作为“改变人类未来的关键技术之一”，合成生物无疑是近年来创业新玩家、资本热钱等涌入最多的景气赛道之一。

在我国，随着政府、资本、产业、学术等多方的下场和推动，合成生物正处于蓬勃发展期，不断拓展着应用边界，走向产业化、商业化的关键节点。

日前，在由深圳瑞德林生物技术有限公司（以下简称瑞德林）和深圳市松禾资本管理有限公司联合主办的首届生物智造·绿色科技行业论坛暨“想象·现实·未来——让合成生物梦想照进现实”研讨会上，来自基因测序、基因编辑、酶工程、信息技术、人工智能、合成生物应用等多领域的学术专家和企业代表，全面展示了合成生物学发展的核心驱动因素以及行业新科技、新机遇，探讨了合成生物学助力制药业发展的方向。

纵深向前

“加快实现高水平科技自立自强，是推动高质量发展的必由之路，作为第三次生物科技革命，合成生物学被认为是引领生物制造变革、生物经济发展的颠覆性前沿技术。”会上，深圳市高新技术产业促进中心主任王辉表示。

合成生物，是通过基因测序、基因编辑、基因合成，以及生物工程、化学合成和计算机模拟等前沿技术进行理性设计和生命再造，这种“建物致知、建物致用”且兼具低成本、低能耗、绿色可持续等优势的新兴生产方式，为生命科学领域医药研究带来巨大的应用潜力和创新空间，同时也得到了政策端、技术端、资金端等多方看好和支持。尤其是在技术端，底层驱动技术的创新与发展，如生物信息、高通量试验的成熟以及人工智能的渗透等，不断推动着合成生物基础研究和应用科学向医药产业扩展。

会上，多位合成生物领域的专家学者带来了一系列关于底层创新技术和应用科学的主题分享。

华大研究院合成生物学主任科学家付宪围绕着基因测序合成进行了深入分享。他表示，DNA双螺旋结构的解析和人类基因组计划的完成标志着生命科学进入了分子生物学和基因组学的时代，合成生物学以工程化的理念对生物进行从头改造与设计，有望掀起第三次生命技术的革命。DNA是生命遗传信息的载体，通过对DNA的测序能够更加清晰理解基因型与表型之间的关系，通过时空组学测序技术、长读长测序技术的解析，能够更加理解生命密码；为精准医疗、生命健康的产业发展提供契机。DNA测序通量呈指数型增加，测序成本以超摩尔定律降低，从而能够支持大的医药研发项目发展。

与此同时，DNA合成技术同步快速发展，合成通量提高伴随着合成成本下降，特别是对于Guide-RNA合成成本的降低是现在非常重要的方面。通过自主高通量、自动化的合成仪能够在RNA合成方向上进行很好的支撑。作为能够推动生命科学再造、不断获得突破的DNA/RNA测序与合成技术，正在朝着高通量、低成本快速发展，持续为生命密码破解、精准医疗、生命健康等领域的研发带来新机遇。

基因编辑是医药研发领域的革命性工具。中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心研究员杨辉在会上介绍，基因编辑是21世纪生物科技领域的革命性工具，有望从根本上治疗疾病，成为人类对抗疾病的终极工具。以前人们关注的药物开发聚焦在小分子和抗体药物，这些药物都是针对蛋白，而蛋白是一个三维结构，所以不同的小分子、抗体都要做不同的实验，小分子和抗体有各自的局限性。到了RNA和DNA层面，这是一个二维的结构，二维结构普及性更高，更容易找到规律，因此药物的开发速度要比以前快。

基因编辑经过了四代技术的发展，从1995年出现的聚合酶技术、到2005年出现的锌指酶技术、到2009年出现的TALEN技术，都未能很好地解决高效基因编辑的问题，直到2012年CRISPR技术横空出世，将序列识别成分由蛋白序列变为GUIDE-RNA序列，与Cas-9结合实现稳定切割，其简易、效率高、成本低的优势打败了其他编辑技术。

据了解，辉大基因成立后建立了基因编辑工具开发与优化技术平台，拥有自主研发的RNA编辑器-Cas13X/Y、新型xCas12i系统、Cas12i-off-xCas12i依赖的表观遗传编辑系统、小型DNA编辑器-Cas12f和Iscb（400-550aa）等，同时将基因编辑技术应用在眼科、神经、肌肉、耳类疾病的基因治疗中，目前已有管线进入临床。

中国科学院深圳先进技术研究院研究员司同在主题演讲中，介绍了高通量自动化平台的用途与本质、具体平台技术和具体应用场景。他表示，合成生物学以工程化的思想和手段从头合成生命，拓展了生命的边界。传统的人工实验做验证是随机且耗费时间的，寻找自动化平台代替人做相关的可重复工作，如药物的筛选、挖掘、测试等，可在短时间内完成庞大的工作量。“合成生物学真正想要往生物医药领域发展，还有很多问题需要解决，比如产业化的发酵放大和纯化问题，商业化选品问题。解决问题最重要的是要将不同环节的信息数据打通，将来希望自动化平台发挥出实际的作用，在整个合成生物产业的上中下游建立相关的大数据库，指导科研和技术发现。”

