過去三年，我們又見證了一個風口的興衰轉(zhuǎn)瞬。
2020年，合成生物學還是默默無聞的“小透明”，到2021年整個行業(yè)迅速爆發(fā)，初創(chuàng)企業(yè)競相涌現(xiàn)，一級、二級市場躁動不已，站在2023年年尾，行業(yè)的投資環(huán)境變得更加理性，融資額驟降。
被譽為第三次生物技術(shù)革命的合成生物學似乎已經(jīng)迎來了退潮時刻，尤其是海外元老的Amyris的破產(chǎn)倒閉，如今，已經(jīng)有人開始擔心合成生物的風口過去了，未來的發(fā)展充滿了不確定性。
三年前的行業(yè)難點，選品、量產(chǎn)，到了今天依然是行業(yè)共性問題，合成生物的萬億征途，依舊需要所有入局者一點點去探索。
故事仍在繼續(xù)。接下來，需要參與者拿出實在成績，夯實資本對合成生物技術(shù)的信仰。
/ 01 /
萬億想象
“合成生物學”一詞最早出現(xiàn)在上世紀70年代，直到2000年被斯坦福教授Eric Kool在基因組學和系統(tǒng)生物學基礎(chǔ)上，引入工程學概念，重新定義了“合成生物學”，標志著這一學科的出現(xiàn)。
簡單來講，合成生物學就是利用細菌等工程化的生物，來生產(chǎn)各類我們想要的東西，從柴油等燃料、塑料、尼龍之類的化工品，到角鯊烯這樣的護膚品成分，還有手機的柔性屏材料……其使命是解決人類面臨的食品缺乏、能源緊缺、環(huán)境污染、醫(yī)療健康等各方面的問題。
作為生物學、生物信息學、計算機科學、化學、材料學等多學科交叉融合的學科，合成生物學更像是一個底層平臺，本質(zhì)上是對消費、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、化工等整個生產(chǎn)制造行業(yè)進行科技升級。
合成萬物，重塑物質(zhì)世界這一遠大理想，給其帶來萬億想象空間。根據(jù)CB Insights分析數(shù)據(jù)顯示，2019年全球合成生物學市場規(guī)模達53億美元，預計到 2024年將達到189億美元。而根據(jù)麥肯錫測算預計2030-2040年，合成生物學每年帶來的經(jīng)濟影響將達到1.8至3.6萬億美元。
然而，從2000年中國合成生物巨頭凱賽生物成立，到2006年Amyris的青蒿素大獲成功，再到2013年基因編輯技術(shù)CRISPR-Cas9的橫空問世，直至2021年，先是4月份Zymergen帶著十余條研發(fā)管線，在大家期待的目光中上市；9月份，合成生物學平臺企業(yè)Ginkgo Bioworks創(chuàng)下當時史上最大SPAC并購交易，以超200億美金的市值在二級市場亮相。
一個個令人振奮的消息，從大洋彼岸迅速傳來，經(jīng)歷了20多年跌宕起伏發(fā)展的合成生物終于被推到了一個爆發(fā)節(jié)點。
就在一年前，當時的合成生物在投資界幾乎還是默默無聞的狀態(tài)，然而，到了2021年，情況發(fā)生了翻天覆地的變化，來自生物醫(yī)藥、大消費等其他領(lǐng)域的投資機構(gòu)紛紛涌入。
根據(jù)Synbiobeta數(shù)據(jù)，2021年全球合成生物學領(lǐng)域融資總額約180億美元，相當于過去12年的總和。
/ 02 /
爆發(fā)的邏輯
為什么是這個時間節(jié)點火起來？
一個最為核心的原因是2015-2017年，各種新技術(shù)、新工具開始被普及，例如DNA合成、測序、編輯技術(shù)和AI工具的開發(fā)，這些技術(shù)加速了菌株改造科研人員的經(jīng)驗積累和迭代試錯的速度和通量。
等這些實驗室的成果初步實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，大約需要5年的時間。而2021年，這一進程與賽道里幾家公司的上市申報疊加，就被資本識別和發(fā)掘出來。
具體來說，20多年間，合成生物學一直被質(zhì)疑的問題便是能否真正以生物合成的方式產(chǎn)出可量產(chǎn)、具備成本優(yōu)勢的產(chǎn)品。而過去幾年，已經(jīng)有一批原料產(chǎn)品真正實現(xiàn)了概念驗證，包括長鏈二元酸、丙氨酸、PHA、HMO（母乳低聚糖）、膠原蛋白、一三丙二醇等。
