司（以下簡稱“華熙生物”）是全球知名的生物科技公司和生物活性材料公司，是集研發(fā)、生產(chǎn)和銷售于一體的透明質(zhì)酸全產(chǎn)業(yè)鏈平臺企業(yè)，微生物發(fā)酵生產(chǎn)透明質(zhì)酸技術(shù)處于全球領(lǐng)先。公司憑借微生物發(fā)酵和交聯(lián)兩大技術(shù)平臺，以及中試轉(zhuǎn)化平臺、配方工藝研發(fā)平臺、合成生物學(xué)研發(fā)平臺、應(yīng)用機理研發(fā)平臺在內(nèi)的六大研發(fā)平臺，建立了生物活性材料從原料到醫(yī)療終端產(chǎn)品、功能性護膚品、功能性食品的全產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)務(wù)體系，服務(wù)于全球的醫(yī)藥、化妝品、食品等領(lǐng)域的制造企業(yè)、醫(yī)療機構(gòu)及終端用戶。數(shù)據(jù)顯示，2023年華熙生物醫(yī)藥制造營收為60.75億元。

六、合成生物學(xué)行業(yè)發(fā)展趨勢

1、下游應(yīng)用場景拓展驅(qū)動合成生物學(xué)行業(yè)發(fā)展

合成生物學(xué)在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、能源、環(huán)境等多個領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。在醫(yī)藥領(lǐng)域，合成生物學(xué)可用于藥物研發(fā)、疾病診斷和治療等；在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，可用于提高作物產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)等；在能源領(lǐng)域，可用于生產(chǎn)生物燃料等。下游應(yīng)用場景的拓展為合成生物學(xué)行業(yè)的發(fā)展提供了重要的驅(qū)動力。隨著科技的不斷進步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，合成生物學(xué)行業(yè)將會迎來更加廣闊的發(fā)展前景。

2、技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動合成生物學(xué)行業(yè)發(fā)展

技術(shù)創(chuàng)新是驅(qū)動合成生物學(xué)發(fā)展的重要動力。通過CRISPR-Cas9等基因編輯技術(shù)，研究人員可以精確地切割、插入或替換DNA片段，從而實現(xiàn)對生物體遺傳信息的精確操控。這種能力使得合成生物學(xué)能夠創(chuàng)造出具有特定功能和性質(zhì)的生物體，為醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、能源等領(lǐng)域提供新的解決方案。隨著基因編輯、合成DNA等技術(shù)的不斷突破和進步，合成生物學(xué)領(lǐng)域正在經(jīng)歷前所未有的發(fā)展機遇。

3、細分應(yīng)用領(lǐng)域全面發(fā)展

我國合成生物學(xué)在醫(yī)藥、化工領(lǐng)域具有較好的發(fā)展基礎(chǔ)。因此，未來醫(yī)藥、化工領(lǐng)域仍將引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，此賽道也將涌現(xiàn)出更多的產(chǎn)品出現(xiàn)；受政策指引，企業(yè)將資源適當(dāng)性傾斜至農(nóng)業(yè)、食品合成生物學(xué)領(lǐng)域，該領(lǐng)域有望成為行業(yè)增長的新生力量，除了醫(yī)藥、化工、農(nóng)業(yè)、食品領(lǐng)域之外，其他消費品領(lǐng)域、能源領(lǐng)域等細分領(lǐng)域有望隨著行業(yè)的發(fā)展而進一步擴張，產(chǎn)品亦將不斷更新迭代。

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢（yhcgw.cn）發(fā)布的《中國合成生物學(xué)行業(yè)市場運營態(tài)勢及投資前景研判報告》。智研咨詢是中國領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢機構(gòu)，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報告、商業(yè)計劃書、可行性研究報告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務(wù)。您可以關(guān)注【智研咨詢】公眾號，每天及時掌握更多行業(yè)動態(tài)。