產(chǎn)品分類(lèi)導(dǎo)航
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一個(gè)風(fēng)口的興衰轉(zhuǎn)瞬:合成生物的萬(wàn)億征途

熱門(mén)推薦: 合成生物 Amyris Ginkgo
作者:氨基君  來(lái)源:氨基觀察
  2023-12-11
過(guò)去三年,我們又見(jiàn)證了一個(gè)風(fēng)口的興衰轉(zhuǎn)瞬。

       過(guò)去三年,我們又見(jiàn)證了一個(gè)風(fēng)口的興衰轉(zhuǎn)瞬。

       2020年,合成生物學(xué)還是默默無(wú)聞的“小透明”,到2021年整個(gè)行業(yè)迅速爆發(fā),初創(chuàng)企業(yè)競(jìng)相涌現(xiàn),一級(jí)、二級(jí)市場(chǎng)躁動(dòng)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(yù)為第三次生物技術(shù)革命的合成生物學(xué)似乎已經(jīng)迎來(lái)了退潮時(shí)刻,尤其是海外元老的Amyris的破產(chǎn)倒閉,如今,已經(jīng)有人開(kāi)始擔(dān)心合成生物的風(fēng)口過(guò)去了,未來(lái)的發(fā)展充滿了不確定性。

       三年前的行業(yè)難點(diǎn),選品、量產(chǎn),到了今天依然是行業(yè)共性問(wèn)題,合成生物的萬(wàn)億征途,依舊需要所有入局者一點(diǎn)點(diǎn)去探索。

       故事仍在繼續(xù)。接下來(lái),需要參與者拿出實(shí)在成績(jī),夯實(shí)資本對(duì)合成生物技術(shù)的信仰。

       / 01 /

       萬(wàn)億想象

       “合成生物學(xué)”一詞最早出現(xiàn)在上世紀(jì)70年代,直到2000年被斯坦福教授Eric Kool在基因組學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)基礎(chǔ)上,引入工程學(xué)概念,重新定義了“合成生物學(xué)”,標(biāo)志著這一學(xué)科的出現(xiàn)。

       簡(jiǎn)單來(lái)講,合成生物學(xué)就是利用細(xì)菌等工程化的生物,來(lái)生產(chǎn)各類(lèi)我們想要的東西,從柴油等燃料、塑料、尼龍之類(lèi)的化工品,到角鯊烯這樣的護(hù)膚品成分,還有手機(jī)的柔性屏材料……其使命是解決人類(lèi)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(wèn)題。

       作為生物學(xué)、生物信息學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)等多學(xué)科交叉融合的學(xué)科,合成生物學(xué)更像是一個(gè)底層平臺(tái),本質(zhì)上是對(duì)消費(fèi)、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、化工等整個(gè)生產(chǎn)制造行業(yè)進(jìn)行科技升級(jí)。

       合成萬(wàn)物,重塑物質(zhì)世界這一遠(yuǎn)大理想,給其帶來(lái)萬(wàn)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(xué)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)53億美元,預(yù)計(jì)到 2024年將達(dá)到189億美元。而根據(jù)麥肯錫測(cè)算預(yù)計(jì)2030-2040年,合成生物學(xué)每年帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)影響將達(dá)到1.8至3.6萬(wàn)億美元。

       然而,從2000年中國(guó)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(wèn)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(xué)平臺(tái)企業(yè)Ginkgo Bioworks創(chuàng)下當(dāng)時(shí)史上最大SPAC并購(gòu)交易,以超200億美金的市值在二級(jí)市場(chǎng)亮相。

       一個(gè)個(gè)令人振奮的消息,從大洋彼岸迅速傳來(lái),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(gè)爆發(fā)節(jié)點(diǎn)。

       就在一年前,當(dāng)時(shí)的合成生物在投資界幾乎還是默默無(wú)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(lái)自生物醫(yī)藥、大消費(fèi)等其他領(lǐng)域的投資機(jī)構(gòu)紛紛涌入。

       根據(jù)Synbiobeta數(shù)據(jù),2021年全球合成生物學(xué)領(lǐng)域融資總額約180億美元,相當(dāng)于過(guò)去12年的總和。

       / 02 /

       爆發(fā)的邏輯

       為什么是這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)火起來(lái)?

