國內首個工程生物產業數據分析平臺亮相!首發全球合成生物學企業“50強”榜單

發佈時間:2020-12-24來源: DeepTech深科技


12 月 19 日 - 20 日,在首屆光明科學城・2020 工程生物創新大會暨《麻省理工科技評論》中國生命科學創業大賽決賽大會上,作爲本次會議的重要成果,工程生物產業數據分析平臺 Engineering Biology Insights(EB Insights)首次亮相,該平臺由中國科學院深圳先進技術研究院合成所戰略發展辦公室、CB Insights China 、以及生命科學產業領先媒體 “生輝” 共同打造,旨在深度分析工程生物產業的發展方向和未來價值。中科院代表劉陳立、袁海、傅雄飛、鍾超,CB Insights China 聯合創始人劉炯,DeepTech 代表周爾方、陳禺杉、李航共同啓動該儀式。


圖丨 Engineering Biology Insights 啓動儀式

啓動儀式結束後,劉炯圍繞《全球最值得關注的 50 家合成生物學企業》發表了主題演講,他在演講中分享了合成生物學的演進過程及重要意義,他指出,真正的合成生物學讓人類擁有了一種造物能力,這是一個非常複雜的過程,同時也是多學科交叉的產物。

圖丨 CB Insights 中國聯合創始人劉炯

傳統工業生產的效率亟需 “提速換擋”,這一訴求橫跨化工、能源、環境、食品甚至是醫療等衆多板塊。競爭加劇,執牛耳者必須在效率端自我充能。

以合成生物學爲基石的生物合成和製造正在成爲引發變革的主力軍。用工程化思維對生命體進行改造,讓其按需發揮作用,高效、高質量、高集成,這些特性決定了合成生物學未來將勢必激起層層新浪潮。

多學科交叉是合成生物學的基本特點,這讓其應用情況並不囿於單一領域,同樣呈現交叉和多面的發展態勢。與基礎學科和單一技術不同,合成生物學更像是一個 “工具”,它從利用生物技術構建功能性生命體(細胞)出發,散射到不同的應用版圖。發展至今,相關技術的發展也逐漸由科研探索驅動開始轉向工程能力驅動。

圖丨合成生物學的概念解讀及應用方向(來源:公開資料整理)

目前,基於合成生物學理念所成立的公司主要分爲三類:

  • 開發使能技術,如 DNA 合成和測序;
  • 製造 DNA 構件及集成系統,如軟件服務;
  • 利用合成生物學平臺生產所需產品,如生物體改造平臺。

不同的技術應用方向讓合成生物學的落地更加多元化,且已具備成熟的市場規模。

具體來說,開發使能技術的公司爲行業提供關鍵的產品,如 DNA 測序、合成、基因編輯、生物信息學或細胞培養基產品。該領域的公司包括 Thermo Fisher Scientific、Atum(DNA2.0)、Blue Heron Biotech(Eurofins)、Integrated DNA Technologies、GenScript、Ginkgo Bioworks 、Cellectis、CRISPR Therapeutics、Editas Medicine、Intellia Therapeutics 和 Sangamo BioSciences 等。

生物元件和集成系統的公司主要有 Scarab Genomics、enEvolv、New England BioLabs、Bota Biosciences、Codexis、DowDuPont、Novozymes、BASF、Synthetic Genomics 和 Zymergen 等。

產品導向型的公司由於市場領域多種多樣,其分佈也比較分散,主要包括工業化學品、醫療保健、食品和飲料、農業、消費品以及化妝品和皮膚護理等。由此可見,合成生物已展現出巨大的應用潛力,衆多公司的建立也說明其已具備成熟的市場規模。

哪些 “力量” 正在推動合成生物學的市場增長?

幾大技術及因素是推動合成生物學市場增長的 “主力軍”。

第一,DNA 閱讀、寫作和編輯技術的不斷進步、DNA 測序時間和成本的持續降低等以多種方式驅動着合成生物學的發展;第二,合成基因關鍵原材料(即寡核苷酸)的成本及降低推動了市場對合成生物產品的需求;第三,生物鑄造廠(平臺型生產公司)設計、製造、測試新型微生物的技術水平不斷提升。

根據 CB Insights 分析數據顯示, 2019 年全球合成生物學市場規模達 53 億美元。預計到 2024 年,與 2019 年相比,合成生物學市場規模的年複合增長率(CAGR)將增長 28.8%,達到 189 億美元。這是上述多方因素聯合作用的結果。

在上述基礎上,傳統行業的企業也展開了在合成生物領域的佈局。以化工行業爲例,杜邦公司以 60 億美元收購了酶工程公司 Danisc;拜耳則向 Ginkgo Bioworks、Joyn Bio 投資了 1 億美元。尋找轉型的巨頭遠不止於這幾家,日本的住友、三井、日本化藥公司和三菱,韓國 LG 化工,以及荷蘭的 DSM,都已展開合成生物學的研究佈局。

