政策导向+产业链完善，国内合成生物制造有望引领世界构造格局

医药生物 证券研究报告 2024年05月09日 政策导向+产业链完善，国内合成生物制造有望引领世界构造格局 行业动态 1）4月30日，国家组织高值医用耗材联合采购办公室发布《人工关节集中带量采购协议期满接续采购公告（第2号）》。本次接续采购产品为初次置换人工全髋关节、初次置换人工全膝关节，含增材制造技术类产品。定制化增材制造技术产品可自愿参加。采购周期为3年。申报企业须于2024年5月21日上午8:30前在国家医保服务平台-国家组织高值医用耗材集中采购信息填报系统中确认参加本次接续采购的产品系统，完成企业申报工作。 2）4月26日，2024中关村论坛年会上北京化工大学校长、中国工程院院士谭天伟透露，目前由发改委牵头，工信部和科技部等国家部委正在联合研制国家生物技术和生物制造行动计划，并且有望在近期出台，“生物制造+”是其中的关键内容。随着生物技术进一步取得突破性进展，生物制造还有望向采矿、冶金、电子信息、环保等领域拓展，发展前景十分广阔。 市场观察 上周医药生物板块上涨5.77%(排名3/24），年初至今板块下跌6.82%(排名 17/24)。 行业观点：政策导向+产业链完善，国内合成生物制造有望引领世界构造格局： 1)合成生物学“造万物”：合成生物学是一种新兴技术手段，目前在大宗产品、天然产物、聚合材料等领域具有成熟应用，随着合成生物学技术迭代进步，未来在绝大多数类型产品的生产制造中存在无限可能。据McKinsey统计，生物制造可覆盖70%的化学制造产品，预计到2025年，合成生物学与生物制造的经济影响将达到1000亿美元，预计在2030-2040年，合成生物学与生物制造每年带来的经济影响将达到1.8至3.6万亿美元。 2)合成生物制造过程兼具绿色环保与降本增效优势：合成生物制造具有安全、绿色、减排、高效的优势，可以降低工业过程能耗15-80%，原料消耗35%-75%，减少空气污染50%-90%，水污染33%-80%。据世界自然基金会（WWF）预估，到2030年工业生物技术每年将可降低10亿至25亿吨二氧化碳排放。在碳中和、碳达峰背景下，以可再生生物质为原材料的合成生物制造对人类可持续发展具有重要战略意义。 3)政策导向+产业链完善，合成生物学将迎来快速增长：国内合成生物学上下游产业链完善，上游为各类技术赋能公司，包括DNA测序、基因合成、基因编辑等技术领域，下游为各类产品应用型公司，涵盖工业化学品、医药、食品、材料、化妆品、保健品等多个应用领域。中央经济会议已明确提出生物制造为“新质生产力”，基于国内相关企业在基因合成、AI设计、发酵技术、天然底物、气候条件等上下游产业链的独特优势，国内企业有望通过合成生物制造引领世界构造格局。 建议关注： 川宁生物，金斯瑞生物科技（H），凯莱英，华东医药，金城医药，亿帆医药，蔚蓝生物，凯赛生物，华恒生物（化工团队覆盖），嘉必优（农业团队覆盖）。 风险提示：市场震荡风险，研发不及预期，产能建设不及预期，订单需求波动风险 投资评级 行业评级强于大市(维持评级) 上次评级强于大市 作者 杨松分析师 SAC执业证书编号：S1110521020001 yangsong@tfzq.com 贺晓晗分析师 SAC执业证书编号：S1110524040005 hexiaohan@tfzq.com 行业走势图 医药生物沪深300 1% -3% -7% -11% -15% -19% -23% -27% 2023-052023-092024-01 资料来源：聚源数据 相关报告1《医药生物-行业研究周报:积极关注脑机接口作为医药新质生产力的主题投资机会》2024-04-04 2《医药生物-行业专题研究:天风医药产业前沿专题系列研究脑机接口产业：盛放前夜，未来已至》2024-03-29 3《医药生物-行业研究周报:周观点：耗材板块重点推荐：业绩好、格局明、出海快》2024-03-03 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明1 1.