2021年十大生物技术产业趋势与创新，人工智能、数据分析、基因编辑
生物技术行业正在采用人工智能（AI）、数据分析和自动化等趋势来优化生产。直接针对客户而非生物制药或医疗保健企业的消费性生物技术或生物技术产品有所增加。
虽然该行业仍主要集中在医药领域，但初创企业正致力于开发从食品和材料到环境监测的解决方案。
新冠病毒的大流行确实凸显了生物技术行业的深远影响，初创企业和公司都在开发快速检测试剂盒、重新调整用途的药物和疫苗。
为了深入研究生物技术行业的顶级趋势和初创企业，位于奥地利的一家全球运营数据科学公司StartUs Insights利用其数据平台分析了4351家全球初创企业和规模企业的样本。
该平台覆盖全球137.9万多家初创企业和规模企业，迅速提供特定领域内新兴技术的详尽概述，并在早期确定了相关初创企业和规模。
从下面的创新地图中可以看到影响全球生物技术公司的十大行业趋势和创新，以及20家精心挑选的初创企业，它们都致力于发展自己领域的新兴技术。
生物技术初创公司和规模企业利用人工智能、大数据和分析来解释现有的大量生物数据，以加速行业创新。
基因测序和基因编辑技术使公司能够理解基因组并将其用于商业目的，这有助于精确医学和合成生物学的应用，后者也采用DNA合成。
生物制造能够实现各种产品的可持续和可扩展的制造。
最后，初创公司利用生物打印、微流体技术和组织工程来重新发明生物技术产品的含义，产品范围从养殖肉类和人工器官到小型实验室。
下面的全球创业热图突出了本研究分析的4351家典型创业公司和规模的全球分布。创业热图显示，美国是这些公司的大本营，同时欧洲，特别是法国的业务活动有所增加。
以下是这些4351家有前途的初创企业和规模企业中的20家，以及他们开发的解决方案。这20家初创公司是根据成立年份、地点、融资等标准精心挑选的。
1. 人工智能
人工智能使生物技术初创公司能够自动化广泛的流程，帮助他们扩大业务规模。
例如，生物制药初创公司利用人工智能加速药物发现过程，筛选生物标志物，以及通过科学文献发现新产品。
图像分类算法允许快速检测不同的特征——例如，医学扫描中的癌细胞和叶子图像中的作物病害症状。
此外，初创企业正在利用深度学习来分析微生物组、筛选表型和开发快速诊断。
Arpeggio Bio开发核糖核酸（RNA）平台
Arpeggio Bio是一家总部位于美国的初创公司，正在开发一个RNA平台来指导治疗开发。这家初创公司的解决方案采用人工智技术能来解释RNA时间序列数据，以重建信号通路。它将RNA分析数据转化为可视化，提供了药物如何影响RNA水平取决于剂量、时间和组织的见解。
DeepTrait识别遗传标记
瑞典初创公司DeepTrait使用人工智能识别遗传标记。这家初创公司专有的深度神经网络架构分析基因组数据，以了解性状的遗传机制。DeepTrait的解决方案在植物和牲畜育种、新型药物设计和诊断学开发中得到应用。
2. 大数据
当今生物技术中有着前所未有的数据量，包括不断增长的组学技术、传感器和物联网设备的集成。
大数据和分析解决方案使生物技术初创公司能够利用这些丰富的数据来推动创新。
它使生物制药公司能够更有效地招募患者进行临床试验。
初创企业和公司部署生物信息学解决方案，以开发更好的饲料，改善作物和牲畜品种，并探索未发现的微生物。
BioXplor发现安全的治疗方案
德国初创公司BioXplor利用大数据发现更好更安全的治疗方案。它执行网络药理学分析，从非结构化和不同的数据源开发治疗方法。初创公司的解决方案决定了药物组合的协同或拮抗作用。它还分析病人数据的反应和非反应的信号，改善病人的结果和治疗反应分析。
BioBox Analytics开发基因组数据分析平台
加拿大初创公司BioBox Analytics开发了一个基因组数据分析平台。它使用一个数据库来管理所有模型、样本和数据，并在云中运行生物信息管道。解决方案确定了基因富集、组织/细胞表达和本体论。这家初创公司还提供了可视化的解决方案，可以查询论文、数据集和基因。
3. 基因编辑
从随机插入外源DNA对生物体进行基因改造到对基因组进行精确编辑，基因工程已经走过了漫长的道路。
基因编辑效率的提高是由于工程核酸酶的发展，以及最近CRISPR作为分子剪刀的发展。
通过基因编辑技术添加、替换或沉默特定基因，这为基因治疗以及其他疾病的治疗开辟了应用领域。
有针对性的基因修饰也使转基因植物和动物的发展成为可能。
PLANTeDIT提供基因组编辑解决方案
