每一次生物科学革命的发生，都会给相关行业带来巨大改变。

迄今为止，生命科学领域经历过三次重大革命：第一次是DNA双螺旋结构的发现，改变了人们对于遗传物质的认识；第二次是人类基因组计划，进一步解开人类生命密码；第三次是由合成生物学引领，其带来的影响对医疗健康、化工、农业等各个行业都具有深远性。

正因如此，合成生物学成为近年来备受高瓴、红杉等知名资本追捧的热门领域。

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合成生物学市场潜力巨大

合成生物学具备的强科技属性、高壁垒，让行业呈现出巨大的市场前景。据CB Insights预测，2019年全球合成生物学市场规模约为53亿美元，到2024年将以28.8%的年均复合增速扩容至约189亿美元。

另外，在中国，据智研咨询数据显示，2021年中国合成生物学市场规模约为64.16亿美元，较2020年增加39.38亿美元，同比增长高达159%。而且，一级市场投融资数量从2020年的6起大幅上升至16起，投融资金额达到22.95亿元。

例如，蓝晶微生物自2016年成立以来就已获得10轮融资，合计融资金额超过20亿元，投资方包括高瓴资本、碧桂园创投等；弈柯莱生物也完成了5轮融资，合计金额超过4亿元。

二级市场中，涉及合成生物学的华恒生物、巨子生物、凯赛生物，也获得了资本市场的青睐。

例如，华恒生物股价自2021年4月上市以来就一直保持上升态势，如今总市值已从38亿元上涨至179亿元；以合成生物学为基础的重组胶原蛋白龙头巨子生物，成功于2022年11月在港交所挂牌上市，如今总市值已飙升到446亿港元；全球长链二元酸龙头凯赛生物总市值更是一度“狂飙”至约800亿元。

合成生物学之所以会掀起投融资热潮，就在于颠覆性的生产方式，能对生物体进行有目标的设计、改造、重新合成，并创造可预知、可再生、功能明确的生物“机器”有机体，服务于人类社会。

一方面，合成生物学融合了包括生命科学、工程学和信息科学等在内的诸多学科，能广泛应用于诸多领域；另一方面，合成生物学的发展是基于DNA合成和基因组编辑这两大核心颠覆性使能技术，能实现通过编写DNA来指导有机体按照设计的规范产生反应的目标。

例如，合成生物学可以通过改变生物体（活细胞）的DNA来实现治疗疾病、感知环境中的有毒化合物以及生产有价值的药物等。

合成生物学的“革命性”还体现在，能减小工业生产对自然资源、环境条件的依赖，提高经济产出。

过去，工业化学品的生产制造是基于化学合成技术，但由于使用的反应原料多以石油化工等不可再生资源为原料，对生态环境影响大。

而合成生物制造是利用糖、淀粉、纤维素、二氧化碳等可再生碳资源源进行有机化合物的生产，不仅清洁、可再生，还具备高效等特点，极大地减少了工业经济对生态环境的影响。据统计，目前生物制造产品平均节能减排30%-50%，未来有望达到50%-70%，同时减少环境影响20%-60%。

另外，合成生物制造还能降低产品生产成本、提升产品品质，大大提升了产业竞争力。例如，明星降糖药物西格列汀采用生物合成方法实现的产品总得率和生产效率均显著高于化学合成方法。

正是凭借底层技术的支持以及诸多优势，合成生物学赛道拥有巨大的市场潜力。

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合成生物学产业链：

分析产业链，可以更好地了解行业，知悉各个行业在产业链中的环节。

从产业链角度看，可以将合成生物学划分为上游、中游和下游三个部分。其中，上游和中游归类为基础层，下游为应用层。

来源：跃为资本，头豹研究院，东吴证券研究所

合成生物学的上游为使能技术公司，能为产业提供DNA/RNA合成、测序与组学，以及数据相关的技术、产品和服务，典型代表公司包括Benchling、Synthace等，均有开发软件产品以加速新型生物或基因产品生产。

目前，国内也有一些企业掌握DNA/RNA合成、基因编辑、测序与组学等技术。

例如，迪赢生物是目前唯一能在国内商业化完成超高通量新一代DNA合成的企业，博雅辑因打造了以基因编辑为基础的四大技术平台，弈柯莱生物建立了规模庞大的生物资源工程库平台，华大智造是全球三家具有自主研发并量产临床级高通量基因测序仪能力的企业之一。