含氮化合物在药物中是一类非常重要的化合物，很多热门药物，包括治疗糖尿病的药物中，大多都含有手性胺的结构单元。据统计，目前美国FDA批准的药物中大概有40%含有一个或多个手性胺结构反应。因此，在药物领域，含氮化合物的绿色高效酶法合成路线开发具有重要的研究价值。华东理工大学郑高伟教授带领团队构建了合成含氮化合物的300余种亚胺还原酶库，并通过亚胺还原酶构建了含氮化合物的高效酶促合成过程，同时改造了一系列高活性亚胺还原酶。

酶催化在药物中间体的生物合成中起着重要的作用。来自中国科学院天津工业生物技术研究所研究员袁波介绍了改造相关的酶来合成头孢类抗生素关键中间体、胺脱氢酶合成氨醇类医药中间体和氨基醇类药物中间体的方法，通过提高酶的改造提高反应转化效率，加速相关医药中间体的合成。

青蒿素、紫杉醇、长春碱、甘草酸等植物天然产物在癌症、保肝护肝等治疗领域发挥了巨大作用。清华大学李春教授以萜烯类植物天然产物甘草酸衍生物为例，详细阐述了传统提取法和化学合成法在植物类活性成分、原料生产中所存在的弊端，比如破坏生态平衡、不可持续、高能耗、污染环境、效率低、成品品质差等，而通过合成生物技术打造微生物细胞工厂，则可以从根本上解决这些问题，带来更优质、更高产、更高性价比的医药用植物天然产物。

酶在医药中间体的生产中起着至关重要的作用。来自上海科技大学的赵素文教授，围绕酶的活性和稳定性改造的计算研究，结合实际案例，详细介绍了其如何通过开发生物计算方法，快速准确地预测蛋白功能和作用机制，进而通过酶筛选与挖掘、定向进化、随机突变和理性设计，一步步实现蛋白酶的热稳定性改造。

聚焦基础科学走向应用，上海科技大学赵素文教授、华南师范大学研究员黄华、伯明翰大学刘健教授，则分别从酶组学法挖掘微生物新酶资源及代谢路径、酶的活性和稳定性改造的计算研究和人工智能的生物学场景化应用几大方面，详细介绍了合成生物领域的前沿技术或方法，深度展现合成生物在生物医药领域的应用潜力。

显然，底层技术的创新、广泛且系统的学科交叉融合，正在成为这场“造物革命”的加速器，也将大量前沿科研成果带到产业化、商业化的关键路口。

“三座大山”

虽然，合成生物在过去几年间显示出高度景气的态势，但不可否认的是，合成生物本质上是一个具有高壁垒、高门槛且需要较长研发周期的学科。站在产业的角度看，将合成生物前沿科研成果带出实验室，走向市场，又高度考验着合成生物企业的产业化和商业化能力。

“中国绝大多数的合成生物企业还在量产前苦苦挣扎，究其原因就是这个行业里面有三座大山需要翻过去，即‘选品’‘规模化量产’以及‘商业化变现’。”

大宗产品体量＞500万吨、高附加值医药品体量＞2.5万吨。就选品而言，瑞德林高级科学家李加忠博士解释，“选品能力是合成生物企业发展的方向盘，它关系到一家企业究竟往哪个方向发展。很多著名的合成生物企业均在选品上失败，经过分析，我们认为主要是两个方面的原因，一个是市场，一个是技术。从市场的角度来讲，无论是用新产品来满足市场的要求，还是用新的方法代替传统的生产方式，都需要对市场具有一个真实且准确的判断；而从技术门槛来说，太高不能实现生产力，而太低则无法打造技术壁垒，形成竞争力。只有能做出来具备竞争优势的产品，才能在市场上立足。所以说，合成生物企业的选品逻辑需要从四个方面来考虑，分别是战略维度、技术维度、市场维度及产业化维度。” 

瑞德林高级科学家方欣博士也表示，“不同的角色对于合成生物学的理解会有所不同，比如说对于学术界或普通的消费者而言，它可能仅仅停留在技术层面；对于产业界或客户来说，它可能是物质的一种生产方式；而对于投资人和政府机关而言，它可能代表了一种新的商业形态或市场机会。从技术角度来说，合成生物学的核心方法论是理性设计；但从实施层面来讲，它呈现出一个多学科交叉融合的典型特征，比如说用酶催化实现生产，它需要的不只是一门学科，而是从前到后多门学科的集成。并且，利用合成生物学将产品做出来并不算完成，还需要一系列基于产品的研究，所以它是一个复杂的、以产品为核心的技术体系，商业化的成功取决于能否为客户创造价值。”

实际上，合成生物企业的“困扰”并不仅仅是这“三座大山”。在此次大会的圆桌论坛上，几位行业资深人士围绕合成生物国内外周期发展现状、合成生物社会价值以及企业面临的商业模式选择等备受关注的行业问题，进行了深入探讨。

“当前合成生物产业处于韧性成长的阶段，更需要主管部门、科研机构、企业家等各领域人士共同解决产业发展的挑战，引领绿色与低碳的创新与实践。”松禾资本创始合伙人罗飞说。（作者单位：肽研社）

(责任编辑：刘思慧)