以長鏈二元酸為例，其用途十分廣泛，既可以作為單體用于合成高性能聚酰胺，也是麝香香料、油漆、涂料、潤滑油、增塑劑、新醫(yī)藥和農(nóng)藥等的重要原材料。其制取方法主要分化學法和生物法。與化學法相比，生物法具有成本低、物質(zhì)轉(zhuǎn)化效率高、污染排放少、生產(chǎn)條件溫和等特點。
凱賽生物是全球首家、也是目前唯一一家能利用生物法大規(guī)模實施長鏈二元酸產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的企業(yè)，打破了國外技術(shù)壟斷。目前其長鏈二元酸產(chǎn)品在國內(nèi)市占率達95%，在國際市場的占有率也接近80%。
當時化學法的報價是每公斤9美元，而凱賽生物的生物法報價則是每公斤5美元。成本優(yōu)勢，加上產(chǎn)能的不斷提升，2016年，英威達關(guān)閉其在美國的長鏈二元酸生產(chǎn)線，凱賽生物最終實現(xiàn)了對化學法長鏈二元酸的完整替代。
時間來到2021年，從美股到A股，合成生物幾乎經(jīng)歷了一整年的狂歡。
老牌合成生物學企業(yè)Amyris在2020年底開始股價逐步上揚，到2021年3月份時已經(jīng)從每股2美元上漲到20美元，市值超70億美金。
國內(nèi)方面，隨著華恒生物登陸A股，兩家下游的應用型公司——華恒生物和此前已上市的凱賽生物持續(xù)大漲到2021年底。這一年，凱賽生物股價翻了一倍，華恒生物的股價更是達到了上市時的三倍多。
這讓一級市場的風投機構(gòu)看到了合成生物學IPO退出的路徑和估值倍數(shù)增長的希望。
底層技術(shù)的發(fā)展，一些產(chǎn)品真正實現(xiàn)了概念驗證、落地，再加上二級市場的造富效應，以及碳中和理念等因素，共同造就了合成生物2021年的爆發(fā)。
/ 03 /
從實驗室走向量產(chǎn)
短短兩年，合成生物賽道的光景大變，山雨欲來。
Ginkgo的市值從200億美元的高點已經(jīng)跌落至28億美元；Zymergen作為曾經(jīng)的產(chǎn)品型龍頭企業(yè)，其首款商業(yè)化產(chǎn)品失敗，公司最終以僅3億美元的價格被收購，要知道其累計融資金額近10億美元；元老Amyris則在8月份宣告破產(chǎn)。
這些變故的發(fā)生似乎標志著合成生物學領(lǐng)域的一個轉(zhuǎn)折點，龍頭企業(yè)的衰落和挫折給整個行業(yè)敲響了警鐘。
國內(nèi)的熱度也開始消退，市場迅速重新審視這一賽道。從2022年下半年至今，風向已經(jīng)來到了另一個方向：很少考慮尚未實現(xiàn)收入或不具備產(chǎn)業(yè)化能力的初創(chuàng)公司。
因為合成生物學掀起的是生物制造業(yè)革命，一旦涉及制造，正如馬斯克說的，實驗室生產(chǎn)/原型開發(fā)是容易的，規(guī)?；a(chǎn)才是難啃的硬骨頭。
如今走到產(chǎn)業(yè)化階段的藍晶微生物，其創(chuàng)始人張浩千在公開采訪中曾分享過這樣一段經(jīng)歷，“團隊當時生產(chǎn)PHA（一種可降解的生物基材料）所用的菌株是嗜鹽微生物，這種微生物在高濃度鹽水中生長，能夠避免雜菌污染。這個思路在實驗室中效果很好，但是在實際生產(chǎn)中并不可行，因為它產(chǎn)生的污水是高鹽高有機質(zhì)污水，它的污水處理成本比普通污水高了兩個數(shù)量級，在實際生產(chǎn)中根本不可行。”
這反映出，從實驗室中幾克東西的合成到千克和噸級的大規(guī)模生產(chǎn)，中間有道巨大鴻溝，多個環(huán)節(jié)都有可能發(fā)生偏離。
比如，生物反應器的開發(fā)。在實驗室中，發(fā)酵傳質(zhì)速率等條件可控，但反應器放大后，局部的微環(huán)境都會發(fā)生改變，對工藝和發(fā)酵結(jié)果影響非常大；
再比如，細胞不斷分裂，反應器放大后，擴增代數(shù)隨之增加，可能對菌種遺傳穩(wěn)定性可能擾動；下游分離、提純，各步驟也有多種技術(shù)路線，如果工藝落后或成本高，也會影響產(chǎn)品整體的競爭力。
除此之外，原料、培養(yǎng)基的成本和穩(wěn)定供應，也必須提前考量。特別是對于大宗產(chǎn)品，工廠產(chǎn)能規(guī)劃到萬噸級別時，上游原料價格波動、原料運輸成本，乃至消耗的水/電等，都直接影響產(chǎn)品的成本。
