核心观点
■下游应用领域宽广，需求不断扩张
合成生物学覆盖范围广阔，从应用领域来看，其所涉及的领域主要涵盖生物制药、生物化工、生物材料、食品行业、酶制剂、生物燃料。其中，生物制药包含细胞与基因治疗、重组蛋白、抗体药、疫苗、抗生素、天然产物等领域；生物化工代表品种包含丁二醇、丁二酸等大宗化合物；生物材料领域近年来可降解材料如PHA材料快速发展；食品领域如氨基酸、有机酸、新原料和添加剂、人造蛋白、微生物油脂等；酶制剂主要包括工业酶、饲料酶、科研试剂等；生物燃料以生物乙醇、生物柴油为代表。
■合成生物学产业多点开花，产业化品种络绎不绝
根据《合成生物制造进展》、《合成生物制造2022》中的研究数据，目前，氨基酸、有机酸发酵水平可达到几百g/L的水平，部分维生素品种生物制造法逐步替代化学合成，生物基材料PHA为近年来的热门赛道之一，芳香类医药、食品原料通过大肠杆菌底盘可实现几十到几百g/L的发酵水平，众多小分子医药中间体的手性结构可通过酶催化实现生物制造替代化学合成，天然产物领域如紫杉醇、虾青素、萜类化合物等由几g/L向几十g/L的制造水平突破，新食品原料如微生物油脂、人造肉、微生物蛋白等已走向市场。
■选品视野和产业化能力是合成生物学公司核心竞争力
目前合成生物学公司仍面临较大的内外部竞争压力，考验公司立项的前瞻性视野尤为关键，对于产品的市场前景(景气度、成熟度)、可替代性(成本、环保)、产业放大难度(早期菌株选择、后期纯化量产)等方面的判断是决定合成生物学公司未来发展的核心。目前来看，合成生物学选品主要集中在化工能源、医药、食品领域，未来随着与计算机科学的深入交叉研究，合成生物学有望创造新需求。建议重点跟踪企业早期项目布局及进展，同时关注上市后产品验证情况。
风险
产业化进度不及预期风险；基因工程产品商业化的法规风险；选品壁垒较低导致行业竞争加剧及商业化不及预期的风险。
一、高速成长中的合成生物学产业：技术优势显著,多重因素推动行业发展
1.1引领第三次生物技术革命，相比化学合成及传统发酵优势明显
合成生物学从技术探索走向生产应用，从公斤级向吨级规划化生产突破，产品领域从基础化工产品到中高分子量的胶原蛋白等，规模化量产与经济效益均已实现。工业化应用实现了从无到有，从稀到多，从贵到廉的突破，由此催生新市场，如保健食品，医美等新应用，另一方面凭借低成本，高质量，绿色环保等优势，替代传统高耗能、高污染工艺，革新原有的产业格局。
合成生物学相比传统化学合成、生物发酵具备明显优势，主要表现为产品成本低、应用场景多、对环境污染较小等；与传统发酵技术相比，基于微生物细胞工厂(MCFs)理性设计策略的合成生物学技术效率显然更高。相关案例如下：1)生物合成更擅长于制造复杂分子，如复杂官能团、杂原子、手性特异性等。以青蒿素生产为例，根据国家发改委数据，使用可控的100立方米工业发酵罐，可以替代5万亩的传统农业种植生产青蒿素，显著降低生产成本。2)生物合成在部分领域具有成本优势，如维生素E、甜菊糖苷以及凯赛的尼龙56等。3)生物和成的生产方式能够显著降低碳排放，PHA能够把全生命周期碳排放降低90%,一根PHA吸管比PP吸管碳排放低180g。合成生物学的核心在于经改造的底盘细胞通过其自身代谢，表达植入的特定基因从而获得目标产品，因此选择合适的底盘细胞并通过基因线路设计获得正确的代谢途径至关重要。随着代谢科学的不断发展，结合量子化学计算、AI辅助分子设计等技术通过对底盘细胞的“设计-构建-测试-学习”(DBTL)循环改进，实现对生物性状的定向构建与优化，满足产业化应用。设计阶段重点在于基因测序并根据基因测序和现有模型数据进行遗传代谢途径设计；构建阶段主要是用CRISPR等技术对细菌或真菌的DNA进行定制；测试阶段采用高通量技术“酿造”特定细胞并进行测试筛选；学习阶段则通过机器学习(ML)或人工智能(AI)来进行数据收集完善数据模型，并进入下一轮数据迭代。
1.2中国合成生物学产业政策
2011年我国发布《“十二五”生物技术发展规划》,把与合成生物学有密切关系的“工业生物科学”列入前瞻性基础研究领域。此后相继发布多项与合成生物学相关的政策，其中，2022年《“十四五”生物经济发展规划》首次提出我国生物经济五年规划，明确提出要有序发展全基因组选择、系统生物学、合成生物学、人工智能等生物育种技术，发展合成生物学技术。
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