一周观点：政策导向+产业链完善，国内合成生物制造有望引领世界构造格局 行业动态 1）4月30日，国家组织高值医用耗材联合采购办公室发布《人工关节集中带量采购协议期满接续采购公告（第2号）》。本次接续采购产品为初次置换人工全髋关节、初次置换人工全膝关节，含增材制造技术类产品。定制化增材制造技术产品可自愿参加。采购周期为3年。申报企业须于2024年5月21日上午8:30前在国家医保服务平台-国家组织高值医用耗材集中采购信息填报系统中确认参加本次接续采购的产品系统，完成企业申报工作。 2）4月26日，2024中关村论坛年会上北京化工大学校长、中国工程院院士谭天伟透露，目前由发改委牵头，工信部和科技部等国家部委正在联合研制国家生物技术和生物制造行动计划，并且有望在近期出台，“生物制造+”是其中的关键内容。随着生物技术进一步取得突破性进展，生物制造还有望向采矿、冶金、电子信息、环保等领域拓展，发展前景十分广阔。 市场观察：上周医药生物板块上涨5.77%(排名3/24），年初至今板块下跌6.82%(排名17/24)。 行业观点：政策导向+产业链完善，国内合成生物制造有望引领世界构造格局 合成生物学“造万物”：合成生物学是对生物体（菌种、细胞或者酶）进行有目标的设计、改造乃至重新合成，构建全新的人工生物体系，以可再生生物质资源为原料，通过代谢工程和酶工程，实现目标产品的发酵合成，用以解决人类食品缺乏、能源紧缺、环境污染、医疗健康等各方面的问题，是生物学、生物信息学、计算机科学、化学、材料学等多学科交叉融合的学科。 想要什么，合成生物就可以生产什么：合成生物学是一种新兴技术手段，目前在大宗产品、天然产物、聚合材料等领域具有成熟应用，随着合成生物学技术迭代进步，未来在绝大多数类型产品的生产制造中存在无限可能。据McKinsey统计，生物制造可覆盖70%的化学制造产品，预计到2025年，合成生物学与生物制造的经济影响将达到1000亿美元，预计在2030-2040年，合成生物学与生物制造每年带来的经济影响将达到1.8至3.6万亿美元。 合成生物制造过程兼具绿色环保与降本增效优势：合成生物制造具有安全、绿色、减排、高效的优势，可以降低工业过程能耗15-80%，原料消耗35%-75%，减少空气污染50%-90%，水污染33%-80%。据世界自然基金会（WWF）预估，到2030年工业生物技术每年将可降低10亿至25亿吨二氧化碳排放。在碳中和、碳达峰背景下，以可再生生物质为原材料的合成生物制造对人类可持续发展具有重要战略意义。 合成生物学是科技战略必争之地：合成生物学已成为全球研发热点领域，美国、欧盟、英国、日本等国已进行大量技术研究与应用探索，2024年2月12日美国白宫科技政策办公室（OSTP）发布2024年《关键和新兴技术清单》，其中包括生物技术新型合成生物学；已于2021年出台《2021美国创新与竞争法案》，将合成生物学列举为关键技术重点领域之一。欧盟在《面向生物经济的欧洲化学工业路线图》中，提出在2030年将生物基产品或可再生原料替代份额增加到25%的发展目标。 政策导向+产业链完善，合成生物学将迎来快速增长：国内合成生物学上下游产业链完善，上游为各类技术赋能公司，包括DNA测序、基因合成、基因编辑等技术领域，下游为各类产品应用型公司，涵盖工业化学品、医药、食品、材料、化妆品、保健品等多个应用领域。中央经济会议已明确提出生物制造为“新质生产力”，基于国内相关企业在基因合成、AI设计、发酵技术、天然底物、气候条件等上下游产业链的独特优势，国内企业有望通过合成生物制造引领世界构造格局。 建议关注：川宁生物，金斯瑞生物科技（H），凯莱英，华东医药，金城医药，亿帆 生物，蔚蓝生物，凯赛生物，华恒生物（化工团队覆盖），嘉必优（农业团队覆盖）。 1.