超越人类健康的生命科学：英国现代工业生物技术

生命科学超越人类健康: 现代工业 生物技术在英国 行业的优势、形状、规模和机会 剑桥大学制造研究所2023年3月 超越人类健康的生命科学：英国的现代工业生物技术 行业的优势、形状、规模和机会 这项研究由政府科学办公室（GOS）委托进行，旨在为政府首席科学顾问帕特里克·瓦伦斯爵士的工作提供信息。这项工作包括2022年8月4日与政府、学术界和工业界的利益攸关方举行的研讨会，比例大致相等。 贡献者 本报告的撰稿人是：利兹·基伦、大卫·莱尔-阿亚拉、詹妮弗·卡斯塔内达-纳瓦雷特、米歇尔·帕拉迪诺和卡洛斯·洛佩斯-戈麦斯。由EllaWhellams设计。由伊丽莎白·托法里斯（ElizabethTofaris）编辑。 确认 作者要感谢ChrisLowe和EoinO'Sullivan，他们为本报告提供了学术指导。我们还要感谢所有来自私营和公共部门的组织，他们在采访和研讨会期间提供了宝贵的时间和见解，为报告提供了信息。 免责声明 本报告所表达的观点并不意味着政府科学办公室（GOS）表达任何意见。 “发达”、“工业化”和“发展中”等名称是为了便于统计，并不一定表示对某一国家或地区在发展进程中达到的阶段的判断。国家和地区的名称遵循广泛接受的惯例，并不意味着作者、其附属机构或客户对任何国家 、领土、城市或地区或其当局的法律地位表示任何意见。 任何提及公司名称或商业产品均不构成作者、其附属机构或政府科学办公室（GOS）的认可。 本出版物中所有材料的版权归各自的内容作者和专家贡献者所有。欲知更多详情，请联系：ifm-policy-links@eng.cam.ac.uk。 请参考:剑桥工业创新政策（2023年）。超越人类健康的生命科学：英国的现代工业生物技术。易福参与。剑桥大学制造研究所。 ©2023IfM参与 2 内容 执行总结4 介绍13 1.什么是现代工业生物技术？非人类健康生活科学17 2.英国现代工业生物技术格局：应用、行业规模和主要驱动因素增长24 3.英国国际基准测试48 4.从现代获取价值工业生物技术67 5.现代工业生物技术的调控与创新英国79 6.英国现代工业部门期货生物技术85 合同附件。统计的定义95 参考文献107 3 执行概要介绍 1. 现代工业生物技术是什么? 2. 在英国MIB景观 3. 英国国际基准测试 4. 从英国MIB获取价值 5. 英国MIB管理和创新 6. 部门期货在英 国MIB附录参考文献 执行概要 超越人类健康的生命科学：英国的现代工业生物技术 4 执行概要介绍 1. 现代工业生物技术是什么? 2. 在英国MIB景观 3. 英国国际基准测试 4. 从英国MIB获取价值 5. 英国MIB管理和创新 6. 部门期货在英 国MIB附录参考文献 执行概要(1/8) 部分1.什么是现代工业生物技术？非人类健康生命科学 页面17-23 重要发 现 不涉及人类健康的生命科学可以更有助于被称为“现代工业生物技术”（MIB）。 有人建议，这可能有助于避免那些将生命科学理解为纯粹与人类健康相关的人误解-这是一个常见的定义，最近曾在许多当前的政府政策文件中使用过。 MIB工作定义：现代工业生物技术是应用自然，模拟或工程的生物组织，系统，过程或其部分，以经济，环保，可持续和节能和资源高效的方式提供消费品和服务，以造福人类工业生物技术的原始定义已经过时。该定义定义为使用现成的生物原料来源“使用酶和微生物制造生物基产品”，不包括许多新的基础和饲养技术的影响，这些技术共同允许修改和操纵生命过程，例如基因编辑、AI/ML、代谢工程、多组学、表观基因组学、强制进化、纳米科学、流体学、3D生物打印、生物信息学、在计算机生物学中。这 添加“现代”将使其与“传统”工业生物过程（例如葡萄酒，奶酪和烘焙）区分开来。 