當然，合成生物數(shù)據(jù)驅(qū)動的邏輯，正推動著傳統(tǒng)發(fā)酵從粗放的曲線變化，走向更深入的代謝流分析；從經(jīng)驗直覺，走向與自動化設備結(jié)合的數(shù)據(jù)分析。
國內(nèi)外做合成生物起步較早、已進入量產(chǎn)階段的企業(yè)，都建立了自動化的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。典型如凱賽生物利用在線傳感器技術(shù)，采集生物代謝過程中多個參數(shù)，進行大數(shù)據(jù)分析，實施智能化控制過程，將長鏈二元酸的發(fā)酵反應逐步放大，并實現(xiàn)產(chǎn)品成本和質(zhì)量的穩(wěn)定。
整體來說，從實驗室到工廠，必須綜合考慮技術(shù)成本和實際生產(chǎn)問題。
/ 04 /
選品的邏輯
回想起2021年行業(yè)滾燙的融資熱度，到如今Amyris破產(chǎn)，不得不感嘆，周期的力量：美聯(lián)儲收緊流動性的時期才是真正考驗行業(yè)和公司的時候。
當然，相比宏觀經(jīng)濟周期，更重要的是最本質(zhì)的商業(yè)邏輯：業(yè)務到底如何賺錢。
事實上，Amyris、Zymergen各自投身生物燃料、光學薄膜，卻又鎩羽而歸的教訓，讓國內(nèi)合成生物圈形成一種共識：既要關(guān)心技術(shù)，能不能做得出來；也要考慮市場上，能不能賣得出去。
也就是，選品邏輯同樣重要。
通過合成生物學技術(shù)，的確能夠做出很多產(chǎn)品，大家都在布局不同的產(chǎn)品管線和應用領(lǐng)域，關(guān)鍵是速度做得快與慢、成本做得高與低，以及市場是否真的需要。
對于初創(chuàng)企業(yè)來說，更可行的思路或許是，優(yōu)先選擇高附加值精細化學品。
如果一開始就做大宗化學品，量產(chǎn)對成本控制、產(chǎn)業(yè)化能力要求很高。比如杜邦做成1,3-丙二醇是花費巨額的資金，且經(jīng)歷很長時間才實現(xiàn)量產(chǎn)的，初創(chuàng)企業(yè)很難承受如此高成本的資金和長時間投入。
大宗商品的后端發(fā)酵生產(chǎn)規(guī)模要達到千噸或萬噸級，才能拿到一定的市場份額，并攤薄生產(chǎn)成本，比如PHA、丁二醇等生物基材料產(chǎn)品、甜菊糖苷等甜味劑等。這樣的放大量產(chǎn)的風險勢必要謹慎衡量，大規(guī)模建廠也離不開重資產(chǎn)投入，需要企業(yè)能夠在資本市場持續(xù)融資。
相比之下，一些高附加值的精細化工品、高活性分子，銷售單位以公斤或克為單位，工藝放大過程中，有更強的漸進性。小試中試量級的產(chǎn)品，已能夠為企業(yè)帶去現(xiàn)金流。
當然，最理想的則是將精細化學品做成大宗化學品的成本，這樣就可以既有利潤、又有市場。
選準關(guān)鍵品類，不僅決定合成生物企業(yè)的階段性現(xiàn)金流，甚至決定著企業(yè)的整體走向。
產(chǎn)品導向之外，平臺導向也是一種商業(yè)模式。
這類企業(yè)的核心壁壘是對底盤細胞改造的技術(shù)能力，以及基因組數(shù)據(jù)庫是否強大。以海外Ginkgo Bioworks為代表，通過“生命鑄造廠”高度自動化的工作模式和代碼庫（生物數(shù)據(jù)資產(chǎn)），為廠商提供基于微生物菌株的解決方案。2022年，Ginkgo總收入達4.78億美元，但當前市值已斬至30億美元以下，遠低于曾經(jīng)的200億美元。
這或許是因為，平臺型企業(yè)避免了研發(fā)產(chǎn)品失敗的風險，但也放棄了后面品牌、產(chǎn)品的價值鏈，行業(yè)發(fā)展早期，純“基礎(chǔ)設施”的價值還有限。
具體到國內(nèi)，也有恩和生物、衍進科技等定位為合成生物平臺型的企業(yè)，但更多的還是產(chǎn)品類公司，產(chǎn)品涉及精細化工到食品、醫(yī)美、醫(yī)藥等多領(lǐng)域。
當然，產(chǎn)品還是平臺，孰優(yōu)孰劣？還沒有定論。
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