合成生物學(xué)打造產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢 開啟新一輪產(chǎn)業(yè)革命！
現(xiàn)如今，生命科學(xué)已經(jīng)進(jìn)入了一個重大質(zhì)變的關(guān)口，而合成生物學(xué)這門新興的學(xué)科已經(jīng)開始向醫(yī)藥健康、環(huán)境等各個領(lǐng)域有了不同程度的滲透。合成生物學(xué)并不是一門純粹的應(yīng)用學(xué)科，它實(shí)際上可以對重大的科學(xué)問題、科學(xué)難題提供新的研究手段，同時它可以革新和顛覆傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)。專家認(rèn)為，今后的合成生物學(xué)“會帶動傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)向高端產(chǎn)業(yè)升級、轉(zhuǎn)型。”
以青蒿素為例，中國科學(xué)家屠呦呦因發(fā)現(xiàn)青蒿素獲得2015年度諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。青蒿素原來是從黃花蒿里面通過較為傳統(tǒng)的人工方法提取的，產(chǎn)量低下，成本也比較高。后來利用合成生物學(xué)技術(shù)，通過兩種酵母來生產(chǎn)青蒿素，大大擴(kuò)張了產(chǎn)能，極大地補(bǔ)足了靠天然原料遠(yuǎn)不能滿足的全世界抗瘧劑的需求。
合成生物學(xué)技術(shù)的廣闊前景使得近年來在國內(nèi)外都掀起了一股創(chuàng)業(yè)和投資熱潮。國內(nèi)在合成生物學(xué)領(lǐng)域的起步比國際上晚了10多年，但在近10年的時間里，合成生物學(xué)領(lǐng)域取得了很大的進(jìn)展，中國在其中扮演了重要角色。在這之中，我們見證到了一批優(yōu)秀企業(yè)的崛起，也注意到了一批擁有潛力的企業(yè)正在成長，而我們的投資機(jī)會就孕育在其中。
一、合成生物學(xué)領(lǐng)域總體投資趨勢
2021年12月，合成生物學(xué)創(chuàng)新平臺（Synbiobeta）發(fā)布合成生物學(xué)領(lǐng)域2021年第三季度風(fēng)險投資報告。報告指出，合成生物學(xué)初創(chuàng)企業(yè)在第三季度投融資金額高達(dá)61億美元，比先前的紀(jì)錄高出33%。2021年的前三個季度，合成生物學(xué)初創(chuàng)公司獲得的投資總額已經(jīng)達(dá)到150億美元。
圖表1：合成生物學(xué)總體投資趨勢（2009-2021Q3）
2021年第三季度的交易數(shù)量也創(chuàng)下紀(jì)錄，總共為73筆，平均交易規(guī)模同期相比有所下降，為8360萬美元。2021年合成生物學(xué)領(lǐng)域初創(chuàng)企業(yè)投資額或?qū)⑦_(dá)到2009-2020年的總和（約215億美元）。
圖表2：合成生物學(xué)領(lǐng)域平均交易額度和交易數(shù)量（2009-2021Q3）
2021年第三季度獲得投融資前十的企業(yè)包括：Laronde、PivotBio、Solugen、PerfectDay、 Nature'sFynd、CaribouBiosciences、Spiber、SonomaBiotherapeutics、NotCo和Icosavax，獲得的投資金額從2.09億美元到4.4億美元不等（圖3）。
圖表3：2021Q1-Q3獲得投資金額排名前十企業(yè)
從合成生物學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域來看，健康和醫(yī)藥領(lǐng)域的增長速度繼續(xù)大大超過其他所有領(lǐng)域。2021年第三季度，健康和醫(yī)藥領(lǐng)域有28筆交易共獲得27億美元；2021年前三季度，共有64筆交易，總額度為達(dá)到67億美元。食品和營養(yǎng)領(lǐng)域位列第二，在第三季度籌集到12億美元，2021年前三季度的總額為23億美元。農(nóng)業(yè)和能源/環(huán)境也有很大的發(fā)展空間，分別籌集了5.92億美元和3.93億美元。
圖表4：2021Q1-Q3合成生物學(xué)不同領(lǐng)域的投資情況
圖表5：2021Q1-Q3合成生物學(xué)不同領(lǐng)域的交易數(shù)量統(tǒng)計
二、合成生物學(xué)堆棧
在前三季度籌集的150億美元中，應(yīng)用領(lǐng)域占110多億美元，在合成生物學(xué)“堆棧”框架（SyntheticBiology Stack）中占壓倒性優(yōu)勢。應(yīng)用領(lǐng)域包括醫(yī)藥、食品、化學(xué)品等終端產(chǎn)品，在以往的投融資中，這些產(chǎn)品都還未上市，因此該類別也相對較小。目前，在它們進(jìn)入市場后獲得約87%的投資。下面將重點(diǎn)分析除應(yīng)用領(lǐng)域之外的合成生物學(xué)技術(shù)和平臺方面的投融資情況。