英国强大的生命科学基础为建立技术领先地位和从现代工业生物技术中获取经济和社会价值提供了机会之窗 这一机会不仅得益于英国生命科学研发的实力，还得益于技术服务公司、供应商和专业设备供应商的生态系统，这些生态系统的发展旨在支持健康生命科学领域，而且也是现代工业生物技术的重要能力和潜在竞争优势的来源。政府可能希望支持这一点的原因有很多，包括增加价值，解决资源压力，确保能源安全、创造就业和经济增长，并应对气候变化或减少废物。 执行概要介绍 1. 现代工业生物技术是什么? 2. 在英国MIB景观 3. 英国国际基准测试 4. 从英国MIB获取价值 5. 英国MIB管理和创新 6. 部门期货在英 国MIB附录参考文献 执行概要(2/8) 部分 2.现代工业生物技术格局英国 页面24-47 英国生命科学行业30%的公司可归类为生物技术（基于BiotechGate的公开数据）。其中，51%可归类为“研发服务”;34%为“生物技术疗法和诊断学”;15%为“现代工业生物技术”（~202家公司）。现代工业生物技术公司是多种多样的。主要分行业包括：农业（22%）;兽医（18%）;食品（14%）;营养保健品（12%）;工业流程（8%）;环境（8%）;化妆品（7%）;和其他（11%）。 英国的现代工业生物技术公司的总营业额为47亿英镑。被归类为“研发服务”的生物技术公司，为人类和非人类健康生命科学提供服务，相比之下，营业额为319亿英镑。 工业生物技术领域的顶级参与者主要包括兽医和化妆品公司。该行业以微型（39%），小型（31%）和中型（25%）企业为主，而大型企业占总数的6%。许多科技进步推动了现代工业生物技术的发展。例子包括数字化、基因组测序技术、完全人工生物体、“芯片实验室”技术以及新型和工程酶催化剂。 重要发 现 英国现代工业生物技术部门从2000年代中期开始得到了政府的大力支持，特别是在基因编辑和合成或工程生物学领域。随着时间的推移，联合王国与美国一样，在其生物经济战略中非常重视合成生物学。 今天，英国被认为在这一领域拥有出色的、世界领先的研究，尽管在相关技术的商业化和扩大方面取得了较低的成功。这部分归因于基础设施、技能和风险资本的可用性 ——这一评估在过去十年中一直保持相对一致。 执行概要介绍 1. 现代工业生物技术是什么? 2. 在英国MIB景观 3. 英国国际基准测试 4. 从英国MIB获取价值 5. 英国MIB管理和创新 6. 部门期货在英 国MIB附录参考文献 执行概要(3/8) 部分3.英国国际基准(英国研究强度) 48-66页 关键发现 联合王国在生物技术研究生产力（以出版物数量衡量）方面排名世界第五，以及 1996年至2021年的生产率排名第七。在此期间，美国，中国和日本在生物技术领域处于领先地位。 就研究影响力（以H指数衡量）而言，英国在2021年排名第四，在1996-2021年期间排名第三。在此期间，美国和德国以及联合王国是生物技术领域表现最好的三个国家。 2022年，英国在生物科学领域跻身世界前150名的大学数量及其平均分方面排名第二，仅次于美国。剑桥大学（第3名）、牛津大学（第5名）、伦敦帝国理工学院（第11 名）、伦敦大学学院（第11名）和爱丁堡大学（第22名）是英国生物科学领域的前五名大学。 美国、日本、德国、韩国和中国是生物技术专利的五大创新国。在2011-18年期间，英国在52个国家中按生物技术三元专利数量排名第五，按IP5专利数量排名第七 。 有效利用知识产权制度的主要障碍包括技能、意识和成本。特别是，有效的知识产权管理需要从法律到科学/技术和商业的一系列技能，并非所有中小企业内部都具备这些技能。2019年，STEM学科的毕业生占英国毕业生总数的43.4%。该值高于比较器的值法国（36.8%）、加拿大（37.8%）和美国（37.6%）等国家。 执行概要介绍 1. 现代工业生物技术是什么? 2. 在英国MIB景观 3. 英国国际基准测试 4. 从英国MIB获取价值 5. 英国MIB管理和创新 6. 