合成生物细分赛道：医药领域

合成生物学近几年在技术、政策和资本的推动下，开始逐渐火热。其核心是“设计-构建-验证-学习”循环，通过基因编辑技术对蛋白质进行改造或构建，并指导蛋白组装为新的生物功能装置，进而建立人工生物系统，使其像电路一样运行。

合成生物学应用非常广泛，涉及医疗、能源、化工、农业、食品和化妆品等，其中食品和医疗是其应用及投资最主要的领域。

据CB Insights数据显示，全球合成生物学市场规模从2019年的53亿美元增长到2024年的189亿美元（CAGR 28.8%）；其中，合成生物学在医疗健康领域的市场规模从2019年的21亿美元增长到2024年的50亿美元（CAGR 18.9% ），2019年其占比达到40%，是第一大应用领域。同时，BCG数据显示，以生物制药、非处方药和医疗器械为代表的医疗健康领域是合成生物学应用较早的领域。

医药领域应用

合成生物学的发展将在药物开发过程的几乎每个阶段都会带来连锁反应。

靶点发现

制药公司可利用全基因组和CRISPR技术来验证可用的大量基因测序数据并发现新的药物靶点。如基于CRISPR技术的高通量筛选系统可以用于大规模地敲除（CRISPR-KO）、抑制（CRISPRi）或激活（CRISPRa）候选基因，通过观察疾病表型的恶化或是缓解，找到潜在的药物作用靶点。

药物发现

在确定了靶点后，可以利用合成生物学设计全细胞筛选试验，以进行药物发现。

首先，来自微生物次生代谢的基因回路可以被整合到宿主微生物中，以促进靶向化合物的基因表达；

其次，对蛋白进行改造用于药物化学空间的组合探索；

另外，光遗传学生物传感器可以以多种方式用于，例如，验证药物靶点，通过设计的疾病模型了解药物的作用机制，并在特定部位或特定条件下诱导药物递送机制。

还可通过操纵群体感应（QS）通过改变细胞间通讯系统来研究细菌耐药性或癌细胞之间的相互通讯。

蛋白质工程是合成生物学的重要工具。定点诱变可以增加酶的区域特异性或立体特异性（A），增加所选配体的结合常数（B），或在酶亚型之间进行选择（C）。

药物生产

合成生物学主要特点就是可以通过“活细胞生产”，来弥补有机化学方法合成化合物的许多不足。其主要包括三部分：诱导因子、基因回路和报告基因。

这三部分被装载在活细胞中，可以利用以微生物为代表的细胞作为工厂，批量生产各种人类所需的化合物。如果将植物内次生代谢基因回路克隆到微生物体内，生产出来的化合物就更接近于天然产物，并且生产周期短，产量大。如抗疟药物青蒿素及抗癌药紫杉醇的量产，就依赖于合成生物学。

 

企业布局

目前，布局合成生物学的企业主要分为上、中、下游三类。

上游企业以技术服务为主，主要提供DNA测序、合成和编辑等基因技术服务；中游企业主要提供菌株改造、筛选等生物合成技术和设计方案；下游企业更注重其实际应用，能够通过合成生物学进行产品规模化生产及商业化。 

国内的上游企业如金斯瑞，一直专注于基因合成技术。2013年成立工业合成生物产品事业部百斯杰，进军工业酶制剂领域。目前公司已建立四大平台：生命科学服务及产品平台、生物医药合同研发生产（CDMO）平台、细胞治疗平台及工业合成生物产品平台。

华东医药于今年7月宣布，其全资子公司中美华东、杭州市拱墅区人民政府、浙江工业大学三方共同组建了“华东合成生物学产业技术研究院。

今年五月，华东医药控股子公司珲达生物投资成立全资子公司珲益生物，珲益生物拥有三大研发平台（微生物细胞工厂构建平台、生物酶的筛选与进化平台、发酵及产物分离纯化平台），并已建成包含所有七大酶系的酶库资源，业务包括工业酶制剂研发、发酵过程优化技术研发、生物基材料技术研发等。

目前，华东医药已手握三大研发平台和五大产业基地（杭州祥符桥、钱塘新区、江苏九阳、美琪健康、美华高科），研发能力覆盖菌种构建、代谢调控、分离纯化、酶催化、合成修饰等微生物工程技术各个阶段。 此外，比较成熟的药物如默沙东通过合成生物学开发降糖药西格列汀，诺华开发了CAR-T疗法 Kymriah来治疗 B 细胞急性淋巴细胞白血病。

以下文章来源于药研网 ，作者豆芽