       一個(gè)最為核心的原因是2015-2017年,各種新技術(shù)、新工具開(kāi)始被普及,例如DNA合成、測(cè)序、編輯技術(shù)和AI工具的開(kāi)發(fā),這些技術(shù)加速了菌株改造科研人員的經(jīng)驗(yàn)積累和迭代試錯(cuò)的速度和通量。

       等這些實(shí)驗(yàn)室的成果初步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,大約需要5年的時(shí)間。而2021年,這一進(jìn)程與賽道里幾家公司的上市申報(bào)疊加,就被資本識(shí)別和發(fā)掘出來(lái)。

       具體來(lái)說(shuō),20多年間,合成生物學(xué)一直被質(zhì)疑的問(wèn)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(shì)的產(chǎn)品。而過(guò)去幾年,已經(jīng)有一批原料產(chǎn)品真正實(shí)現(xiàn)了概念驗(yàn)證,包括長(zhǎng)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(zhǎng)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(rùn)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(xué)法和生物法。與化學(xué)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(diǎn)。

       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(shí)施長(zhǎng)鏈二元酸產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的企業(yè),打破了國(guó)外技術(shù)壟斷。目前其長(zhǎng)鏈二元酸產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市占率達(dá)95%,在國(guó)際市場(chǎng)的占有率也接近80%。

       當(dāng)時(shí)化學(xué)法的報(bào)價(jià)是每公斤9美元,而凱賽生物的生物法報(bào)價(jià)則是每公斤5美元。成本優(yōu)勢(shì),加上產(chǎn)能的不斷提升,2016年,英威達(dá)關(guān)閉其在美國(guó)的長(zhǎng)鏈二元酸生產(chǎn)線,凱賽生物最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)化學(xué)法長(zhǎng)鏈二元酸的完整替代。

       時(shí)間來(lái)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(xué)企業(yè)Amyris在2020年底開(kāi)始股價(jià)逐步上揚(yáng),到2021年3月份時(shí)已經(jīng)從每股2美元上漲到20美元,市值超70億美金。

       國(guó)內(nèi)方面,隨著華恒生物登陸A股,兩家下游的應(yīng)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(jià)翻了一倍,華恒生物的股價(jià)更是達(dá)到了上市時(shí)的三倍多。

       這讓一級(jí)市場(chǎng)的風(fēng)投機(jī)構(gòu)看到了合成生物學(xué)IPO退出的路徑和估值倍數(shù)增長(zhǎng)的希望。

       底層技術(shù)的發(fā)展,一些產(chǎn)品真正實(shí)現(xiàn)了概念驗(yàn)證、落地,再加上二級(jí)市場(chǎng)的造富效應(yīng),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(shí)驗(yàn)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(lái)。

       Ginkgo的市值從200億美元的高點(diǎn)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(jià)格被收購(gòu),要知道其累計(jì)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(biāo)志著合成生物學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),龍頭企業(yè)的衰落和挫折給整個(gè)行業(yè)敲響了警鐘。

       國(guó)內(nèi)的熱度也開(kāi)始消退,市場(chǎng)迅速重新審視這一賽道。從2022年下半年至今,風(fēng)向已經(jīng)來(lái)到了另一個(gè)方向:很少考慮尚未實(shí)現(xiàn)收入或不具備產(chǎn)業(yè)化能力的初創(chuàng)公司。

       因?yàn)楹铣缮飳W(xué)掀起的是生物制造業(yè)革命,一旦涉及制造,正如馬斯克說(shuō)的,實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)/原型開(kāi)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(lán)晶微生物,其創(chuàng)始人張浩千在公開(kāi)采訪中曾分享過(guò)這樣一段經(jīng)歷,“團(tuán)隊(duì)當(dāng)時(shí)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(zhǎng),能夠避免雜菌污染。這個(gè)思路在實(shí)驗(yàn)室中效果很好,但是在實(shí)際生產(chǎn)中并不可行,因?yàn)樗a(chǎn)生的污水是高鹽高有機(jī)質(zhì)污水,它的污水處理成本比普通污水高了兩個(gè)數(shù)量級(jí),在實(shí)際生產(chǎn)中根本不可行。”

       這反映出,從實(shí)驗(yàn)室中幾克東西的合成到千克和噸級(jí)的大規(guī)模生產(chǎn),中間有道巨大鴻溝,多個(gè)環(huán)節(jié)都有可能發(fā)生偏離。

       比如,生物反應(yīng)器的開(kāi)發(fā)。在實(shí)驗(yàn)室中,發(fā)酵傳質(zhì)速率等條件可控,但反應(yīng)器放大后,局部的微環(huán)境都會(huì)發(fā)生改變,對(duì)工藝和發(fā)酵結(jié)果影響非常大;

       再比如,細(xì)胞不斷分裂,反應(yīng)器放大后,擴(kuò)增代數(shù)隨之增加,可能對(duì)菌種遺傳穩(wěn)定性可能擾動(dòng);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(huì)影響產(chǎn)品整體的競(jìng)爭(zhēng)力。

       除此之外,原料、培養(yǎng)基的成本和穩(wěn)定供應(yīng),也必須提前考量。特別是對(duì)于大宗產(chǎn)品,工廠產(chǎn)能規(guī)劃到萬(wàn)噸級(jí)別時(shí),上游原料價(jià)格波動(dòng)、原料運(yùn)輸成本,乃至消耗的水/電等,都直接影響產(chǎn)品的成本。

