合成生物学十问

合成生物学十问

首页休闲益智合成动物更新时间:2024-04-29

长期来看,一定是平台型的公司会走的更远,也有机会变成一个大市值的公司。

Q:合成生物学概念和行业的技术壁垒?

A:广义的提法是用微生物去生产化合物,有些算酶工程的范畴。合成生物学真正底层逻辑来自于方法论和工具包的革新,随着测序技术、分子生物学、基因编辑等等技术的发展,在这个基础上,用更加工程化的方法完成对生物系统的改造。

合成生物学的应用领域包括微生物发酵和酶工程,同时还有更广的拓展空间。

合成生物学的底层逻辑是用工程化的方法,对生物系统进行研究的能力。简单总结,就是designtobuild,buildtolearn,就是通过合成新的生物,去理解生物体的运动规律,更好的认知它,更好的利用它。

合成生物学可能发力的方向不仅仅是生物化工,但无论是发酵工程、医药,还是农业等其他的应用领域,它的核心都在于是否公司有能力研发出更新更好的技术,是否能在现有基础上建立足够的知识产权壁垒,这是我们认为合成生物学最关键的要素。当然这些壁垒必须转化成为利润率和生产力,要有好的技术、好的酶、好的生产工艺,同时这些工艺是有壁垒的,别人不能轻易仿制,无论通过knowhow,还是通过专利保护,都有一定的保护性。

Q:合成生物学和转基因的关系?

A:转基因,针对棉龄虫,针对木瓜,针对自然界的病毒,做的全部都是自然界已有的特定的基因片段,去重新定向放到你要解决的问题当中去,比如放到棉花或者放到木瓜当中去,从而达到解决问题的目的。

合成生物学更多的可能从改造到创新,根据目标,摄取一种新的功能的基因片段,把它组装起来,变成一个新的物种,或者去解决一些存在的问题。

换句话说,它们的区别,转基因是在原来的基础上对某一个片段进行改造,结果还是自然界中已经存在的;合成学现在是尝试在做一些原来不存在的东西,从0-1的一种改变,本质上是对一个生命系统的设计,然后去合成或者构建它里面的元件。

基因科学和合成生物学的相关性是非常强的,基因工程相当于是合成生物学的底层技术之一,无论是构建一个更优化的系统,或者造物,它最基础的还是在我们的基因设计改造,最后达到我们所需要的目的。

Q:合成生物学按照产业链来看,如何划分?

A: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。

上游-基础层,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。

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。

中游-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、GinkgoBioworks、Zymergen等海外企业,以及恩和生物(BotaBiosciences)、蓝晶微生物等国内企业。

下游-应用层,工业的能源,食品,还有消费、农业,以及医疗健康,能看到不同的应用领域。

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;

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;

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。

Q:如何看待合成生物学上下游产业链成熟度的问题?

A:是产品就看产品,是技术就看技术。因为基础层的公司,是以基础立本来建公司的,那么就要知道他的技术。

技术最后实际上要成为产品也是不容易的,一要产品必须稳定,因为范围很宽,要稳定本来就不容易;另外,他的客户要稳定也不容易。

所以基础层的公司是相当不容易,到现在为止,非常成功的基础层公司还没看到。

应用层相对来说简单,就是看产品。产品到市场上去大显身手也好,去一较高低也好,总要找到真正的使用的范围。

Q:2020年至今国内合成生物学领域的行业格局有什么变化?

A:2020年12月,工程生物产业数据分析平台EBInsights发布的《全球最值得关注的50家合成生物学企业》可以发现,其中的中国企业共有九家:杭州恩和生物(BotaBiosciences)、北京博雅基因、北京合生基因、苏州泓迅科技、上海凯赛生物、北京蓝晶微生物、南京传奇生物、深圳森瑞斯生物、深圳鑫飞生物。

首先,数量大幅度提升,之前只有九家,现在不低于几十家;

第二,涉及的领域和范围更广,有做基础层研究的,也有做应用层面研究的;

第三,参与者也多元化,最早很多的合成生物学的参与者更多是偏生物,或者偏化学,或者偏原来发酵工程过来的,现在从计算机AI角度去做合成生物学的也有;

第四,这两年出来做合成生物学科学家多了,过去很多工业级,现在更多的科学家在下场做合成生物学的事情。

比较有挑战的地方,还是下游的品类数量比较少,比较集中在少数品类上,应用方向还在寻找突破口。

Q:合成生物学主要是增量市场,还是存量市场?