PLANTeDIT是一家爱尔兰初创公司，生产非转基因、基因组编辑的植物产品。这家初创公司利用获得专利的基因组编辑工具及其内部转化技术，实现了高效的直接交付和基因组编辑植物的快速再生。PLANTeDIT使大豆中的FAD2基因发生突变，产生高油酸变体。高油酸油有助于食品公司延长食品的保质期。
叶绿体体组学提供叶绿体编辑
总部位于美国的初创公司Plastomics开发了新一代交付技术。这家初创公司利用叶绿体工程特性进行育种。与核心特征不同，这将导致更有效的特征整合，并加快上市时间，这使得初创公司的解决方案适合应用，如修改光合途径和代谢途径工程。
4. 精准医疗
基因编辑和基因测序成本的下降使得它们在临床实践中的应用更加常规，它使精确医学成为可能，这种方法允许医生确定哪些治疗和预防策略对特定人群有效。
此外，它还可以对包括癌症在内的多种疾病进行个性化治疗。
生物技术初创公司正在利用精确医学来确定新的药物靶点、发现新的药物、提供基因治疗和开发新的药物递送技术。
iLoF提供个性化治疗
英国初创公司iLoF提供了一个精确的、以病人为中心的药物开发平台。这个基于血液的平台在液体分散体（如血浆）中发现了生物纳米结构。该平台是快速和非侵入性的，有助于精确和个性化治疗的发展。这家初创公司的筛选测试将患者分类进行临床试验。
Dyno疗法发展了基因疗法
Dyno Therapeutics是一家总部位于美国的初创公司，开发人工智能驱动的基因疗法。这家初创公司的CapsidMap平台优化了腺相关病毒（AAV）载体，以提高靶向能力。该解决方案映射合成AAV衣壳序列空间，以开发更好的基因治疗载体。
5. 基因测序
自本世纪初以来，DNA测序的成本已经下降了5个数量级，在该行业开辟了广泛的应用领域。
全基因组测序的成本降低，可以识别儿科疾病，个性化治疗，建立具有广泛表型的大群体。
测序还提供了一种快速且廉价的方法来检测微生物的存在，从临床和乳制品样本中的病原体检测到有益的土壤微生物。
生物技术初创公司正在创新新的测序技术，以及基因测序的新应用。
BioClavis提供个性化诊断
英国初创公司BioClavis提供个性化诊断。这家初创公司的TempO-Seq平台能够快速、廉价地对蛋白质编码转录组进行高通量分析。通过使用定义的输入序列，该解决方案提高了效率，并且与RNA-Seq相比只需要10%的测序读取。这家初创公司还开发了一种快速、准确地识别活性COVID-19感染的解决方案。
BioSkryb提供全基因组测序（WGS）工作流程
Bioskryb是一家美国初创公司，开发全基因组测序流程ResolveDNA。这家初创公司的工作流程与单细胞、多细胞和低输入DNA样本兼容。BioSkryb还提供与大多数测序平台兼容的BaseJumper生物信息学平台，用于DNA测序分析。
6. 生物制造
生物制造利用生物系统生产医疗产品和疗法、生物材料、食品和饮料以及特殊化学品。
初创企业正在推进不同的细胞培养、发酵和重组生产技术，以使生物制造成本低廉且可扩展。
与其他制造模式相比，生物原料的使用也使其相对更具可持续性。
该行业的生产模式也采用了机器学习和自动化。
通过集成工业4.0模型，生物技术初创公司提供生物加工4.0，以优化生产过程的每一步。
Proteinea开发了一个基于昆虫的生产平台
总部位于美国的初创公司Proteinea为下一代生物制造开发了一个基于昆虫的生产平台。初创的昆虫技术利用大量生产的昆虫幼虫作为微型生物反应器进行重组生产。它在数据驱动的垂直农场中种植它们，使这一过程具有可预测性和环境可持续性。该解决方案使传统生物反应器成为一种更具可扩展性和鲁棒性的替代方案。
深枝提供气体发酵
Deep Branch是一家英国初创公司，将工业排放的二氧化碳转化为高价值的化学品。它使用专有的气体发酵工艺将捕获的二氧化碳转化为质子，一种单细胞蛋白质。质子是优化用作动物饲料，并具有高蛋白质和维生素含量和最佳的氨基酸配置。
7. 合成生物学
一种史无前例的读取和写入基因组的能力使生物技术初创公司和公司能够比以往更快地开发产品。
此外，合成生物学提供了更高的标准化和可重复性，允许在基因网络水平上操纵生物体。
合成生物学初创公司致力于从计算药物设计和细胞农业到基于微生物组的解决方案的挑战。
细菌细胞工厂提供高产量的有价值的生物化学物质，用于制药、材料和食品。
除了微生物，初创公司也在开发哺乳动物合成生物学解决方案。
LenioBio提供无细胞蛋白质表达
