21世纪经济报道记者季媛媛 上海报道 如何让牛奶过敏的人能够正常喝牛奶？如何在酒桌上“千杯不醉”？如何让植物肉散发出真实肉的香味？这些看似违背常识的问题，如今却都能够通过合成生物技术实现。其实合成生物技术对我们来说并不陌生，几千年前我国老百姓在酿酒、炮制中药的过程中就有使用。而在今天，合成生物更是迎来了发展的黄金时期。
合成生物学是上海加快布局的“未来产业”，为推动该领域的科技创新和产业发展，4月14日，上海官方宣布正式成立新型研发机构上海合成生物学创新中心。上海市副市长刘多表示，合成生物学是汇集于生物学、基因组学、工程学和信息学等多种学科的交叉学科，是继DNA双螺旋结构、基因组测序之后的第三次生物科技革命，已成为世界各国增强核心竞争力、塑造发展新动能的关键领域，也是上海正在抢抓机遇、加快布局的前沿新赛道。
2023年9月，上海市发布了《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年）》，围绕“建设合成生物创新策源高地，打造高端生物制造产业集群，推进合成生物技术在生物医药、先进材料、消费品、能源和环保等5大领域发展应用”的总体目标，提出了加强基础与应用研究、推动产业化项目落地、赋能优质企业梯队成长等9项重点任务，并在政策支持、资金保障、产品推广、人才引育、开放合作等方面强化服务保障，全力支持合成生物学高质量发展。
“成立上海合成生物学创新中心，是落实行动方案的一项重要举措。创新中心要按照运行机制市场化、用人机制国际化、研发转化一体化的模式，依托上海在合成生物学领域先发的科研实力、国际化的合作网络和完备的工业体系，加快推进合成生物科技创新与产业化应用，积极地融入全球科技资源网络，携手共促高质量发展。”刘多说。
合成生物成新风口
合成生物学是一项基于工程化理念的跨学科领域，结合多学科知识，为改造和创造人造生命体系提供了独特的视角。自21世纪初问世以来，合成生物学经历了DNA工程、生物分子工程、宿主工程、计算机技术等多个方向的技术突破，已经发展成为了一门高度体系化的学科，是当下新风口。
从广义的产业分类而言，合成生物学产业可被界定为以生物基材料替代化石基材料、以生物技术路线替代传统化工技术路线的科技产业。在双碳减排成为产业发展主旋律的当下，发展好合成生物学具备尤为重要的战略意义。
全球合成生物学产业正处在高速发展期。根据BCG发布的《中国合成生物产业白皮书2024》，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。
合成生物学产业的发展带来了一大批行业应用场景。近期（五年以内）工业化成果主要围绕各大领域中先发探索话题的散点突破，如化学和材料中的部分基础化学品及聚合物，农业和食品中的少数食品添加剂、植物蛋白及发酵蛋白作为替代蛋白，医疗保健中创新细胞和基因疗法、部分原料药合成，以及消费品中的部分功能性小分子和重组胶原蛋白技术等；在中期（五至十年间），围绕各大领域的应用进一步拓展，并实现部分全新子品类的技术突破和规模化生产，如材料领域的高性能蛋白、食品领域的细胞培养蛋白、农业领域的共生固氮技术、医药领域的工程菌疗法等。
此外，在远期（超过十年），合成生物学一方面有望在热门应用领域中在当前科研尚处早期或技术瓶颈较大的话题上实现工业化跑通，如活体功能材料、光合作用优化、器官再生等，另一方面，也预期将在生物质燃料、环保等新领域进一步发挥作用。
有券商医药行业分析师对21世纪经济报道记者表示， 合成生物学是一个非常有发展前景的研究领域，其正在掀起第三次生物技术革命，科学成果将为所有人带来巨大的价值。加之生物科技领域现有研究正面临多项挑战，而合成生物学技术将发挥重大作用。