合成生物学的中游为平台类公司，掌握着物体设计和多功能、自动化“生物制造平台”，而且具备“全链条生产”能力，能够打通上游核心技术与下游市场应用，适配不同领域的需求提供服务，代表性公司包括Amyris、Ginkgo Bioworks、Zymergen等海外企业，以及恩和生物(Bota Biosciences)、蓝晶微生物等国内企业。

据资料介绍，Bota Biosciences是一家合成生物技术平台，以计算为基础搭建酶工程、菌株工程和发酵工艺工程平台，涵盖生物催化、生物转化和生物全合成三大技术路径，为化工、食品、制药和农业等多种产业提供关键技术解决方案，于2021年7月获得了由红杉中国领投的超1亿美元B轮融资。

合成生物学的下游为产品/应用类公司，利用合成生物底层技术开发产品，并应用于医疗保健、工业化学品、食品、农业等多种领域，代表性公司包括凯赛生物、华恒生物、合生基因。

凯赛生物能实现生物法制造系列长链二元酸并大规模产业化，是长链二元酸全球最大供应商，2021年实现总营收21.97亿元，同比增长46.77%，归母净利润6.08亿元，同比增长32.82%。2022年上半年，公司长链二元酸系列产品实现收入10.8亿元，占公司总营收的比重达83.8%。

华恒生物能通过生物制造方式规模化生产L-丙氨酸等氨基酸产品，2021年实现总营收9.54亿元，同比增长95.81%，归母净利润1.68亿元，同比增长38.92%。2022年上半年，公司氨基酸产品实现收入8.06亿元，总营收占比达到84.46%。

合生基因搭建了智能靶向肿瘤基因治疗药物平台、基因治疗药物工艺开发平台等，由其基于国内原创的合成生物技术开发的全球首款基因治疗创新药SynOV1.1，于2020年11月获得美国FDA临床试验许可，用于治疗包括中晚期肝癌在内的甲胎蛋白(AFP)阳性实体瘤。

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医疗健康、化工、农业…

合成生物学之所以能引领第三次生命科学革命，与其具有丰富的应用领域不无关系。

合成生物学不仅给医疗健康行业带来重大影响，还包括工业化学品、农业、消费品等多种领域。其中，医疗健康和工业化学品是最为重要的两大应用领域，2019年市场结构占比分别达到40%、21%；而CB insights预测，到2024年食品饮料、农业等领域占比分别提升至14%和12%，医疗健康和工业化学品占比预计分别为26%和20%。

在医疗健康领域，目前已经运用合成生物学实现了载体筛查、无创DNA产前检测(NIPT)、液体活检等。

以往，在临床上检查肿瘤，需要对患者肿瘤进行病理切片检查，这种有创检测对医生的操作和取样要求极高。

如今，在下一代DNA测序（NGS，也称为高通量测序）和合成生物学等技术融合下，已能通过无创液体活检（非侵入性血液测试）实现癌症早筛和无创产前诊断（通过对母体外周血血浆中游离的DNA片段进行测序，筛查胎儿是否患有唐氏综合征等先天性遗传性疾病）。

展望未来，合成生物学还有望帮助CAR-T细胞治疗攻克实体肿瘤、通过基因驱动减少病媒传播疾病，甚至实现器官移植等。

在农业领域，已经能将合成生物学应用于辅助标记育种（用于食品的农作物和动物），实现对植物品种进行定向改良、缩短育种年限，或者提高光合作用效率、增加农业产量，以及提高作物抗旱性、改良农业土壤等。

在食品领域，还能借助合成生物学利用微生物产生特定的食物分子，生产动物性食品、“人造”食品（如人造蛋白、人造肉）等，或者开发出高附加值的营养活性物质，包括甜叶菊、赤藓糖醇等。

不难看出，如今合成生物学已经涉及到人类生活的衣食住行方方面面当中。

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资本必抢风口

总结来看，在DNA合成、基因编辑等颠覆性使能技术的支撑下，合成生物学得以实现快速发展，而且应用领域非常广泛，给各行各业都带来了巨大的影响。

正是基于巨大的市场潜力和成长前景，使得合成生物学赛道在一级、二级市场都掀起了投融资热潮，成为资本必抢风口。

2.《医药行业合成生物学深度报告：合聚万物，成致未来》，东吴证券

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