A:合成生物学更多的做的增量市场。但会在存量的基础上先发力,最后应用到增量市场。

举个例子,比如说像华熙生物的玻尿酸,最初从动物当中提取,成本很高,而且还有动物病毒污染的风险,应用场景非常受限。现在它把成本降到了原来的几十分之一,产能提高了很多,又规避了动物风险的问题,还拿到了食品审批证,可以做保健品,玻尿酸市场就增加了非常多。

比如说合成生物学在mRNA疫苗中的应用,比如说Pfizer(辉瑞)做的mRNA疫苗,其中用到mRNA表达体系,它表达的几个元件排列组合等等,都是由Ginkgo来优化获得的。

像这样全新的应用领域,包括还有Ginkgo孵化的人造肉、微生物检测等都可以给市场带来非常大的增量。

Q:现在合成生物学中有潜力的品种多吗?对于后来追这些大单品压力会有哪些?

A:潜力品种,在化工领域、医药,其实都有非常多的产品,市场体量很大,未来是可以被合成生物学的技术优化替代的。

还有一些小品类的产品通过合成生物学技术改造以后,又可以做出增量来,甚至很大的增量。

对于很多企业来说,面临选品的一个难点,在于说有一些大宗的产品,面临不同工艺的竞争,甚至未来还会面生物技术企业的竞争。这要做大量的优化,从菌株到生产工艺,一直到原料的供应链等等,都需要做优化。

做利润空间很大的产品,投产会比较快,但是市场体量比较小(因为比较贵)。

做大品类不需要那么大的投入,就可以看到结果,所以可以更容易的试错。

做小品类,由于产品的研发迭代周期可以变短,成本更低,可以更多、广泛的试错。甚至每一个产品都做得很成功。比如说像DSN,银创,还有韩国的企业,也是小品类做的很精,小品类多做几个,市场的规模也可以很大。

这两条路线都是可行的,关键是解决产品从选择到研发,到落地放大生产过程当中的效率。

第二个问题,对于一些企业追赶别人已经做了,做到一定体量,一定成本结构,新来者切入这个市场会有多大的壁垒,在知识产权,在knowhow,在传统的资本产能和渠道方面都会有一些壁垒。

Q:生产制造上相比传统工艺的优点和规模化生产的挑战?

A:合成生物学的优势在于可以研发出更多、更新、更好的生物系统,来进行不同领域的应用。在化工领域,它直接应用的就是生物化工,可以提高准入的性能,做出新的产品,使它适应生产当中的一些要求。

挑战1是发酵放大。无论是合成生物技术,还是别的传统的技术,像诱变筛选得到的菌株,无论怎么得到,都会面临在发酵放大的时候遇到的一些困难。挑战一直有,但可以通过一些成熟的发酵罐的物理模型,通过一些新的技术手段的应用来规避或者加速。

挑战2是人才供给断档。发酵工程虽然传统,但是中间由于不能发更高水平的文章,所以各个高校在这个方面的科研关注度会有所下降,人才培养就变少。美国现在已经是这个状态,国内现在也有这样一个非常明显的趋势。

Q:前期投入有哪些,整个研发周期多久?

A:首先说放大生产,再往上要进行中试、小试,再往上是生物系统的改造和优化。

放大生产好的企业几个月可以得到不错的结果,尤其产品利润空间比较大,余度比较大,会落地比较快。慢的话可能折腾几年都没有结果,这一点很考验企业的实力和执行的科学性。我觉得至少平均预留一年左右的时间,去留一些容错的空间。

前期,生物系统设计、产品选定、选择生产途径、找到相应的基因,实现0-0.1的生产。

在这个基础上,再调整、优化,使它从0.1到1,之后我们对整个菌株周边的路径、功能、供底物、供辅助因子的一些环节进行大规模的代谢改造,这个过程做得快的,6-12个月。

做的慢的,难一点的产品但有比较优秀的研发体系的大概两三年;

像Amyris,因为选品比较难,要求比较高,所以优化周期相对长一些。但是在这样的情况下,他们用比较快的效率,大概两三年,甚至一两年,就可以做出一个产品来。

在过去如果我们用非常传统的代谢工程的手段,或者说传统的一些酶工程,甚至更加传统的诱变筛选的手段,一个产品少则三五年,多则十多年。像凯赛长链二元酸产品,原来在中科院微生物所,最早用诱变筛选的手段进行优化的时候,前后历时十几年的时间,Amyris做的最初的青蒿素的生产工艺,从检出研发到落地生产,也经历了十多年的时间。更何况到今天也没有真正完成一个完整的市场化的链路。

总体而言,一个研发周期已经从最初的十几年进步到了现在的两三年。

Q:目前平台型,产品型,各种类型的合成生物公司,未来谁会更适合中国市场?

A:短期来讲,三五年来看,能胜出的,或者能够发展非常好的可能就是应用层的公司、产品型的公司,因为它很容易起量。

但长期来看,它就变成一个无源之水,一个品类做好了,那下一个品类怎么出来呢?

还得靠上游,靠平台型公司能够不断的给你提供新的东西出来才可以;

所以长期来看,一定是平台型的公司会走的更远,也有机会变成一个大市值的公司。

特别提醒:本文为投资逻辑分享,不构成投资建议。

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