2022年中国合成生物学行业短报告

生命健康系列研究 2022年中国合成生物学行业短报告 众诚智库出品 2022.09 目录 CONTENTS 01/合成生物学基本概念 02/合成生物学发展进程 03/合成生物学产业政策 04/合成生物学的产业链 05/合成生物学市场规模 06/合成生物学主要城市 1.基本概念：从底层开展对生命体的再造，核心在于创新和工程化 合成生物学是指在工程化策略指导下有目的地设计合成标准化生物元件，具有不同功能的生物元件按照一定逻辑构建基因线路，不同基因线路组装集成系统，获得具有特定功能的人工生命系统；核心本质上离不开创新和工程化，是一个高壁垒且交叉学科的领域 目前，合成生物学落地的主要场景为改造微生物。其应用场景丰富，涵盖医疗健康、化工、农业、食品、消费品等 规模化生产 中试试验 实验室小试 已有生命系统的重新优化和设计 生命过程的集成式解析 新生物系统的设计与建造 合成生物学对生物体实现底层“编程” 资料来源：公开资料整理、众诚智库 丰富的应用场景：替代需求与创造新需求 可再生化学品生物燃料和石油塑料替代 材料，织物和纤维食品饲料蛋白 肥料大麻类和医药中间体生物修复 2.发展进程：理论和基础研究逐步完善，技术开发和应用不断拓展 21世纪以来，合成生物学发展可以分为四个阶段： 第一阶段（2005年以前）：以基因线路在代谢工程领域的应用为代表; 第二阶段（2005—2011年）：基础研究快速发展，研究开发总体处于工程化理念日渐深入; 第三阶段（2011—2015年）：基因组编辑效率大幅提升，合成生物学技术开发和应用不断拓展; 第四阶段（2015年以后）：合成生物学的“设计—构建—测试”循环扩展至“设计—构建—测试—学习”，生物技术与信息技术融合发展的特点愈加明显。 “概念”首次提出 1911年，法国物理化学家StephaneLeduc《生命的机理》(TheMechanismofLife)一书中首次提出 受到社会各界广泛关注 2000年，波士顿大学Collins团队设计合成双稳态基因网络开关 2002年，纽约州立大学Wimmer团队获得首个人工合成的生命体 2010年，美国Venter团队宣布首个“人工合成基因组细胞”诞生 2016年，一群领先的科学家提出新的大规模合成生物学计划 19世纪初 20世纪中期 21世纪 1953年，詹姆斯·杜威·沃森和弗朗西斯·克里克发现DNA双螺旋结构 1955年，克里克提出遗传的“中心法则” 1980年，BarbaraHobom使用“合成生物学”概念表述基因重组技术 理论和技术基础逐步建立 资料来源：公开资料整理、众诚智库 3.产业政策：相关政策陆续出台，发达地区的政策和产业举措最为抢先 国内对于合成生物学产业的支持力度在不断加大，最为突出的是深圳、上海和天津。其中，上海最早建立合成生物学研究基地，深圳催生 “合成生物产业”“自动高端生物仪器国产化”两条全新产业链，天津建立首个合成生物学国际联合中心 时间发布单位相关文件主要内容 2020年9月国家发改委 2021年1月北京市发改委 《关于扩大战略性新兴产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见》 《中国(北京)自由贸易试验区科技创新片区海淀组团实施方案》 系统规划国家生物安全风险防控和治理体系建设，加大生物安全与应急领域投资，加强国家生物制药检验检创新平台建设、支持遗传细胞与遗传育种技术研发中心、合成生物技术创新中心、生物医药技术创新中心建设，促进生物技术健康发展 结合人工智能技术以及临床研究优势，重点围绕细胞基因治疗、合成生物学、结构生物学、高端医疗器械、智能医疗服务布局重大产业平台和重点项目。围绕“互联网+医疗”，为互联网医疗、智能医院建设提供科技支撑 《深圳市国民经济和社会发展 2021年6月深圳市人民政府第十四个五年规划和二〇三五 年远景目标纲要》 导产业发展“十四五”规划》 2021年6月上海市人民政府《上海市战略性新兴产业和先 规划》 2021年6月天津市人民政府《制造业高质量发展“十四五” 生物育种方面，重点围绕组学技术、合成生物学、植物基因学、动物基因学、生态基因学、食品科学等领域开展关键技术攻关 基因编辑、拼装、重组技术以及人工组织器官构建等合成生物学技术列为重点发展先导产业，以推动合成生物学技术工业应用以及相关技术临床应用 围绕发展生物医药产业，布局建设合成生物学国家重大科技基础设施和国家合成生物技术创新中心等创新台，加快“生物制造谷”“细胞谷”建设 2021年10 月 深圳市 光明区政府 《深圳市光明区关于支持合成生物创新链产业链融合发展的若干措施》 支持合成生物战略科技力量建设，支持合成生物创新链建设，支持合成生物产业链建设，支持合成 生物生态链建设 划》 2022年5月国家发改委《“十四五”生物经济发展规 瞄准临床医学与健康管理、新药创制、脑科学、合成生物学、生物育种、新发突发传染病防控和生 物安全等前沿领域，实施国家重大科技项目和重点研发计划 资料来源：公开资料整理、众诚智库 4.