合成生物学研究策略（当之无愧的生命科学利器）

接合成生物学：当之无愧的生命科学利器（上）丨贝研报 03，点击即可回顾

政策

政策上，国内多地已经出台并颁布鼓励支持合成生物学行业发展的文件：

贝壳研究院制图 来源：公开资料

基因测序成本和基因编辑成本的下降是合成生物学快速发展的重要原因。2003 年绘制人类基因组图谱耗费约 30亿美元，2019 年仅需花费不到 1000 美元，未来十年甚至更短时间内成本可能会降到 100美元以下。

合成生物学发展趋势图 来源：McKinsey Global Institute

合成生物学在化工领域的应用，相比传统的化工生产工艺具有明显的环保优势和成本优势，比之前的碳排放水平降低了75%~100%。

以华恒生物生产的L-丙氨酸为例，运用合成生物学的技术，可以将生产过程中的碳排放水平降至零，同时在生产成本上面降低50%。在碳中和的时代背景下，合成生物学将受到人们越来越多的关注。

市场规模

根据 CB Insights 分析数据显示，全球合成生物学市场规模2019年为53亿美元，预计到2024年将达189亿美元，年复合增长率为28.8%。

其中，医疗健康领域市场规模最大，预计将由2017年17亿美元增长至2024年50亿美元，年复合增长率为18.9%。随着全国科研投入的不断加大以及DNA测序等技术成本降低，合成生物学科研领域市场规模不断扩大，2017-2024年合成生物学科研市场需求预计持续稳居第二位。食品和饮料、农业领域增长速度最快，2019年-2024年年复合增长率预计分别为64.6%和64.2%。

合成生物学市场规模 来源：CB Insights

合成生物学与传统合成方式的对比：

贝壳研究院制图 来源：公开资料

通过对比可以看出，合成生物学在碳排放以及部分产品的成本上面具有比较明显的优势。此外合成生物学的平台化的特点，可以帮助它在使用同一菌种的情况下，通过改造合成路径就可以实现多种产品的生产。

发展现状

从行业中的大部分企业使用的融资方式可以大致分析出，目前该行业所处的大致发展阶段。如果全部企业都是通过一级市场融资，说明该产业处于导入期；如果有企业开始陆续上市，通过二级市场进行融资，说明行业进入成长期；如果开始出现大量企业上市，说明该行业进入成熟期。

从目前合成生物学产业的融资情况来看，全球范围内已有多家公司成功上市，一级市场的融资事件也出现大幅增加，这说明合成生物学即将进入成长期。

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从目前上市的公司类型来看，主要是以提供合成生物学从生物基因的编辑，到产品和服务商业化落地的，全产业链服务的平台型企业，以及利用合成生物学技术进行最终生产的公司。

国内来看，21年以来合成生物学领域的融资数量和金额也出现了大幅增长。以部分企业为例：

贝壳研究院制图 来源：公开资料

从融资的数据可以看出，以构建平台化服务的公司获得的融资金额要明显大于提供工具类服务的公司。这也说明资本对于合成生物学未来的发展的态度是以打造能够提供合成生物学全产业链服务的公司为主。

行业相关公司

►►►弈柯莱--贯通全产业链

上海弈柯莱生物医药科技有限公司成立于2015年，是拥有领先的酶工程技术和基因工程技术的高科技企业，是国内为数不多能够贯通合成生物学全产业链的公司。目前已形成了完善的十大创新平台，助力弈柯莱合成生物学技术拓展至医药、农业、食品等应用领域，形成对化学品制造业的全方位覆盖，使得产品的生产模式更加节能、绿色、可持续。

弈柯莱生物十大创新平台 来源：公司官网

融资历程：

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弈柯莱目前已建有包括转氨酶在内的21类（逾50,000余种）工业常用酶的酶库，并建成了酶的高效设计平台，能够根据催化反应需求利用机器学习预测和筛选酶，通过高通量筛选与测试对酶进行快速人工进化，创造出更好的乃至全新的酶突变体；同时还建有基因组装与基因编辑平台，能够设计驱动基因表达的各种元件以及重编生物底盘的代谢网路，建成了包括大肠杆菌，酿酒酵母和谷氨酸棒状杆菌等90 高性能菌株的完备的底盘细胞及基因元件库（逾100,000种），储备了大量优质生物工程资源。

弈柯莱的主要客户有金禾实业、江苏七洲绿色化工股份有限公司、江苏七洲绿色化工股份有限公司等，主要以工业客户为主。

►►►金斯瑞--工具层DNA合成技术

金斯瑞生物科技股份有限公司2002年成立于美国新泽西，2004年在南京建立生产基地，2015年于港交所上市。金斯瑞现已建立四大业务平台：生命科学服务及产品平台、生物医药合同研发生产（CDMO）平台、细胞治疗平台及工业合成生物产品平台。

金斯瑞通过GenPlusTM技术平台能够提供合成生物学工具层的基因合成相关业务，该技术平台可用于合成≤8kb的任何难度、任意载体基因，可实现超1亿碱基对的月通量。全球每4条人工合成基因中就有一条出自金斯瑞。

贝壳研究院制图 来源：公开资料

从财务数据中可以看出21年生命科学服务及产品对于公司营收的贡献最大，占比达到60%以上，但是较20年有所下降。生物医药合同研发生产（CDMO）业务营收出现快速增长，增幅达到了101%，营收占比也增加至15.93%。在客户分布上，其第一大客户群体为制药和生物科技公司，第二大客户为大学，第三大客户为经销商。

