利用二氧化碳和氢气来生产蛋白、通过酵母发酵生产人参皂苷……
合成生物学正在用重新设计和组装的方式对物质世界进行“重构”。如果革命的要义在于创造，那当下合成生物学的确堪称“第三次生物技术革命”。
华熙生物很早就看到了合成生物的潜力。2018年起，公司就将合成生物作为底层技术支撑及核心发展战略。7年的时间，华熙生物已完成合成生物研发平台、全球最大的中试转化平台、合成生物科学馆等基础设施的建设，实现“平台-人才-技术-转化”的合成生物全产业链闭环运转，并陆续推出超纯麦角硫因、重组人源胶原蛋白、微真、脂肽等新原料，不断扩充自己的合成生物版图。
“重新定义”未来的合成生物
合成生物被称为“第三次生物技术革命”，其通过设计改造微生物以进行定向发酵，使细胞工厂可以高效生产目标产品。该技术不同于以往对自然界资源的开发和利用，能通过人工干预的方式高效、绿色且低成本地获得目标物。
“合成生物学”“合成生物技术”“合成生物支撑的生物制造”，是三个不同层级的逻辑体系。在日前举办的第二届中国（济南）透明质酸产业大会上，华熙生物董事长兼总裁赵燕强调，合成生物是赋能产业的生物技术。合成生物的发展得益于基础学科和跨学科的发展，如基因检测、基因合成、基因编辑等，加上生物信息学、工程学、AI等跨学科的发展，共同推动合成生物技术到了今天的水平，成为支撑生物制造产业发展的重要基础。
合成生物的革命性意义在于对生产方式的颠覆。通过合成生物细胞工厂，能够制造出原本需要从动植物资源提取或石油化工来源的产品，在本质上变革传统生产制造方式。在赵燕看来，合成生物支撑的生物制造能够重塑地球资源，颠覆传统的动物提取、植物提取、化学合成等物质获取方式，是实现双碳目标和可持续发展的底层基础。
以护肤品中大受欢迎的成分透明质酸（俗称：玻尿酸）为例。早期，透明质酸主要从牛眼和鸡冠提取，因为原料难以获得、提取步骤复杂（200公斤鸡冠仅得1公斤透明质酸），所以成本极高，价格一度超黄金数十倍，仅能用于医疗，如骨科、眼科等。而目前华熙生物通过合成生物技术生产透明质酸，实验室发酵产率已经达到73g/L，成本降低3/4，不仅效率更高，且更加低碳环保。
再如华熙生物的代表性原料之一“麦角硫因”。过去麦角硫因通过松蕈发酵获取，不仅发酵周期长、产率极低，且无法提纯。产率仅有几十毫克每升，纯度最多只有20%-30%。而现在通过合成生物学细胞工厂，麦角硫因的发酵周期仅需要24-36个小时，纯度高达99%，成本降低90%。
“胶原蛋白、母乳寡糖、红景天苷以及华熙生物新推出的脂肽等有益于人体健康的各种物质，现在都可以通过合成生物技术支撑的生物制造来获取。”华熙生物生物活性物研发管理总监王瑞妍表示。
事实上，合成生物技术的应用潜力远不止于此。它可以跨越化妆品、化工、医药、农业、食品等多个领域，覆盖人类衣食住行医用等方方面面。根据麦肯锡预测，未来全球经济活动中，60%的物质产品可以由生物技术生产。在2030年至2040年间，合成生物技术每年将为全球带来2万亿至4万亿美元的直接经济效益。而根据中科院天津工业生物技术研究所统计,和石化路线相比,目前生物制造产品平均节能减排30%～50%，未来潜力将达到 50%～70%。
合成生物“拐点”已出现？
基于对生产方式的革命性意义及绿色可持续价值，合成生物已成为全球各国的战略焦点，并在国内持续升温。
据Wind数据显示，今年2-4月，合成生物指数一路上涨，4月30日，该指数已经上升至1280.36点，5月更攀升至逾1407点。
而在过去一年间，上海、杭州、深圳、天津，北京等地陆续出台多项政策支持合成生物及生物制造的发展。今年4月底，北京化工大学校长、中国工程院院士谭天伟在2024中关村论坛年会上透露，国家生物技术和生物制造行动计划由国家发展改革委牵头研制，有望在近期出台。
此外，另有数据显示，2020年以来，全国新增合成生物制造企业约200家。
国家政策力挺、资本市场“追捧”、初创公司“扎堆”，合成生物已成为名副其实的“黄金赛道”。
对于国内合成生物领域的发展现状，王瑞妍指出，底层技术是驱动中国合成生物加速发展的根因，特别是我国在基础研究层面逐步实现突破，如植物全基因组、染色体的全基因合成、化合物的复杂途径改造等。与此同时，国家政策及政府的大力支持，不断加大产业投入，也为国内合成生物支撑的生物制造发展奠定了基础。
而另一方面，王瑞妍也认为，中国合成生物领域的发展拐点或已出现。近三年合成生物学初创公司越来越多，并逐步发展壮大。但同时市场正逐步回归理性，初创公司开始接受市场的考验，将可能出现一大波的席卷、并购、退潮。同时在产业端，无论是初创公司、上市龙头、高校和科研机构，都在加大布局制造端的重资产投入，加速推动产业落地。此外，产业相关政策逐步发生变化，如化妆品政策趋严、食品领域放开等，也都将产生深远影响。
全链条探索及长期主义
从行业格局来看，我国合成生物行业已进入“百家争鸣”的市场竞争状态，入局者众多。其中，华熙生物已位列第一阵营。
公开资料显示，华熙生物作为生物制造领域的领军企业，早于2018年起就开始积极布局合成生物技术，已经构建了一条覆盖“研发创新、中试及产业转化、市场转化”的合成生物绿色制造全产业链，拥有从“基因编辑、菌种改造、细胞工厂创制，到中试及产业转化、再到市场转化”的全链条能力。
据介绍，首先在研发端，华熙生物建设了900多人的强大研发团队，与全球知名科研院所合作20多个创新中心，以解决从0-1的物质发现问题；第二在产业转化端，华熙生物建设了全球最大的中试转化平台，解决从1-10-100的产业转化问题。这是华熙生物实现产业赋能、打通产学研的核心关键。第三在市场转换端，华熙生物作为全球为数不多的生物制造全产业链平台公司，在获得新物质后能够快速推出终端产品，实现市场验证，引领行业发展及标准制定。
“合成生物学从底层基础研究、到产品、到商业化的链路很长。而华熙生物的优势并不是聚焦在某个点上。”王瑞妍称，以合成生物学为底层技术的大多数公司往往只做原料，而华熙生物的不同之处在于，着眼在合成生物技术驱动的生物制造产业上，走通了从源头到终端的全链条，并将之做成闭环生态。
展望未来，任何一个新兴产业的发展都不是一蹴而就的，无论是海外合成生物明星公司陷入败局，还是国内上一个风口的兴衰转瞬，都告诉我们合成生物的发展要走“长期路线”。
对此，王瑞妍透露，依托合成生物技术，华熙生物目前所做的创新原料，一部分以终端需求和原料销售需求为导向，另一部分则是提前进行未来5-10年的前瞻布局，包括对技术难度较大的物质的开发，以及与其他学科交叉融合的创新技术探索等，以实现更长期主义的发展。