德国初创公司LenioBio开发基于植物的无细胞蛋白质表达解决方案。这家初创公司的ALiCE试剂盒能以3毫克/毫升的高产量生产500多种翻译后修饰的蛋白质。它只需要在质粒中添加一个基因到裂解液中，就不需要多个移液步骤。这家初创公司生产用于生物技术和生物制药行业的报告蛋白、抗原、抗体、过敏原和激素。
Ribbon Biolabs提供DNA合成
Ribbon Biolabs是一家奥地利初创公司，正在开发DNA合成的新方法。这家初创公司的过程结合了生物化学、算法和自动化来驱动精确和多重的DNA合成。它通过构建整个基因组或开发抗体筛选文库来合成DNA，用于生物技术、生物制药和农业的各种应用。此外，它还促进了基于DNA的纳米技术和用DNA存储信息或计算。
8. 生物打印
随着生物技术中添加剂制造的引入，生物印刷初创公司提供了广泛的材料和产品。
这些初创公司使用的生物打印机与生物基材料或生物材料开发的生物墨水一起工作。
在医学应用中，细胞作为基质在支架周围生长。
这使得骨、皮肤或血管移植物能够从患者自身的细胞中生长出来，用于个体化治疗。
其他初创公司利用生物打印技术进行快速成型和生物聚合物的开发。
3D生物技术解决方案实现生物制造
3D Biotechnology Solutions是一家开发生物打印解决方案的巴西初创公司。创世，这家初创公司的3D生物制造生物打印机，服务于组织工程和再生医学研究人员的需求。这家初创公司还提供BioFDM，这是另一种使用生物相容性聚合物进行熔融沉积建模（FDM）的打印机。
普罗米修斯提供人造3D组织
意大利初创公司普罗米修斯提供具有高细胞活力的人体组织3D生物打印。这家初创公司将细胞与生物材料结合起来，制造出一种生物墨水，然后逐层打印出来。人造3D人体组织具有与真实人体组织相似的组成、功能和结构。这家初创公司还开发了Ematik Ready，一种兽医贴片，可促进狗和马的伤口愈合。
9. 微流体
生物技术行业对微流体的兴趣源于对芯片上实验室（LOC）设备的需求。
这些小型化的实验室允许对传染病进行廉价和快速的检测，促进了医疗点（PoC）诊断。
初创公司也在开发用于诊断和环境监测的纸基微流体。
这项技术在芯片上器官（OOC）设备中发现了更多的生物制药应用，这些设备在小芯片上模拟器官或器官类型的生理学。
OOC系统在药物筛选和疾病建模中得到应用。
伊甸园科技提供微加工解决方案
伊甸园科技公司是一家利用微流体技术开发微加工解决方案的法国初创公司。这家初创公司提供一系列微流控设备和配件，以及生物相容性聚合物Flexdym。它开发用于医疗技术部门的大容量人工器官。对于清洁技术应用，这家初创公司的解决方案使用智能微通道网络进行超高效的废水过滤。
Droplite开发了一种芯片上的实验室设备
西班牙初创公司dropite开发了一种智能医疗诊断设备。这家初创公司的设备结合了微流控技术、纳米技术、表面化学和光子学，可以在几分钟内分析免疫分析测试盒。这种芯片上的实验室设备正在开发中，用于从生育能力、过敏到宠物疾病的诊断测试。
10. 组织工程
近年来，组织工程初创公司的数量急剧增长，这在很大程度上要归功于生物打印和微流体技术的发展。
该技术促进自体组织移植物的产生治疗烧伤或器官移植，并推动再生医学发展。
虽然大多数初创公司仅限于生物医学应用领域，但也有企业正在通过组织工程，创造肉类或皮革等动物产品的可持续替代品。
当然，这需要达到一个巨大的规模，使食物产品与动物性产品在成本上可以相比。
Aleph农场生产养殖肉
Aleph Farms是一家生产养殖肉的以色列初创企业。这家初创公司从健康的奶牛身上分离出细胞，把它们培育成一种合乎道德和可持续发展的肉类替代品。它不需要屠宰动物，也不需要产生碳排放，生产出难以捉摸的真正牛肉牛排。这家初创公司的过程还提供了一种在长期太空任务中可持续种植粮食的方法。
LyGenesis开发了器官再生技术
总部位于美国的初创公司LyGenesis开发了一个器官再生技术平台。它将淋巴结转化为功能性异位器官，从而可以从一个供体器官治疗数十名患者。这家初创公司利用门诊内视镜超声波移植其细胞疗法，无需手术。
结语
本报告中介绍的这些生物技术大幅度加速了生物制造、生物打印、精准医学以及其它即将到来的应用领域的研究。
该行业正在引进工业4.0技术，而生物技术的发展往往渗透到制药行业。
生物技术对可持续性发展也至关重要，它为生产材料和食品提供了生态友好的替代品，并通过利用生物质原料促进循环经济。
资料来源：
https://www.sohu.com
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