“但是，也需要发现，合成生物学诞生至今有二十多年，但它还是一个非常年轻的学科，正处于初期的发展阶段，市场需要以动态视角看合成生物学这一学科的发展。”上述分析师说。
中信证券研报指出，目前，东丽、DSM、索维尔、奇华顿、雀巢等各行业全球龙头公司均在合成生物学领域有所布局。传统领域巨头的积极探索有助于加快合成生物学作为新兴技术的产业化进度和对各行业的变革，看好拥有先发优势、丰富产品管线和工程化能力的相关合成生物学龙头企业。
如何寻找新的尝试与突破？
尽管合成生物学在众多下游领域均有广阔的应用前景，但受限于技术成熟度和市场拓展等因素，下游各领域的产业化进度（结合通过产业化案例数和对应的市场规模判断）各不相同。
不少业内人士对21世纪经济报道指出，当下合成生物学仍存在技术壁垒、伦理问题以及市场发展问题，但随着研究体系的增长，良好的人才储备，我们仍存在一定的优势。 在未来合成生物会进行转换与升级，如何寻找新的尝试与突破，也是未来的趋势。
《中国合成生物产业白皮书2024》也指出，当前，两个层面的因素影响合成生物应用的普及。一方面，技术成熟周期。一项合成生物技术从科学理论发展成为商业应用需要多久的时间，在很大程度上影响了相关应用场景的普及。由于复杂技术的发展历程是非线性的，且技术发展的过程中常伴随大量偶发事件，技术发展时间具有高度不确定性。
但从技术到商业应用，有两项关键里程碑：其一，应用规模。如果科学家能证明实验室技术可以在工业规模下跑通，那么该项技术具备初步应用的前提。在实务中，大量技术路径失败的原因就是无法从实验室级别放大为工业级。例如，在生物反应器中制造酵母每年至少需要600千升的规模，而制造动物细胞仅需45千升。技术的工业化规模提升是一个艰苦卓绝的过程。其二，推广成本：新技术得到推广的必要条件是能将产品生产成本降至传统技术以下。在工业化技术推广路径中，将生产设施尽可能靠近原料来源是优化成本的主要路径之一。
另一方面，技术传播度。技术传播度是指一项技术获得行业认可的程度。技术传播度受到一系列因素的影响，包括监管法规、行业集中度、投资、产品性质、稀缺程度等。此外，技术传播速度也取决于产业生态成熟，以及技术人才、技术伙伴和产业链的可得性。
在寻求突破层面，刘多指出，创新中心加快实现三个提升，具体而言：
一是提升科技创新策源能力。围绕“国际化合成生物学技术创新策源地”的战略定位，联合高校院所、重大科技基础设施和科技型企业等各类主体，强化协同合作，面向合成生物学前沿技术和未来应用，大力推进原创性、颠覆性科技创新，努力产出一批标志性成果。
二是提升成果转化和产业化效能。建好用好高价值分子转化平台等三个转化平台，系统性解决合成生物转化过程中的重大工程难题，实现一批具有核心竞争力的转化项目。同时，加快建立健全多元化资金投入机制，推动优质项目在重点区落地，培育壮大合成生物产业集群。
三是提升国际交流合作水平。主动加强与国际合作伙伴的沟通对接，持续拓展全球关系网络，深化与国内外高校、科研机构、非营利组织、领军企业等的产学研协作，引育更多高水平的领军人才，形成更多具有重大应用价值的合作项目，共同为全球合成生物学创新发展集聚新动能、激发新活力。
上海合成生物学创新中心战略发展委员会主席、北京清华工业开发研究院院长金勤献也在接受记者采访时表示，上海合成生物学创新中心将依托上海在合成生物学领域先发的科研实力、国际化的合作网络和完备的工业体系，抓住合成生物学重构世界经济格局的历史机遇，以产业落地为导向，建设合成生物学领域全球领先的开放合作体系、工程转化体系和产业发展体系，形成创新链、产业链和人才链相融合的合成生物学创新生态，打造具有全球“灯塔”地位的合成生物学产业集群。
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