产业链：上下游分为原料创新、软硬件开发和产品应用三部分 从合成生物学产业链来看，上游为DNA测序与合成企业，中游为菌株开发等平台型企业，下游为产品生产等产业型企业，其中： 平台型企业的产品主要是菌株等生物合成所必须的生产资料，核心能力包括元件库和菌种库的积累以及加载信息、工程技术的高效率研发平台 产业型企业的产品依据其所处领域的不同而不同，核心能力除了主营产品范围内的菌种和基因等数据库以外，还包括产业化生产和经营能力 DNA/RNA合成 DNA测序与合成企业 DNA测序/DNA元件 库 模式生物库 工具酶 基因组编辑服务 上游工具层 DNA元件设计软件 菌株开发等平台型企业 高通量、自动化实验 室工具及设备 云端生物铸造厂 大数据与机器学习 微流控 中游 产品生产等产业型企业 人造食品 功能饮料 生物材料 生物基化学品 精细化工品 香精/香料/甜味剂 医疗美容 微生物药 核酸药物 农业新技术 工业酶 植物天然代谢产物 软件/硬件层 下游应用层 数据来源：众诚智库 5.市场规模：潜力巨大，合成生物技术红利带动医疗健康等领域高速发展 截止2021年底，全球合成生物学行业整体爆发式增长，市场规模达到736.9亿美元，较2021年增长767.4%。 从细分市场来看，增长最明显、应用最大的是医疗健康领域，2021年市场规模达到687.2亿美元，2016-2021年间，CAGA为105.6%；其 次是工业化学品领域，2021年市场规模达到18.2亿美元，2016-2021年间，CAGA为26.1%。 2016-2021年全球合成生物行业市场规模及增速2016-2021年全球合成生物行业细分市场情况（亿美元） 800 700 600 500 400 300 200 100 0 201620172018201920202021 900% 市场规模（亿美元） 增速（%） 736.9 767.4% 48.4% 35.3 52.4 3.4% 54.1 21.7% 85.028.9% 65.9 800% 700% 600% 500% 400% 300% 200% 100% 0% -100% 800.0 0.0 2016 2017 2018 2019 2020 2021 其他消费品 1.1 1.6 1.7 2.0 2.5 3.3 食品和饮料 1.4 2.1 2.3 3.0 3.9 5.1 农业 1.5 2.3 2.5 3.0 3.8 5.0 工业化学品 5.7 8.5 9.3 10.9 14.0 18.2 科研服务 6.9 9.7 10.6 11.1 14.4 18.1 医疗健康 18.7 28.4 30.8 35.9 46.3 687.2 700.0 600.0 500.0 400.0 300.0 200.0 100.0 数据来源：众诚智库 6.主要城市：深圳、上海及天津三地在合成生物学产研布局优势明显 合成生物学企业及产业园：深圳、上海两地建设有合成生物学产业园区，据不完全统计，深圳、上海及天津三地共有31家合成生物学公司，合成生物学公司发挥自身优势在不同细分领域积极探索，是我国合成生物学产业快速发展的中坚力量 合成生物学科研院所：深圳市主要以深圳合成生物学创新研究院（深圳合成院）为代表，还包括中科院合成所、农科院合成生物学中心等； 地区研究院所 主要企业 企业类型 深圳合成生物学创新研究院 寻竹生物 菌株设计平台型公司 中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所 中科碳元 专注DNA存储的企业 中国农业科学院深圳农业基因组研究所农业合成生物学中心 中科欣扬 专注酶制剂及生物活性小分子产品 深圳乔治·丘奇合成生物学联合研究所 森瑞斯生物 合成生物学产品型公司（大麻萜酚等） 上海交大生科院分子酶学与合成生物学实验室 羽冠生物 开发针对感染性疾病和肿瘤开发下一代合成疫苗及活菌药物 上海上海农业科学院农业合成生物学研究室 凯赛生物 利用合成生物学技术生产生物基材料 中国科学院合成生物学重点实验室 蓝晶微生物 利用合成生物学技术生产PHA 天津合成生物学海河实验室 百葵锐生物 致力于生物合成靶向杀菌蛋白和功能肽的开发 国家合成生物技术创新中心 中合基因 专注于DNA生物合成技术的推广应用 上海市以我国第1所于2008年成立的中科院合成生物学重点实验室为核心；天津市以海河实验室、国家合成生物技术创新中心为主 深圳 天津 资料来源：众诚智库 众诚智库简介 众诚智库咨询顾问（北京）有限公司，是专注于“政府决策支撑”的国家高新技术企业，也是首家在国家“双创板”挂牌的咨询机构（股权交易代码： E00286）。众诚智库是工信部、商务部、生态环境部重要的产业和信息化支撑单位，主要为各司局和地方政府提供课题研究、决策支撑、产业运营服务。 众诚智库以“规划服务+落实支撑”为核心，以主导产业发展规划为牵引，通过“城市战略规划+产业规划+行动方案+政策制定+人才、创新、融资平台+招商 引资对接”全链条服务，体现产业发展咨询服务与落地服务增值价值。并为行业创新企业和头部企业提供管理、信息化等咨询服务。 政策研究及预研 决策支撑与产业咨询 产业运行与监测 •政策修订研究 •重要规划/政策解读 •产业政策实践及预研 •行业蓝皮书/白皮书 •产业咨询与专题调研 •产业发展与园区规划编制 •产业快报 •产业运行监测 •行业热点动态研究 产业链研究 行业与市场研究 课题研究及产业赋能 •产业链全景图 •产业图谱及招商地图 •行业结构、梯队、格局分析 •行业专题及竞争研究 •龙头/标杆企业战略研究 •产业趋势及投资机会研究 •委托课题研究 •产业研究与区域研判 •招商工具及策略培训 谢谢 众诚智库是专注于“政府决策支撑”的国家高新技术企业，也是首家在国家“双创板”挂牌的咨询机构（股权交易代码：E00286）。众诚智库是工信部、商务部、生态环境部重要的产业和信息化支撑单位，以“规划服务+落实支撑”为核心，通过“产业咨询+产业运营+产业招商+产业赋能”全链条服务，已经成为众多地方政府首选的新兴产业综合运营服务商。