多领域应用、全产业链整合，合成生物学发展常态

合成生物学，被称为是一门新兴的跨学科领域。

既然是跨学科，就意味着可以解决单一学科难以解决的复杂问题。这也正是合成生物学能应用在医药、农业、环保等诸多领域的原因。

正是由于合成生物学融合了工程学、物理学、化学和计算机科学等多个学科的知识，才诞生了不同类型的企业，涉及产业链、业务领域和技术特点等多种划分因素。

一、应用类公司掌握合成生物学产业链核心盈利环节

合成生物学企业种类繁多，如果按产业链划分，包括工具层、平台层和产品层三大类。

其中，上游为工具层，主要与 DNA/RNA 合成、DNA 测序、工具酶和基因编辑服务（CRISPR-Cas9）等相关，由合成生物使能技术公司主导，比如 Ginkgo Bioworks、Twist Bioscience、Illumina、博雅辑因、$MGI(688114.SH) 、金斯瑞等。

中游为平台层，专注于菌株的构建，打造高通量、自动化的技术平台，对生物系统和生物体进行设计、开发的技术平台，代表性公司包括 Zymergen、amyris、蓝晶微生物等平台类公司；

下游为应用层，涉及医药、农业、食品等各个领域的应用开发和产品落地，在产业链中可以提供各种底层技术、关键核心技术和应用支持，是产业链上的核心盈利环节。

例如，Agilent、Twist、Illumina 等可以在上游提供定制的 DNA 合成和基因编辑服务，帮助研究人员设计和构建特定基因序列，用于合成生物学研究和应用开发。

医药领域的 Sangamo、Antheia、博雅辑因和化工领域的 Zymergen、凯赛生物、华恒生物，可以在中下游提供不同应用领域的过程设计、产品研发和生产，实现从实验室到工业化生产的无缝衔接，提高生产效率。

不难看出，应用类公司在合成生物学产业链中实际上充当着 “润滑剂” 的角色，通过提供更优化的产品和服务，帮助整个产业链实现产品增益和产业升级。

二、合成生物学应用丰富，医疗健康领域占主导

合成生物学在应用领域的丰富性也是其发展的特点之一。

按具体领域划分，合成生物学企业可分为产品研发型、技术服务型等，也可进一步细分为生物医药公司、农业生物技术公司、环境生物技术公司、人工肉和替代蛋白公司等。

以生物医药公司为例。

辉瑞与 BioNTech 合作，利用合成生物技术设计了 mRNA 新冠疫苗（Comirnaty），还利用合成生物技术为新冠口服药 Paxlovid 的中间体量产提供解决思路，未来合成生物学还将进一步替代传统化学合成方法。

Moderna（莫德纳）主要专注于使用合成生物学技术开发 mRNA 疫苗和疾病治疗方法，公司的技术基于 CRISPR-Cas9 系统，可以精确地修改病毒基因组中的特定区域，从而使其失去感染能力，因而能在新冠疫苗研发方面取得重要突破。同时，也吸引了阿斯利康合作开发心血管和肿瘤疫苗等。

国内方面，也有不少药企利用合成生物学技术研发新药。

例如，北京合生基因研发的 SynOV1.1，就是国内原创的合成生物技术开发的首款基因治疗产品，于 2020 年 11 月获得美国 FDA 临床试验许可，用于治疗包括中晚期肝癌在内的甲胎蛋白（AFP）阳性实体瘤。

北京合生基因的产品管线 来源：公司官网

在农业领域，合成生物学技术的应用价值体现在改良农作物品种，提高产量和抗病虫害能力等方面。

例如，Indigo Agriculture 利用合成生物学技术来改善植物的生长和抗病性，开发了一种 “植物有益菌”（Plant-Microbe）生物技术，可通过将有益微生物应用于种子或土壤，来提高农作物的产量和健康；Inari Agriculture 利用合成生物学技术来改良农作物的基因组，从而培育出适应不同环境条件和市场需求的新品种。

国内草铵膦龙头利尔化学是首家掌握精草铵膦大规模化合成关键技术的企业，其中核心产品草铵膦是全球三大非选择性除草剂之一，可通过生物降解的方式被分解，减少对土壤、水源和环境的影响。

在环保领域，可以利用合成生物学技术处理废水、废气等环境污染物，实现资源化利用。

例如，美国的生物科技公司 Bolt Threads，利用合成生物学技术生产仿生丝（一种可持续替代传统丝绸和化学纤维的材料）；LanzaTech 利用合成生物学技术来改变微生物，使其能够吸收和转化废弃物中的有害气体，如二氧化碳和一氧化碳。

更甚者，Impossible Foods、Memphis Meats、Beyond Meat 等公司还利用合成生物学技术开发植物基础的替代性肉类产品，包括以植物原料制成的人造汉堡 Impossible Burger、人造鸡肉和牛肉等。

三、全产业链整合

尽管合成生物学企业类型多样，但大多都选择运用合成生物学技术高度聚焦主业领域，并实现全产业链的整合。

这意味着，它们在主业领域的产品研发过程中，从基础研究到产品开发都具备自主技术能力，从而在产业链上具备更强的竞争力。

最典型的莫过于产品导向型企业，往往侧重产品所在市场的专项研究，并在寻求产品性能改良和生产成本降低的过程中引入合成生物学技术，之后逐步实现从基础研究到产品开发的全链条覆盖。

例如，已经实现产业链整合的合成生物学企业，包括蓝晶微生物、$Cathay Biotech(688065.SH) 和$AHB(688639.SH) 。

蓝晶微生物是国内率先进入产业化的合成生物学公司之一，已经实现了从菌种筛选、培养、优化到产品开发、生产、销售的全产业链布局。

凯赛生物在合成生物学领域已形成从基因工程到菌种培养、生物发酵、分离纯化和化学合成以及应用开发的全产业链布局，目前商业化产品主要聚焦聚酰胺产业链，包括为生物基聚酰胺及其单体生物法长链二元酸和生物基戊二胺。其中，“生物法长链二元酸系列” 全球市占率高达 80% 以上，而且在 “生物基戊二胺” 产品领域是当前全球唯一具备戊二胺规模化生产能力的企业。

丙氨酸产品行业龙头华恒生物，主要产品包括氨基酸系列产品（L-丙氨酸、DL-丙氨酸、β-丙氨酸、L-缬氨酸）、维生素系列产品（D-泛酸钙、D-泛醇）和其他产品等，可广泛应用于中间体、动物营养、日化护理、功能食品与营养、植物营养等众多领域，已建成工业菌种创制、发酵过程智能控制、高效分离提取和产品应用开发等全产业链的技术领先优势。

结语：合成生物学是一个学科交叉、应用广泛的新兴产业，不仅需要企业自身努力，还需要依赖整个产业生态系统的建设和发展。

综上所述，正在迅速发展并在各个领域展现出巨大的应用潜力，相关企业还将呈现高度专业化和细分领域聚焦的发展态势。