作者 | 深鹏
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没有人会想到，30年前的一次偶然，成就了今天的千亿大产业。
把时间拨回当年，在地中海小城圣波拉的海滩上，年轻的生物学在读博士弗朗西斯科·莫吉卡在不停地收集古细菌，他想弄清楚的是，这些古细菌的DNA序列里，为什么存在许多有规律的重复片段，而且看起来很奇怪。弗朗西斯科的猜想是，如果两种不同的微生物里，都有这种奇怪的序列，那就说明它大概率有某种特殊功能。这就是后来的“常间回文重复序列簇集”（Clustered Regularly Inter-Spaced Palindromic Repeats），简称CRISPR的来源。2013年，一项大名鼎鼎的基因编辑技术——CRISPR-Cas9横空出世，它直接让人类可以任意框选想要修改的DNA序列，这项技术获得了2020年诺贝尔化学奖。现在，它成为A股最热门的概念赛道之一。今天，合成生物概念继续火热，涨幅占据排行榜第二位。
最通俗的解释，合成生物学是利用经过工程化的生物（比如各种细菌），来生产各种我们想要的东西。这些产品范围很大，涵盖了大部分我们日常生活所能接触到的商品，比如燃料、塑料、尼龙之类的化工产品，还有胰岛素等药品，手机、电视的柔性屏材料等等。麦肯锡就做过预测，全球70%的产品可以用生物法生产。别看一个简单的合成生产法，它能够产生的效用非常大。同样是麦肯锡的数据，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，同时预计未来全球物质投入中的60%可以通过生物制造方式生产。预计到2030-2040年，合成生物学每年带来的经济影响将达到1.8至3.6万亿美元。在未来10-20年内，合成生物学的应用将缓解全球疾病总负担的1-3%，每年在医药健康方面潜在影响达到0.5至1.2万亿美元，最终可解决全球疾病总负担的45%。除了在医药健康方面的影响，合成生物学还有一个重要的影响，那就是碳中和。能源转型和气候变化是本世纪人类面临的全球性问题，而这两者都与二氧化碳的排放和利用息息相关。基于合成生物学的生物制造具有易于大规模生产、条件温和、选择性好、环境友好等优点，其使用的底物原料通常为淀粉及其他含糖物质，减少化石能源的使用。此外，近年来基于木质纤维素等生物质的生物制造和基于二氧化碳的生物制造也在探索中不断发展，并取得了一定进展。根据WHO及中科院天津工业生物技术研究所统计，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％，在碳达峰、碳中和的背景下，基于合成生物学的生物制造在工业、能源、农业等众多领域具有巨大发展潜力。根据CB Insights分析数据，2019年全球合成生物学市场规模为53亿美元。预计到2024年，全球合成生物学市场规模将达到189亿美元，2019年至2024年复合增长率（CAGR）为28.8%，同时根据Markets and Markets数据，预计全球合成生物学市场规模将从2021年的95亿美元达到2026年的307亿美元，CAGR达到26.5%。从产业链结构上看，合成生物学的上游是底层技术、中游是平台，下游则是终端产品。具体地看，上游主要为提供DNA合成、基因编辑等底层技术的公司；中游是以菌株改造及自动化平台为核心的平台型公司，通过整合相应技术提供高效且可复用的技术平台；下游为利用合成生物学技术生产各领域所需产品的产品型公司。上游方面，比较值得关注的是DNA合成公司，因为它是合成生物学最底层的技术，也是最有希望受益于合成生物学行业发展带来的需求提升。未来芯片法及酶法的发展将为合成生物学领域提供更有力的工具。中游方面，重点关注平台型公司，因为这是提升行业效率的关键环节。平台型公司通过对底层技术进行整合，针对合成生物学研究的各个环节搭建高效且可复用的技术平台，从而为各行业的合成生物学公司提供技术支持和服务，提升合成生物学行业效率。目前平台型公司针对的环节包括DNA设计、菌株构建、菌株筛选等，并结合自动化、高通量、机器学习及深度学习等技术来提升相应环节效率。作为产业链的中间环节，平台型公司最常见的商业模式即接受委托向下游公司提供技术服务获得收入。此外，在客户需要时，部分平台型公司也会选择与客户共同研发技术或产品并共享收益。近年来在平台型公司的发展趋势中，一个值得注意的变化是许多平台型公司开始向下游延伸，对终端产品进行布局，利用自己高效且可复用的技术平台加速终端产品开发速度，这个趋势也非常值得关注。至于下游，则是产品型公司，这是合成生物学落地关键环节，在工业生产及医药等领域进展较快。