       當(dāng)然,合成生物數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的邏輯,正推動(dòng)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(yàn)直覺(jué),走向與自動(dòng)化設(shè)備結(jié)合的數(shù)據(jù)分析。

       國(guó)內(nèi)外做合成生物起步較早、已進(jìn)入量產(chǎn)階段的企業(yè),都建立了自動(dòng)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(guò)程中多個(gè)參數(shù),進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析,實(shí)施智能化控制過(guò)程,將長(zhǎng)鏈二元酸的發(fā)酵反應(yīng)逐步放大,并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品成本和質(zhì)量的穩(wěn)定。

       整體來(lái)說(shuō),從實(shí)驗(yàn)室到工廠,必須綜合考慮技術(shù)成本和實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)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(chǔ)收緊流動(dòng)性的時(shí)期才是真正考驗(yàn)行業(yè)和公司的時(shí)候。

       當(dāng)然,相比宏觀經(jīng)濟(jì)周期,更重要的是最本質(zhì)的商業(yè)邏輯:業(yè)務(wù)到底如何賺錢(qián)。

       事實(shí)上,Amyris、Zymergen各自投身生物燃料、光學(xué)薄膜,卻又鎩羽而歸的教訓(xùn),讓國(guó)內(nèi)合成生物圈形成一種共識(shí):既要關(guān)心技術(shù),能不能做得出來(lái);也要考慮市場(chǎng)上,能不能賣(mài)得出去。

       也就是,選品邏輯同樣重要。

       通過(guò)合成生物學(xué)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(yīng)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(chǎng)是否真的需要。

       對(duì)于初創(chuàng)企業(yè)來(lái)說(shuō),更可行的思路或許是,優(yōu)先選擇高附加值精細(xì)化學(xué)品。

       如果一開(kāi)始就做大宗化學(xué)品,量產(chǎn)對(duì)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(fèi)巨額的資金,且經(jīng)歷很長(zhǎng)時(shí)間才實(shí)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(zhǎng)時(shí)間投入。

       大宗商品的后端發(fā)酵生產(chǎn)規(guī)模要達(dá)到千噸或萬(wàn)噸級(jí),才能拿到一定的市場(chǎng)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(fēng)險(xiǎn)勢(shì)必要謹(jǐn)慎衡量,大規(guī)模建廠也離不開(kāi)重資產(chǎn)投入,需要企業(yè)能夠在資本市場(chǎng)持續(xù)融資。

       相比之下,一些高附加值的精細(xì)化工品、高活性分子,銷(xiāo)售單位以公斤或克為單位,工藝放大過(guò)程中,有更強(qiáng)的漸進(jìn)性。小試中試量級(jí)的產(chǎn)品,已能夠?yàn)槠髽I(yè)帶去現(xiàn)金流。

       當(dāng)然,最 理想的則是將精細(xì)化學(xué)品做成大宗化學(xué)品的成本,這樣就可以既有利潤(rùn)、又有市場(chǎng)。

       選準(zhǔn)關(guān)鍵品類(lèi),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(dǎo)向之外,平臺(tái)導(dǎo)向也是一種商業(yè)模式。

       這類(lèi)企業(yè)的核心壁壘是對(duì)底盤(pán)細(xì)胞改造的技術(shù)能力,以及基因組數(shù)據(jù)庫(kù)是否強(qiáng)大。以海外Ginkgo Bioworks為代表,通過(guò)“生命鑄造廠”高度自動(dòng)化的工作模式和代碼庫(kù)(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(dá)4.78億美元,但當(dāng)前市值已斬至30億美元以下,遠(yuǎn)低于曾經(jīng)的200億美元。

       這或許是因?yàn)?,平臺(tái)型企業(yè)避免了研發(fā)產(chǎn)品失敗的風(fēng)險(xiǎn),但也放棄了后面品牌、產(chǎn)品的價(jià)值鏈,行業(yè)發(fā)展早期,純“基礎(chǔ)設(shè)施”的價(jià)值還有限。

       具體到國(guó)內(nèi),也有恩和生物、衍進(jìn)科技等定位為合成生物平臺(tái)型的企業(yè),但更多的還是產(chǎn)品類(lèi)公司,產(chǎn)品涉及精細(xì)化工到食品、醫(yī)美、醫(yī)藥等多領(lǐng)域。

       當(dāng)然,產(chǎn)品還是平臺(tái),孰優(yōu)孰劣?還沒(méi)有定論。

       已經(jīng)有先行者成功穿越合成生物學(xué)從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)轉(zhuǎn)化到工業(yè)量產(chǎn)的“死亡谷”,未來(lái),如何更好的重塑物質(zhì)世界,將會(huì)迎來(lái)更頻繁的探索和嘗試。

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