朝氣蓬勃的千億新賽道

沒有人會想到，30年前的一次偶然，成就了今天的千億大產業。

它就是合成生物。

把時間撥回當年，在地中海小城聖波拉的海灘上，年輕的生物學在讀博士弗朗西斯科·莫吉卡在不停地收集古細菌，他想弄清楚的是，這些古細菌的DNA序列裏，爲什么存在許多有規律的重復片段，而且看起來很奇怪。

弗朗西斯科的猜想是，如果兩種不同的微生物裏，都有這種奇怪的序列，那就說明它大概率有某種特殊功能。這就是後來的“常間回文重復序列簇集”（Clustered Regularly Inter-Spaced Palindromic Repeats），簡稱CRISPR的來源。

2013年，一項大名鼎鼎的基因編輯技術——CRISPR-Cas9橫空出世，它直接讓人類可以任意框選想要修改的DNA序列，這項技術獲得了2020年諾貝爾化學獎。

從此，合成生物學的星辰大海开啓。

現在，它成爲A股最熱門的概念賽道之一。今天，合成生物概念繼續火熱，漲幅佔據排行榜第二位。

問題來了，還能追高嗎？

01 什么是合成生物？

最通俗的解釋，合成生物學是利用經過工程化的生物（比如各種細菌），來生產各種我們想要的東西。

這些產品範圍很大，涵蓋了大部分我們日常生活所能接觸到的商品，比如燃料、塑料、尼龍之類的化工產品，還有胰島素等藥品，手機、電視的柔性屏材料等等。

麥肯錫就做過預測，全球70%的產品可以用生物法生產。

別看一個簡單的合成生產法，它能夠產生的效用非常大。

同樣是麥肯錫的數據，預計到2025年，合成生物學與生物制造的經濟影響，將達到1000億美元，同時預計未來全球物質投入中的60%可以通過生物制造方式生產。預計到2030-2040年，合成生物學每年帶來的經濟影響將達到1.8至3.6萬億美元。在未來10-20年內，合成生物學的應用將緩解全球疾病總負擔的1-3%，每年在醫藥健康方面潛在影響達到0.5至1.2萬億美元，最終可解決全球疾病總負擔的45%。

除了在醫藥健康方面的影響，合成生物學還有一個重要的影響，那就是碳中和。

能源轉型和氣候變化是本世紀人類面臨的全球性問題，而這兩者都與二氧化碳的排放和利用息息相關。

基於合成生物學的生物制造具有易於大規模生產、條件溫和、選擇性好、環境友好等優點，其使用的底物原料通常爲澱粉及其他含糖物質，減少化石能源的使用。此外，近年來基於木質纖維素等生物質的生物制造和基於二氧化碳的生物制造也在探索中不斷發展，並取得了一定進展。

根據WHO及中科院天津工業生物技術研究所統計，目前生物制造產品平均節能減排30％~50％，未來潛力將達到50％~70％，在碳達峰、碳中和的背景下，基於合成生物學的生物制造在工業、能源、農業等衆多領域具有巨大發展潛力。

說得這么神奇，那合成生物具體的市場規模有多大？

根據CB Insights分析數據，2019年全球合成生物學市場規模爲53億美元。預計到2024年，全球合成生物學市場規模將達到189億美元，2019年至2024年復合增長率（CAGR）爲28.8%，同時根據Markets and Markets數據，預計全球合成生物學市場規模將從2021年的95億美元達到2026年的307億美元，CAGR達到26.5%。

從增速上看，這確實是一個欣欣向榮的產業。

02 具體的投資方向？

從產業鏈結構上看，合成生物學的上遊是底層技術、中遊是平台，下遊則是終端產品。

具體地看，上遊主要爲提供DNA合成、基因編輯等底層技術的公司；中遊是以菌株改造及自動化平台爲核心的平台型公司，通過整合相應技術提供高效且可復用的技術平台；下遊爲利用合成生物學技術生產各領域所需產品的產品型公司。

上遊方面，比較值得關注的是DNA合成公司，因爲它是合成生物學最底層的技術，也是最有希望受益於合成生物學行業發展帶來的需求提升。未來芯片法及酶法的發展將爲合成生物學領域提供更有力的工具。