产品型公司处于合成生物学产业链下游，直接面向各个终端领域进行生产。目前，在医药、工业、能源、食品、农业、消费等多个领域均已有相应合成生物学产品型公司出现。对于进展最快的工业生产领域，从行业难点角度出发，应重点关注选品合理（市场空间大、高附加值、需求刚性、符合碳中和等）、具有规模化生产能力的公司，部分积极布局或转型的公司也值得关注。同时，关注下游的投资者还有一个任务，就是要持续跟进医学应用临床进展。因为对于将合成生物学应用于医疗领域的企业而言，人工基因线路等疗法体内外功能可能不一致，在进入人体之后并不一定可以按照预期发挥作用，因此在设计合成生物学系统时要充分考虑宿主细胞、表达系统、基因线路控制、系统鲁棒性等因素，来提升合成生物学疗法的可控性和针对性，而这些设计需要通过临床来对其效果进行检验。在这些方面，国内国外都有相应的标的公司，选择性都比较广。虽然市场炒作很热，但合成生物学仍然处于发展的早期，概念性比较足，但如果要求业绩兑现，则相对弱。更重要的是，从过去的案例看，合成生物学的风险同样不低，这里不得不提两家公司的教训。第一个是Amyris公司，它的想法非常有颠覆性，旨在利用基因工程细菌将糖转化为石油，这一创新尝试选在巴西进行，得益于当地丰富的甘蔗资源。公司早期在生产青蒿素上取得成功，随后将目光投向生物燃料。Amyris的目标是设计一种细菌，将甘蔗汁转化为金合欢烯，再通过氢化过程制成与柴油特性相似的燃料，且燃烧过程环保。这项技术获得了盖茨基金会的支持，并吸引了硅谷风投的关注。2010年，Amyris成功上市，风头一时无两。然而，从实验室到工业规模生产的转变充满挑战。Amyris在巴西建立了工厂，但量产过程中遇到酵母细胞死亡和转化率不足的问题。尽管Amyris的生物燃料在技术上可行，但2011年后，美国页岩油革命，油价下降，对比之下，生物燃料的高成本，使其商业化之路变得艰难。最终，公司未能实现产量目标，导致巨额亏损和股价大跌。在Amyris遭遇挑战的同时，CRISPR-Cas9基因编辑技术的问世为合成生物学带来了革命性的变化。这项技术简化了基因编辑过程，降低了成本，促进了合成生物学的发展。于是催生了合成生物学公司如Zymergen和Ginkgo，他们采取了平台模式，提供生物制造和DNA代码库服务，以支持各行各业的客户开发具有目标特性的微生物。Ginkgo专注于平台建设，而Zymergen尝试向产品端延伸。Zymergen开发了多款产品，包括用于折叠屏手机的光学薄膜Hyaline。尽管在设计和微生物创造上取得进展，但在规模化生产上遇到难题，最终产品未能达到预期，导致公司股价大跌。Amyris和Zymergen的经历表明，技术创新并不直接等同于商业成功。合成生物学领域的公司需要在技术突破、市场需求、成本控制和规模化生产等方面找到平衡点。合成生物学，既有理论支撑，又有商业化前景，还有政策支持。今年政府工作报告，提出积极打造生物制造、商业航天、低空经济为新的增长引擎。毫无疑问，这是国家高质量发展的核心领域之一，也是新质生产力的核心内容之一，也将是资本市场重点炒作的概念之一。长远上看，合成生物学具有巨大的潜力。随着技术的进步和市场的发展，这一领域有望在未来实现更多创新和突破，为社会和环境带来积极影响，也会更大地回馈投资者。不过，既然是概念炒作，当中的风险就必须提醒一下大家。因为资本市场的步伐不一定和产业发展步伐一致，实际上它两经常错位。现在合成生物概念公司，分化也非常大，有一些已经有营收，但另外的还看不到业绩，还处在早期的讲故事阶段。所以，合成生物学，求稳的话，可以投资那些已经有明确产品和商业模式，而且已经有业绩兑现的公司。Amyris和Zymergen的失败也给了大家警示：即使一个技术多磨激动人心，创业公司的远景多么伟大，但回归到生意场，在商言商，还得要赚钱。可以预见的是，合成生物的炒作还会持续一段时间，如果持仓成本比较低的，大可以继续享受这段美妙的“春光”。不过，有一点要注意，合成生物的高标——蔚蓝生物，在连续6个涨停板之后，今天出现放量，成交额从低于1亿，一下子冲到3.1亿，换手率也从1%左右，上涨到超过6%。这可能是资金开始出现分歧的信号，所以明天有可能开板，如果继续强势，那就可能继续走一波上涨，如果掉头向下，那就可能预示着短期炒作到头了，接下来就步入调整，投资者可以短期规避，等下一次有消息刺激时，再考虑入场。（全文完）参考资料：
[1] 中信建投证券--《合成生物学：蓬勃朝阳，蒸蒸日上》
[2] 经纬创投--《用细菌生产一切，合成生物学的衰落与崛起 |【经纬低调研究】》
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