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2022 年 9 月 12 日，美国启动《国家生物技术和生物制造计划》，加大对生物技术研发及生物制造投入，减少相关领域国外依赖。同年 12 月 30 日，我国商务部公布新修订的《中国禁止出口限制出口技术目录》征求意见稿，基因编辑等合成生物学技术被列入限制出口技术目录。合成生物学作为新兴技术，已成为全球科技竞争新焦点。
合成生物学被誉为继“DNA 双螺旋结构的发现”和“人类基因组计划”后的第三次生物技术革命。其生物制造具有巨大物质分子创新潜力，是实现碳中和的重要途径，也是中国突破石化原料瓶颈的重大契机。生物合成技术广泛应用于医疗健康、化工、农业、能源、食品等领域，拓展了复杂生物制造能力，创造了巨大经济价值。
产业投资机会分析
本报告历经 3 个月研究，采访 10 多家企业与投资人，旨在全面呈现中国合成生物学产业发展现状与趋势，阐释行业热点，挖掘潜在市场机会，为从业者、投资机构、政策监管及服务机构提供参考。睿兽分析智库认为，中国合成生物学行业尚处早期，机遇巨大。从产业链看，应重点关注生物体设计平台公司及全产业链生物制造公司。创新机会主要集中在微生物改造、生物装备支撑系统、化工能源等核心应用。
在工具层，除关注 CRISPR-Cas9 基因编辑、酶促 DNA 合成等底层核心技术，还应重点关注底盘细胞改造、DNA 元件设计公司。平台层，要重点关注微流控、高通量自动化设备和生物设计软件，如基于大数据、人工智能等技术的微生物反应器、生物发酵罐、生物设计软件、过程传感检测等构成的装备支撑系统。应用层，需关注选品及规模化生产能力，看好市场规模大或覆盖领域广的产品。目前医疗健康、化工领域应用较成熟，中长期看，能源环保、食品饮料、农业技术、健康领域发展空间广阔，新领域应用和细分赛道改善值得关注。
产业发展与市场机会
合成生物学正处于创新成长期。2000 年以来，基础研究领域加速发展；2011 年以来，专利布局进入加速期，申请量快速增长；2015 年以来，产业投资加速。底层技术成熟推动合成生物学从实验室走向商业化，基因测序、基因合成和基因编辑等核心技术成本下降是行业发展重要驱动力。
市场规模方面，2021 年全球合成生物学相关市场整体爆发式增长，规模达 736.93 亿美元，较 2020 年增长 767.5%。中国合成生物学市场规模约为 64.16 亿美元，同比增长 158.92%。未来 5 年有望达千亿美元。据 McKinsey 统计，生物制造产品可覆盖 70% 化学制造产品，且边界不断拓展，预计到 2025 年，合成生物学与生物制造经济影响将达 1000 亿美元，未来 10-20 年，对全球每年直接经济影响可能达 2 - 4 万亿美元。
技术趋势与中国市场格局
生物医药是合成生物学最早且应用最广的领域，化工能源领域为热点，如 L - 丙氨酸等化工产品、护肤品原料角鲨烷及部分药物中间体等。目前许多初创公司切入食品、农业、化学品、环境防治等领域，预计 5 -10 年内这些行业将面临合成生物技术充分替代。未来食品、农业及消费品增长较快，因其产业链长，具有低客单价和高频特点，生物技术改造机会多、空间大。
合成生物学在中国发展较晚，初创公司多未进入产品落地阶段，市场格局未形成，弯道超车机会多。现有企业主要集中在工具层的 DNA 测序，应用层的医疗健康、化工能源领域。据不完全统计，中国广义合成生物学关联企业有 925 家，工具层、应用层企业各 400 多家，平台层企业 54 家，呈两端大中间小格局。工具层以 DNA 测序、合成、编辑企业为主，DNA 测序企业较成熟。平台层以大数据与机器学习、高通量自动化实验设备企业为主。应用层中，医疗健康、化工能源企业最多，基因 / 细胞治疗、药物合成、生物基材料企业分布集中，是近年投资热点。
排除工具层企业，合成生物学企业商业模式主要分平台型和产品型。研发平台型公司少，为客户提供 CRO 等服务。约 88% 是产品型公司，以生产产品为目标，构建实验室小试—中试—量产放大阶段，形成完整商业化闭环。产品管线多样，多数公司采取多管线并行策略，横跨不同行业多品类布局。
创投市场分析
从 2018-2022 年，中国合成生物学一级市场完成 1039 个投融资事件（不含 IPO 等），涉及 456 个相关企业。其中，平台层和应用层企业发生 556 个投融资事件，披露融资总额 923.17 亿元。融资热度逐年上升，2021 年融资事件数量和金额最高。
融资事件以早期阶段为主。早期（A 轮之前）融资事件占比 56.98%，A 轮融资事件 381 个，为最频繁轮次；成长期（B- C 轮）融资事件占 35.32%；后期（D-PreIPO 轮）融资事件占 7.7%。
细分赛道上，DNA 测序、基因 / 细胞治疗、药物合成赛道融资事件超 95 个，是近 5 年最热赛道。已披露融资总额上，DNA 测序、基因 / 细胞治疗、RNA 药物、药物合成超 100 亿元。平均融资金额上，美容护肤（5.58 亿元）赛道最高，其次为 RNA 药物（2.62 亿元）、大数据与机器学习（2.12 亿元）。
2018-2022 年，合成生物学在一级市场热度渐高，知名投资机构频繁出手，投资公司 20 个以上的有红杉中国、中金资本、君联资本、高瓴创投、礼来亚洲基金、启明创投等。红杉中国、中金资本、君联资本位列活跃机构榜三甲。
行业发展趋势展望
叠加碳中和等利好政策和绿色消费兴起，未来 3 - 5 年是合成生物学关键时期，底层技术突破和转化将带来爆发式增长。
未来核心技术突破方向包括：底盘细胞的基因编辑，DNA 元件库、蛋白表达优化、系统化代谢流程设计和优化，自动化 / 高通量实验设备和生物设计软件。
依人类终极追求，能源环保、食品饮料、农业技术、健康领域发展空间广阔，应用级产品将日益丰富。生物基材料、功能原料和人造蛋白、基因 / 细胞治疗、微生物疗法、生物农药化肥、作物育种等赛道，预计未来几年将持续快速发展。