中遊方面，重點關注平台型公司，因爲這是提升行業效率的關鍵環節。平台型公司通過對底層技術進行整合，針對合成生物學研究的各個環節搭建高效且可復用的技術平台，從而爲各行業的合成生物學公司提供技術支持和服務，提升合成生物學行業效率。

目前平台型公司針對的環節包括DNA設計、菌株構建、菌株篩選等，並結合自動化、高通量、機器學習及深度學習等技術來提升相應環節效率。

作爲產業鏈的中間環節，平台型公司最常見的商業模式即接受委托向下遊公司提供技術服務獲得收入。此外，在客戶需要時，部分平台型公司也會選擇與客戶共同研發技術或產品並共享收益。

近年來在平台型公司的發展趨勢中，一個值得注意的變化是許多平台型公司开始向下遊延伸，對終端產品進行布局，利用自己高效且可復用的技術平台加速終端產品开發速度，這個趨勢也非常值得關注。

至於下遊，則是產品型公司，這是合成生物學落地關鍵環節，在工業生產及醫藥等領域進展較快。產品型公司處於合成生物學產業鏈下遊，直接面向各個終端領域進行生產。目前，在醫藥、工業、能源、食品、農業、消費等多個領域均已有相應合成生物學產品型公司出現。對於進展最快的工業生產領域，從行業難點角度出發，應重點關注選品合理（市場空間大、高附加值、需求剛性、符合碳中和等）、具有規模化生產能力的公司，部分積極布局或轉型的公司也值得關注。

同時，關注下遊的投資者還有一個任務，就是要持續跟進醫學應用臨牀進展。因爲對於將合成生物學應用於醫療領域的企業而言，人工基因线路等療法體內外功能可能不一致，在進入人體之後並不一定可以按照預期發揮作用，因此在設計合成生物學系統時要充分考慮宿主細胞、表達系統、基因线路控制、系統魯棒性等因素，來提升合成生物學療法的可控性和針對性，而這些設計需要通過臨牀來對其效果進行檢驗。

在這些方面，國內國外都有相應的標的公司，選擇性都比較廣。

03 風險大不大？

雖然市場炒作很熱，但合成生物學仍然處於發展的早期，概念性比較足，但如果要求業績兌現，則相對弱。

這是概念炒作的通病，合成生物學也躲不過。

更重要的是，從過去的案例看，合成生物學的風險同樣不低，這裏不得不提兩家公司的教訓。

第一個是Amyris公司，它的想法非常有顛覆性，旨在利用基因工程細菌將糖轉化爲石油，這一創新嘗試選在巴西進行，得益於當地豐富的甘蔗資源。公司早期在生產青蒿素上取得成功，隨後將目光投向生物燃料。

Amyris的目標是設計一種細菌，將甘蔗汁轉化爲金合歡烯，再通過氫化過程制成與柴油特性相似的燃料，且燃燒過程環保。這項技術獲得了蓋茨基金會的支持，並吸引了硅谷風投的關注。2010年，Amyris成功上市，風頭一時無兩。

然而，從實驗室到工業規模生產的轉變充滿挑战。Amyris在巴西建立了工廠，但量產過程中遇到酵母細胞死亡和轉化率不足的問題。

盡管Amyris的生物燃料在技術上可行，但2011年後，美國頁巖油革命，油價下降，對比之下，生物燃料的高成本，使其商業化之路變得艱難。最終，公司未能實現產量目標，導致巨額虧損和股價大跌。

在Amyris遭遇挑战的同時，CRISPR-Cas9基因編輯技術的問世爲合成生物學帶來了革命性的變化。這項技術簡化了基因編輯過程，降低了成本，促進了合成生物學的發展。於是催生了合成生物學公司如Zymergen和Ginkgo，他們採取了平台模式，提供生物制造和DNA代碼庫服務，以支持各行各業的客戶开發具有目標特性的微生物。Ginkgo專注於平台建設，而Zymergen嘗試向產品端延伸。

Zymergen开發了多款產品，包括用於折疊屏手機的光學薄膜Hyaline。盡管在設計和微生物創造上取得進展，但在規模化生產上遇到難題，最終產品未能達到預期，導致公司股價大跌。

Amyris和Zymergen的經歷表明，技術創新並不直接等同於商業成功。合成生物學領域的公司需要在技術突破、市場需求、成本控制和規模化生產等方面找到平衡點。