部门期货在英 国MIB附录参考文献 执行概要(4/8) 部分3.英国国际基准(英国业务强度) 48-66页 按现代工业生物技术公司数量计算，英国在国家数量方面排名世界第四，仅次于英国 中国、美国和加拿大。紧随其后的包括德国、法国、西班牙、意大利、荷兰和印度。 在所有权结构方面，英国的子公司水平高于加拿大、德国和韩国。然而，上市公司仍低于加拿大和韩国（没有美国和中国的数据）。在风险融资方面，英国公司在2021年获得了超过30亿美元的私募股权投资。这明显高于加拿大、法国、德国、荷兰、瑞士和韩国等可比国家（没有美国和中国的数据） 。 英国在2010年至2018年间成立的现代工业生物技术公司数量少于加拿大（分别为38家和52家）。这一数字高于丹麦、德国、荷兰、瑞士、韩国和西班牙等比较国（没有美 国和中国的数据）。 总体而言，接受咨询的专家发现，除了种子或A轮融资之外，缺乏深厚或耐心的资本来投资初创企业。虽然有这些技能，但被认为只有一两个大型基金投资于这个领域。一 关键 发现 些与会者建议，英国商业银行可以在设立大型基金方面发挥作用。 在接受咨询的利害关系方中，有一种看法，即对现代工业生物技术制造业的最大投资发生在丹麦、荷兰和德国等国的国外公司。如果未来不增加制造业投资，这可能会 被整合为一个自我延续的集群，对英国不利。 可能购买现代工业生物技术衍生产品的行业利润率低可能会限制投资。咨询的利益相关者建议，也许确定小批量，高价值的产品可能会为英国提供更好的目标市场 。 执行概要介绍 1. 现代工业生物技术是什么? 2. 在英国MIB景观 3. 英国国际基准测试 4. 从英国MIB获取价值 5. 英国MIB管理和创新 6. 部门期货在英 国MIB附录参考文献 执行概要(5/8) 部分 4.从英国现代工业生物技术中获取价值67-78页 通过与八十多家中小企业合作，工程生物学领导委员会发现，许多公司考虑在英国进行研发，但在国外制造最终是最佳选择。从英国的角度来看，这是一个令人担忧的问 题，因为大量的收入（和税收）来自制造业，而不是研发。 对于大批量产品，生物技术中的许多价值链将由原料供应决定。根据工艺的不同，这些原料可以分配（可能需要生产网络）或季节性循环（例如年度作物浪费），这对传 统商业模式提出了潜在的挑战。 可以支持英国公司在早期（例如研发和设计）和后期阶段（例如营销和附加服务）获取价值。在早期阶段，这包括强烈需要通过知识产权获取价值，支持专利以及为分拆和 扩大规模创造有利条件。这包括将这些创新公司留在英国的激励措施。应该使用知识产权从无法在当地制造的产品中获取价值。 咨询的利益相关者积极看待BBSRC的工作，并进行战略投资-尽管各个理事会的职权范围之间存在资金差距。需要建立利用UKRI跨学科空间的机制，在实践中在这些界 面中更好地发挥作用。 重要发 现 研讨会参与者表示，需要通过InnovateUK为工业生物技术提供更多资金，同时还需要付出更多努力来提供相关资金。这其中存在一些内在的紧张关系，包括公司在什么阶段从外部投资中受益，以及需要持续赠款资金的公司是否更有可能在市场上失去竞争力。尽管存在这些担忧，研讨会参与者明确呼吁增加对后期TRL和转化研究的投资 。 执行概要介绍 1. 现代工业生物技术是什么? 2. 在英国MIB景观 3. 英国国际基准测试 4. 从英国MIB获取价值 5. 英国MIB管理和创新 6. 部门期货在英 国MIB附录参考文献 执行概要(6/8) 部分 5.英国现代工业生物技术的监管与创新79-84页 生物技术的任何方法都必须承认并说明所涉及的风险。据估计，根据对主要经济体目前存在法规的领域的分析，生物技术总潜在影响的70%可能取决于消费者，社会和监 管的接受程度。 英国对生物风险的认识非常高，这有利于解决这些问题。从转基因生物辩论、人类受精和胚胎学管理局（HFEA）的成功以及与当前围绕人工智能的监管问题的一些相似之 处中，有一