如何讓牛奶過敏的人能夠正常喝牛奶？如何在酒桌上“千杯不醉”？如何讓植物肉散發出真實肉的香味？這些看似違背常識的問題，如今卻都能夠通過合成生物技術實現。

其實合成生物技術對我們來說并不陌生，幾千年前我國老百姓在釀酒、炮制中藥的過程中就有使用。而在今天，合成生物更是迎來了發展的黃金時期。

在6月15日召開的上海國際生物技術與醫藥研討會上，中國醫藥工業研究總院研究員奕棟表示，在基因測序技術、生物信息學、結構生物學等眾多基礎學科和人工智能技術深度發展的當下，合成生物學如今已經進入了飛速發展的時代。

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AI助力合成生物技術推廣

基于眾多基礎學科的發展，近年來涌現了一批諸如DNA合成技術、基因編輯技術、自動化高通量藥物篩選技術等新興生命技術，這些技術均需要依靠以人工智能為橋梁來實現。而與此同時，AI的賦能也將極大的助力合成生物技術在新藥研發中的應用。

奕棟提到，大家有一個固有的印象就是合成生物在醫藥行業的應用比較少，但這并不是一個技術問題，而是因為新藥研發的周期非常長，風險高，這一盈利模式阻礙了部分生物公司入局的步伐。

正如奕棟所言，傳統藥物的研發過程既耗時又昂貴，從研發到上市通常需要數年時間和數十億美元。不過，AI的賦能將有望實現破局，大大提高合成生物技術在新藥研發中的使用效率。

人工智能的優勢就在于它能夠突破人工的極限，更快、更準確的分析海量生物數據，從而幫助研究人員識別潛在的藥物靶點。據奕棟介紹：“當前隨著生物樣本信息的數據量越來越龐大，人工智能工具為我們搭建了新的路徑。通過人工智能技術我們可以對這些龐大的數據進行確認分析及結構模擬，也能夠輔助定向凈化，通過高通量實驗將酶的性能發揮到極致。”

如今，奕棟所在的系統生物合成研究中心自2021年成立以來，在兩年的時間里已經建設了生物大數據虛擬篩選平臺和全功能自動化構建和篩選技術平臺。前者依據醫院和中心開源的微生物菌種庫建立了龐大的數據庫來進行數據的挖掘和篩選，并建立了AI算法模型來進行預測。

據奕棟介紹，目前模型的準確率可以達到95%以上。后者則減少了實驗室研發過程中的人工干預，能夠自主完成基因工程、細胞轉化培養、結果處理等工作。此外，中心還自主研發了具備生物傳感器的超高通量篩選系統，可用于新藥研發。

奕棟認為，未來生物醫藥的智能制造可以分為兩部分，一是實驗室研發的智能化，二是生產階段的智能化。

“我們希望在實驗室階段能夠更多的應用人工智能來進行虛擬篩選，并通過大型自動化設備替代人工來進行快速的前端供應開發。而在后端，我們也希望能夠通過智能化來形成無人工廠的操作。如果這些都能夠實現，那么也就真正地達到了生物醫藥智能制造的未來。”奕棟說道。

資本市場較為樂觀

除了技術的強力驅動，政策利好也為合成生物技術成果的落地提供了便利。

2014年世界經合組織（OECD）發表題為“Emerging Policy Issues in Synthetic Biology”的報告。該報告從合成生物學前景說起，并認為該領域前景廣闊，建議各國政府把握好機遇。在此之后大約20個國家陸續出臺相關政策。

我國也在2022年5月發布的《“十四五”生物經濟發展規劃》（以下簡稱為“規劃”）中多次提及“合成生物學”，覆蓋醫療健康、食品消費等領域。規劃指出，推動合成生物學技術創新，突破生物制造菌種計算設計、高通量篩選、高效表達、精準調控等關鍵技術，有序推動在新藥開發、疾病治療、農業生產、物質合成、環境保護、能源供應和新材料開發等領域應用。

在政策利好的吸引下，合成生物賽道在資本市場十分火爆。SynBioBeta的數據顯示，2010—2020年，全球合成生物學投融資1130起，總金額超過210億美元。

頭豹聯合創始人兼CEO楊曉騁表示，從全球來看合成生物學已經進入了高速增長的階段，2017年的市場規模在40億美元左右，我們預計到2027年，將實現十倍的增長，即達到400億美元左右。

國內合成生物學企業的融資階段雖偏向于早期，多數公司內的產品仍保持在研發階段。但從2017年開始，我國合成生物學領域的投資金額就呈現出上升趨勢。特別在2021年，投融資數量達到22起，總金額達到24.8億元。雖然在2022年這兩項數字都有所下降，但楊曉騁認為國內市場在回歸商業理性后，投融資反而呈現出了更為精準化的特征。

“作為咨詢公司，我們常年服務于行業內的企業以及基金公司，能夠明顯地感受到關注合成生物賽道的資方、企業是越來越多的。而2022年的下降主要是受到了疫情、全球經濟周期以及生命健康行業發展波動的影響。我們判斷，今年下半年的資本環境會比上半年或是去年有所好轉。”楊曉騁說道。

底層技術仍然受限

我國的合成生物學雖然在技術、政策、資本等種種利好下競爭力優勢明顯，但仍面臨著諸多挑戰。其中最為明顯的就是底層技術受限。

據武漢瀚海新酶生物科技有限公司董事長楊廣宇介紹，酶作為生物醫藥產業的“芯片技術”，其開發難度大、技術門檻高、導入期長，已經成為了“卡脖子”問題。

“無論是診斷試劑、制藥還是科研都離不開酶制劑。它的產值在100億美元左右，卻支撐了數萬億的醫療產業。因此，如果酶這一根基不穩的話，整個產業的安全都將會出現問題。”楊廣宇強調。

而目前國內外市場上的酶制劑卻都被國外企業壟斷，國內目前體外診斷、制藥、技術科研等領域使用的酶制劑耗材均來自進口，難以實現獨立自主。

楊廣宇認為，這主要是因為酶制劑的市場規模相對來說較小，對于實力雄厚的大企業沒有吸引力，而小企業的技術又達不到。

“酶制劑的生產在技術端其實存在很多難題。首先，生物醫藥中所使用的酶制劑與工業酶制劑不同，它的結構更為復雜、性能要求高，通常需要高水平、復雜的工藝才能實現，并且投入之后的產出量也不多，很少有企業愿意投入。其次，要做到成本可控，酶制劑的生產工藝十分繁瑣，并且這些步驟都是剛性需求。最后是酶制劑的應用，僅僅有好的制劑是不夠的，還需要教會下游企業如何應用，無論是合成mRNA疫苗還是去做試劑的配方，國內在這方面的研究都比較薄弱。”楊廣宇說道。

除此之外，合成生物在我國還面臨著難以實現規模化生產、缺乏跨學科人才、政策法規與倫理研究相對落后等問題。

面對這些挑戰，相關研究人員認為，合成生物學研發投入、試錯成本極高，從投研到產業落地周期較長，國家和地方政府在項目孵化、人才、資金等方面應給予初創企業持續性的優惠扶持政策。而對于關鍵技術“卡脖子”的問題，應該支持企業繼續加大研發投入，通過科技創新來引領合成生物產業發展，并加強相關知識產權的保護。

（文章來源：21世紀經濟報道）

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責任編輯：Rex_19