金斯瑞21年营收占比 来源：公司官网

►►►擎科生物--工具层DNA合成技术

北京擎科生物科技有限公司于2004年成立，是一家合成生物学国家高新技术企业，从事合成基因组学与生物合成产品的研究及开发。业务范围涵盖合成基因组学产品及服务、生命科学研究设备及原料、生物制造CRO/CDMO三大方向。

擎科生物产品及服务 来源：公司官网

融资历程：

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业务情况：

贝壳研究院制图 来源：公开资料

擎科生物成立到现在已经累计服务海内外客户16万家，目前国内业务覆盖全国80%的主要城市和地区，共计6547家企业使用到擎科的产品和服务。其中科研客户占到72%，工业客户占比28%。科研客户中有华中农业大学、浙江大学、北京大学等。工业客户中有药明康德、百济神州、义翘神州等。

►►►联川生物--工具层DNA合成技术

杭州联川生物技术股份有限公司成立于2006年，以基因组学研究与应用开发为发展方向，致力于成为业内领先的基因组学解决方案提供商。

融资历程：

贝壳研究院制图 来源：公开资料

在基因科技领域，联川拥有业内领先的µParaflo® 微流体芯片平台，单细胞捕获测序平台、高通量测序平台和质谱分析平台，提供从基因组学、转录组学、表观组学、蛋白质组学到代谢组学的跨组学整合分析服务。

在精准医疗领域，联川科学家成功研发出业内领先的VariantPro™基因捕获技术，已成功开发出多款肿瘤液态活检检测试剂盒。

在DNA合成领域，公司目前拥有自主的µParaflo®微流控基因原位合成平台，探索基因合成在DNA存储、工程菌改造、抗体新药开发等多个领域的应用。

联川生物主要的客户群体为高校、科研院所、医院及医药研发企业。其中高校客户中有浙江大学、中南大学等，科研院所客户中有国家卫健委科学技术研究所、中国水稻研究所等，医院客户中有浙江省人民医院、协和医院等。

►►►迪赢生物--工具层DNA合成技术

上海迪赢生物科技有限公司成立于2018年，公司致力为合成生物学和分子诊断领域提供有力工具和关键原料。目前拥有具有自主知识产权的Micropore高通量DNA合成平台和独创的QuarXeq双链RNA探针捕获技术。

融资历程：

贝壳研究院制图 来源：公开资料

迪赢生物利用半导体行业工艺对3D喷墨打印技术进行了独立研发，突破了微米级芯片表面图案化处理，高密度皮升级墨滴控制，专利的墨水配方和并行无模板蚀刻技术，二代合成化学优化和Flowcell控制等关键核心技术，成功开发出了自主知识产权的3D喷墨打印超高通量原位DNA合成平台，合成长度更长、成本更低、错误率更低。合成长度可达300nt，每个碱基的合成成本比传统合成低3个数量级以上，错误率低于1/1000。其产品已经获得了众多IVD企业客户、新药研发客户和新型生物制造客户的认可。

►►►艾吉泰康

艾吉泰康生物科技（北京）有限公司成立于2014年，是一家以靶向捕获测序技术和探针/引物设计为核心的生物技术公司。总部及研发中心设立在北京市昌平区生命科学园，并在浙江省嘉兴市设立了总面积约2500平方米的年产能超百万例的体外诊断试剂GMP生产车间和年检测能力超50万例的临床NGS基因检测实验室。

公司定位为基因测序的上游服务供应商，专注于基因捕获技术研发，定制开发针对不同应用领域的基因捕获产品。目前，艾吉泰康产品线已全面覆盖基因捕获领域的上、中、下游，可为整个产业链提供基因捕获整体解决方案。未来将依托基于芯片的高通量DNA合成技术进入合成生物学领域。

融资历程：

贝壳研究院制图 来源：公开资料

艾吉泰康具有TargetSeq®液相探针杂交捕获技术和MultipSeq®多重PCR扩增子捕获技术。围绕这两个技术，公司已开发出800多款杂交捕获定制试剂盒和600多款多重扩增子试剂盒。客户包括复旦大学、华大基因、浙江省疾控中心等1000多家检测机构和科研院所。

公司肿瘤检测产品在美国FDA国际MAQC组学大数据质量控制学会举办的捕获性能测试中，相比Agilent、Roche、IDT、Illumina、Qiagen、Thermo Scientific等国际知名品牌产品在突变检出率、假阳性率和敏感度各项指标处于领先水平。

结论

合成生物学开始收到资本追捧。21年以来合成生物学相关企业的融资数量和金额都创出新高。DNA合成行业未来5年间将保持在16%的年均增速，市场规模逐步增加。

全球基因合成市场规模及趋势 来源：QYResearch

投资的方向涵盖了合成生物学上下游多个领域：如高通量DNA合成、菌种筛选和下游产品生产。

对行业上游DNA合成企业Twist的营收进行分析可以看出：

Twist 21及20年营收对比 来源：Twist年报

Twist在寡核苷酸池的业务增速上明显大于公司整体营收增速，第一大客户为合成生物学领域的Ginkgo Bioworks，根据最新签订协议未来4年两家公司将继续加深在合成生物学领域的合作。

目前国内的发展状况来看，由于现在行业还处于一个发展的初期阶段，产业链上下游之间的协作还不够顺畅，所以公司企业需要自己去完成所有的工作，而未来的行业发展中会出现打通全产业链的平台化公司，同时在每个分工环节也会出现技术领先的公司。

参考资料：

《合成生物学》，李春

《华安证券：合成生物学——属于未来的生产方式》

《基因组编辑技术及其在合成生物学中的应用》

《适应性实验室进化技术在微生物育种中的应用进展》

《中国合成生物学发展回顾与展望》

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