從 CB Insights 數據信息中不難看出,合成生物領域的投資玩家並非囿於投資機構,化工企業、藥廠、能源公司等也是主要參與者。合成生物公司正在構建底層建築,解決資源短缺、環境污染等威脅人類生存的重大挑戰,以及針對不同應用場景,提供定製化服務及基礎設施。

根據 CB Insights 2010 年至今的數據顯示,合成生物學全球共發生 391 起融資事件,其中 2017 年的融資數量爲歷年來最高,爲 70 起,而 2018 年創下融資金額最高紀錄,約爲 23 億美元。資本和市場的目光正在向合成生物的技術應用層面聚集。



從資本市場表現來看,合成生物行業正在走向爆發期。兩個主要因素促生了這一情況:首先,市場空間巨大。合成生物學的應用範圍廣泛,涉及日常生活的方方面面,具備巨大的市場空間,隨着市場滲透率的加快,爆炸性增長或將到來;其次,新技術爆發。生物體設計的超高通量篩選平臺、酶法 DNA 合成和新型基因編輯平臺等新技術的開發推動者行業創新。


商業化路徑多元化、發展加快也是融資走勢上揚的重要推動力。在所有獲得融資的公司中,累積融資金額最高的 10 家公司分別圍繞在醫療(Moderna Therapeutics、Precigen、Poseida Therapeutics)、食品及飲料開發(Impossible Foods、Perfect Day、Apeel Sciences)、生物體設計(Ginkgo BioWorks)、自動化生產平臺(Amyris 、Zymergen)及能源應用開發(Sapphire Energy)。合成生物的應用場景非常多元,展現出巨大的應用潛力,且已具備成熟的市場規模。




其中,除 Moderna Therapeutics 、Amyris 、Precigen 等公司已成功上市之外,其餘 7 家企業的融資輪次均分佈於 D 輪 - G 輪次之間,Zymergen 也於日前對外宣佈完成了 3 億美金的新一輪融資。


從 CB Insights 的統計數中不難發現,從 2015 年開始,大批合成生物學相關公司相繼成立。融資階段分佈數據顯示,2015-2017 年,融資階段主要分爲在種子 / 天使輪,3 年平均佔比超 35%;而 2018 年至今,融資階段向 A 輪及 B 輪轉移,其中 2020 年 1-8 月,B 輪融資佔比已達 33%。



隨後,基於 EB Insights 的研究成果,劉炯在會上發佈了 “全球最值得關注的 50 家合成生物學企業” 榜單,並重點介紹深耕中國本土市場的公司,在他們用 “上帝之手” 譜寫生命奧祕的背後,變革的巨浪早已奔涌而至。



立足中國,爲了實現可持續性發展,合成生物學可以獲得能源、化學等方面的可持續產品,也能減少環境污染。而且更重要的是,合成生物學是一門新興學科,雖然目前中國的生物技術整體而言還趕不上發達國家,但是對於早期階段起步的合成生物學,中國也許能成爲這一具有極大潛力的研究領域的主要參與者。

以下爲榜單中的中國公司介紹,排名不分先後:


關鍵詞:全球頂尖合成生物學產業團隊,構建計算驅動的生物鑄造廠

上榜理由:Bota Biosciences 成立於美國劍橋,以計算爲基礎搭建酶工程、菌株工程和發酵工藝工程平臺,涵蓋酶催化、生物轉化和生物全合成三大技術路徑,通過由雲端遠程操控和自動化設施組成的雲端實驗室,可實現每年 1,000,000+ 通量的菌株構建實驗操作、測試和數據收集,爲化⼯、⻝品、農業和製藥等行業提供創新產品研發與大規模生產解決方案。團隊成員在合成生物學領域具有多個產品的成功工業化經驗。


關鍵詞:國內首個 CRISPR 基因編輯療法臨牀試驗申請提交

上榜理由:基於獲獎技術 CRISPR 爲多種遺傳疾病和癌症加速藥物研究以及開發創新療法 。今年,該公司宣佈中國國家藥品監督管理局藥品審評中心(CDE)已經受理其針對輸血依賴型 β 地中海貧血的基因編輯療法產品 ET-01 的臨牀試驗申請,這是國內首個 CRISPR 基因編輯療法臨牀試驗申請提交。ET-01 的通用名爲 “CRISPR/Cas9 基因修飾 BCL11A 紅系增強子的自體 CD34+ 造血幹祖細胞注射液”,通過對造血幹細胞的合成改造,解決輸血依賴型 β 地中海貧血患者的患病痛苦。