合成生物学：设计、重构生命进程 合成生物学是对生物体（菌种、细胞或者酶）进行有目标的设计、改造乃至重新合成，构建全新的人工生物体系，以可再生生物质资源为原料，通过代谢工程和酶工程，实现目标产品的发酵合成，用以解决人类食品缺乏、能源紧缺、环境污染、医疗健康等各方面的问题，是生物学、生物信息学、计算机科学、化学、材料学等多学科交叉融合的学科。 “合成生物学”这一名词最早出现于DNA重组技术发展的上世纪70年代，在2000年被EricKool重新定义为基于系统生物学的遗传工程，标志着这一学科的正式出现。合成生物学是生物学、生物信息学、计算机科学、化学、材料学等多学科交叉融合的学科，各学科在工程学思想引入下加速融合，推动生物学的工程化从模块化、定量化、标准化、通用性等角度系统展开，形成合成生物学的研究领域。 图1：合成生物学：从自然到人工 资料来源：《化学品绿色制造核心技术——合成生物学》肖文海等，天风证券研究所 2.合成生物学：构建全新人工生物体系，实现目标代谢物异源表达 合成生物学产品制造步骤：合成生物学制造产品是从原料到菌种再到产品的全链条设计和优化。合成生物学可以在改造和优化天然表达体系的同时，将动物源和植物源的代谢路径构建到微生物体系中，重新合成全新的人工生物体系，最终实现目标代谢物的异源表达，将原料以较高的速率最大限度地转化为产物。 整个生产链条可分为原料选择、底盘细胞的选择和优化以及产品生产3个部分，其中底盘细胞的选择和优化是核心步骤。底盘细胞由于其自身的代谢特性，更擅长生产其代谢过程 涉及的物质，所以有必要对底盘细胞进行理性设计改造。结合终产品和底盘细胞代谢特点，设计产品合成路径，根据合成路径中不同的反应步骤，选取特定的元器件进行拼接组装，进而构建合成模块，在底盘生物上组装，构建具有特定功能的人工制造体系，以实现人工菌体发酵效率的最优化（终端产物生成速率高、生物量高、鲁棒性好），之后进行发酵分离纯化、改性合成和产品开发应用等步骤。 图2：合成生物学产品制造步骤 资料来源：《化学品绿色制造核心技术——合成生物学》肖文海等，天风证券研究所 3.合成生物学：开启生命科学革命之门的“金钥匙” 萌芽期（2005年以前）：基因线路在代谢工程领域的应用是这一时期的代表。典型成果：青蒿素前体在大肠杆菌中的合成。起步期（2005-2011年）：基础研究快速发展，工程化 理念日渐深入，使能技术平台得到重视，方法以及工具不断开发，“工程生物学”早期发展。成长期（2011-2015年）：基因组编辑效率大幅提升，技术开发和应用不断拓展，技术的应用从生物基化学品、生物能源拓展至疾病诊断、药物和疫苗开发、作物育种、环境监测等诸多领域。创新阶段（2015年以后）：合成生物学“设计—构建—测试”循环拓展至“设计-构建-测试-学习”，生物技术与信息技术融合发展特点更加明显，半导体合成生 物学、工程生物学等理念相继提出。 同时从2000年开始，合成生物学发展脉络可以概括为三个方向：一是使能技术的系列突破，如基因线路设计、基因组合成与组装、基因组编辑、底盘细胞构建、无细胞转化体系等；二是生物体基因组合成与组装能力的迭代提升，目前已经实现原核生物基因组和酵母染色体合成，正在挑战多细胞生物染色体合成；三是细胞工厂和新生物系统的构建与应用，以自上而下和自下而上的思路构建生物体。 图3：合成生物学发展脉络 资料来源：李玉娟,傅雄飞,张先恩.合成生物学发展脉络概述.中国生物工程杂志,2024,44(1):52-60.doi:10.13523/j.cb.2312105，天风证券研究所 4.合成生物学：合成生物学是科技战略必争之地 全球各国制定政策推动合成生物学产业发展：合成生物学已成为全球研发热点领域，美国、欧盟、英国、日本等国已进行大量技术研究与应用探索，2024年2月12日美国白宫科技政策办公室（OSTP）发布2024年《关键和新兴技术清单》，其中包括生物技术新型合成生物学；已于2021年出台《2021美国创新与竞争法案》，将合成生物学列举为关键技术重点领域之一。欧盟在《面向