生物制造究竟卡在哪了？合成生物学的“规模-成本”悖论

自1982年由转基因细菌产生的胰岛素首次批准以来，由微生物，动物或植物细胞生产的“生物制造”市场迅速增长。

但在制药以外的领域，包括合成生物学在内的生物制造技术只在酶、香料、食品和饲料补充剂方面创造了利润市场。

Synonym和波士顿咨询集团的相关报告都提出，合成生物学当前的商业模式限定在高利润、低产量、对成本敏感度低的产品上。

为何生物制造的创新产品，难以与来自传统石化、工业或畜牧业的低利润、大批量产品竞争？

其中存在着一种“规模-成本”的悖论。

先有鸡还是先有蛋

合成生物学发展至今，一直在进行扩大规模化的尝试。

在某些情况下，生物合成产物的单位经济效益已经能与现有工具相媲美，但这一切的前提是公司能够大规模运营。

合成生物学大会主办方SynBioBeta的创始人Joshua Lachter提出了合成生物初创公司面临的“规模-成本悖论”说。

初创合成生物学企业往往缺乏规模优势，所以很难为大规模生产提供资金，在资金短缺的情况下，他们被迫进行小规模生产。

结果成本居高不下，进而无法证明合成生物学的产品有坚实的市场需求。

简而言之，这是典型的先有鸡还是先有蛋的问题。

合成生物初创公司New Culture观察到，企业创始人必须让投资者相信合成生物学的技术风险很低，市场机会非常高，才能谋求到工业端的融资机会。

因此在当前环境下，资本更青睐于让初创企业与CMO（合同制造组织）合作，必须先开发和优化流程后，然后才能考虑建立自己的设施或工厂。

2024 年将是一场大洗牌

根据 SynBioBeta和Futurity Systems的最新行业报告。

2023 年合成生物学初创公司吸引了 69 亿美元的投资资本，与 2022 年相比下降了31%，反映了多个行业经历的下降趋势。

John Cumbers指出今年下半年的融资情况依然不容乐观，建议企业做好2024年将是一场大洗牌的相应准备。

具体来看，其中又以工业建设环节的合成生物学企业中期融资最为困难。

投资者表示，风险投资公司更愿意关注上游、生物过程等，因此在迈入工业制造这个紧要关头寻找资金来源始终是一个挑战。

投资咨询公司BERA的合伙人Zak Weston补充道：

“我们从根本上缺少一个资产类别，因为风险投资虽然非常适合承担早期风险，但它并不适合设施建设中的企业。”

特别是对于第一次迈入规模化的合成生物学企业，中期阶段反而是最需要资金的。

在早期阶段，企业可以谋求有风险投资，一旦公司成熟，股权和债务方面都有很多选择，但在中间，合成生物学企业步履维艰。

在投资者看来，为企业提供可用于扩大生产规模的资金，让企业能顺利获得商业合同并真正扩大规模，这正是政府需要开始发挥作用的地方。

技术创新能否改变现状？

除了寻求外部资本，合成生物学初创企业也在积极探索更具经济效益的创新技术。

比如循环工艺，这些工艺能利用来自多个行业的副产品转化为可持续的原料。

不再依靠玉米或葡萄糖来为每一个发酵过程提供燃料，而是寻求利用非常规原料，其中包括来自废弃工业气体的二氧化碳、甲烷或者甘蔗渣和玉米秸秆等农业副产品。

然而仅靠产能并不能解决合成生物学当下单位成本高昂的核心问题。

想要实现经济可行性，需要生物制造方面的技术进步，未来的生物制造，应该更接近一条装配线。

例如合成生物学初创公司Wild Microbes就正在研究驯化野生微生物。

相较于当下为生物制造提供动力的少数微生物主力，这些野生微生物可能更适合表达某些蛋白质或利用替代原料。

与此同时，丹麦合成生物学企业Enduro Genetics另辟蹊径地想要去“欺骗”细胞，让细胞认为自己必须产生目标物质才能生存。

因为在任何生物反应器中，只有一定比例的细胞实际上在产生被编程表达的产物，而其余的基本上是贪吃者，消耗有价值的原料而不产生任何有用的东西。

该公司观察到，在生物反应器中只有15-20%的细胞负责生产目标产品，并且经过60-80代后，这些细胞可能完全失去生产能力。

因为在每一代，都有突变个体会思考，如果扔掉这个β-乳球蛋白生产基因，我可以长得更快，它们会逐渐增多，并最终接管生物反应器。

该公司提出一种运用遗传生物传感器或启动子的解决方案，它与细胞中的必需基因偶联，这意味着只有产生靶物质的细胞才能生长或增殖。

Enduro声称可以通过“让细胞上瘾于高产量”来显著提高生物制造产量并防止大规模产量下降。

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