關鍵詞:全球首次利用合成生物學技術優化、改造的免疫療法用於治療中晚期腫瘤病人

上榜理由:中國首家致力於合成生物技術在生物醫藥領域應用的高新技術公司,2020 年 11 月 27 日,基於國內原創的合成生物技術開發的首款基因治療產品 SynOV1.1 獲得美國 FDA 臨牀試驗許可,用於治療包括中晚期肝癌在內的甲胎蛋白(AFP)陽性實體瘤,並計劃近期在美國紀念斯隆・凱特琳癌症中心(Memorial Sloan Kettering Cancer Center)開展 I/IIa 期臨牀研究。這款藥物在中國的臨牀試驗申請亦正在進行中。將全球第一次將經過合成生物學技術優化、改造的免疫療法用於治療中晚期腫瘤病人。


關鍵詞:讓 DNA 技術和應用更好地服務生活

上榜理由:團隊累計具有近 50 年的合成生物學行業經驗。目前公司開發的技術平臺爲全球領先的合成生物學完整的 DNA 合成組合平臺 ——Syno®1.0,Syno®2.0 和 Syno®3.0,可以高效應用於人源化抗體庫構建、基因工程疫苗開發、工業酶優化、染色體 / 基因組的合成、分子輔助育種以及 DNA 信息存儲的技術開發。目前,泓迅科技以 Syno®合成技術平臺爲基礎進一步設計和開發出先進的生物技術轉化及應用平臺 —— 泓迅 “GPS” 平臺,該平臺依據生物學最核心的中心法則,在基因型 (Genotype)、表型(Phenotype)基礎上引入了人工合成型(Synotype),利用 “設計”、“創建”、 “應用” 結合的方式解讀基因。


關鍵詞:“合成生物學第一股”

上榜理由:被稱爲 “合成生物學第一股” 的凱賽生物主打 “生物法長鏈二元酸” 系列產品,長鏈二元酸生產基地於 2003 年實現產業化,目前年產能爲 40,000 噸,是該產品的全球最大供應商。此外,凱賽生物已經與杜邦、艾曼斯、贏創、諾和諾德等國際知名企業建立起了客戶關係,其中杜邦(Dupont)近三年以來都是第一大客戶,高性能尼龍瑞士公司艾曼斯(EMS)是其第二大客戶。2019 年,境外營收佔比爲 54.44%,境內營收的比例則爲 45.56%。


關鍵詞:PHA 生產菌株可以實現月噸級規模化量產

上榜理由:藍晶微生物公司專注於合成生物技術研發和創新應用,主要針對生物功能分子和新型功能材料爲客戶提供定製化研發方案,包括完全可降解生物材料 PHA、植物天然藥用分子和新型體外診斷試劑。生物塑料 PHA 已經具備使用需求,2018 年下旬,自主研發的 PHA 生產菌株可以實現月噸級規模化量產,大麻二酚(CBD)是該公司下一個主推的產品。

此外,藍晶微生物正在構建一個依靠自動化技術研發細胞工廠的流水線,並逐步使用人工智能來取代傳統人工解讀實驗數據、生成假設、規劃實驗這類工作,公司自主開發的 Holog 系統能夠存儲、分析所有的實驗過程數據。


關鍵詞:中國 CAR-T “第一股”

上榜理由:傳奇生物的目標是 CAR-T 和相關細胞療法在治療血液惡性腫瘤、實體瘤和傳染病方面的研發。旗下 LCAR-B38M CAR-T 細胞製劑是成爲我國首個獲批臨牀的 CAR-T 療法。2018 年 5 月底,美國 FDA 授權強生開展 LCAR-B38M 針對復發、難治性多發性骨髓瘤的 1b/2 期臨牀試驗。在目前商業化較領先的 LCAR-B38M / JNJ-4528 上,公司計劃通過 LCAR-B38M /JNJ-4528 的推進,獲得在全球範圍內治療 R/RMM 的批准。


關鍵詞:酶定向進化、基因調控網絡優化與發酵過程放大相結合

上榜理由:森瑞斯生物科技是一家全球定位的從事合成生物領域研發及生產的高新科技公司。公司由多位海外名校學成歸國的青年科學家和管理專業人士創立。公司利用高通量合成生物技術,應用創新的生物科學解決方案,藉助工程科學概念,從酶的定向進化、基因調控網絡優化與發酵過程放大相結合,通過誘導微生物和利用細胞的人工設計,革命性地實現大規模低成本合成各種珍稀活性成分及原材料。產品應用在生物製藥、新型菸草到化妝品、香料、燃料、溶劑、農業等等廣闊的領域。


關鍵詞:噬菌體的合成生物學、基於深度學習的噬菌體制劑配製

上榜理由:利用噬菌體的合成生物學技術以及 AI 技術,解決了現有噬菌體制劑 的瓶頸問題,並提高噬菌體制劑針對特定病原菌的準確性和有效性。研發部門以中國科學院深圳先進技術研究院合成生物所爲平臺,基礎研發實力雄厚,可覆蓋於臨牀以及養殖業等領域。

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