圖表6：合成生物學(xué)堆棧分類投資
2021年7月，CyrusBiotechnology公司（屬于生物CAD軟件類別）籌集了1590萬美元，作為B輪融資的組成部分（截至2021第四季度，該輪融資已擴(kuò)大至1800萬美元）。該公司使用Rosetta分子建模和設(shè)計工具進(jìn)行蛋白質(zhì)工程與結(jié)構(gòu)預(yù)測。
在云實(shí)驗(yàn)室/自動化和硬件領(lǐng)域，有6家公司籌集了至少2.5億美元。主要由實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人制造商OpenTrons主導(dǎo)，該公司獲得了2億美元的C輪融資。A-Alpha生物和納米細(xì)胞生物醫(yī)學(xué)公司籌集了2000萬美元用于細(xì)胞分析，Aromyx's食品科學(xué)設(shè)備公司獲得了1000萬美元的融資。此外，Strateos和Indee實(shí)驗(yàn)室也在第三季度籌集到一定規(guī)模的資金。
圖表7：2021Q1-Q3合成生物學(xué)堆棧分類投資額度（應(yīng)用除外）
圖表8：2021Q1-Q3合成生物學(xué)堆棧分類投資交易數(shù)量
基因/基因組合成與測序領(lǐng)域主要是用于研究，Touchlight籌資5000萬美元，MolecularAssemblies融資2000萬美元，OriCiroGenomics在B輪融資中獲得730萬美元。Catalog利用合成DNA作為數(shù)據(jù)儲存介質(zhì)，籌集了3500萬美元的B輪融資。
工程平臺包括了基因組、蛋白質(zhì)和生物體工程等。細(xì)胞療法開發(fā)商CaribouBiosciences在IPO中籌集3.04億美元，其同行Kytopen在A輪融資中也獲得3000萬美元。BotaBio在B輪融資中獲得1億美元用于投資高性能工業(yè)化學(xué)品的生物替代品。蛋白質(zhì)工程領(lǐng)域的Protera和Allozymes公司分別籌集到1000萬美元和500萬美元。
三、從應(yīng)用到影響：再生合成生物學(xué)
合成生物學(xué)初創(chuàng)公司2021年已經(jīng)取得了令人震驚的融資金額。2021年是合成生物學(xué)領(lǐng)域從獲益前研究轉(zhuǎn)向醫(yī)藥、食品、材料和能源等有應(yīng)用前景的領(lǐng)域，未來幾年還會有更多的應(yīng)用。
合成生物學(xué)在風(fēng)險投資領(lǐng)域幾乎是獨(dú)一無二的，與游戲和娛樂、金融或廣告科技等其他領(lǐng)域不同，絕大多數(shù)合成生物公司聚焦人類健康、創(chuàng)造更可持續(xù)的食品供應(yīng)鏈、研發(fā)針對環(huán)境的可持續(xù)技術(shù)等。如果沒有這些工具和技術(shù)，政治家和企業(yè)可能無法實(shí)現(xiàn)他們提出的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。因此，首先應(yīng)該提出的是：“可持續(xù)性”到底意味著什么？
1、 合成生物學(xué)的下一步行動：超越可持續(xù)到再生
長期以來，可持續(xù)性一直是人們談?wù)摰脑掝}，但“可持續(xù)性”并不僅僅是一個雄心勃勃的目標(biāo)，合成生物學(xué)正在使可持續(xù)生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展到有利可圖的生物經(jīng)濟(jì)，或者從生態(tài)學(xué)角度來說，創(chuàng)造一個恢復(fù)性、生產(chǎn)性、再生性的生物經(jīng)濟(jì)。
2、“再生”正在從夢想走向主流
從歷史上看，工業(yè)經(jīng)濟(jì)中的大多數(shù)生態(tài)運(yùn)動多集中在生態(tài)和工業(yè)領(lǐng)域，例如，在美國環(huán)境保護(hù)署，自然資源的“保護(hù)”、自然保護(hù)區(qū)都是常態(tài)。政府承諾的可持續(xù)性，都限于未來，但這期間排放量還在不斷增加。
如何才能減少碳排放，并消除已經(jīng)排放的CO2？政府官員通常對未來和技術(shù)的看法模糊不清，因此需要讓他們意識到可擴(kuò)展性的解決方案。例如，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)是很好的起點(diǎn)，而且其本身就是全球變暖的重要因素之一。此外，現(xiàn)有技術(shù)如生物炭和免耕農(nóng)業(yè)都可以發(fā)揮積極作用。
Rodale研究所2021年4月發(fā)布的一份白皮書指出，“農(nóng)田土壤碳封存可能會封存目前每年全球溫室氣體排放量，約為520億噸CO2當(dāng)量。如果全球范圍內(nèi)的作物和牧場都實(shí)現(xiàn)范例中的封存率，再生農(nóng)業(yè)可以吸收比目前每年CO2排放量更多的CO2。如果所有全球牧場均采用再生模式管理，可能會額外增加71%的碳封存，使全球迅速進(jìn)入年度負(fù)排放的情景。”類似的方法也可以應(yīng)用在雨林和其他非農(nóng)業(yè)土地。未來或?qū)⒄业礁嗬霉I(yè)食品生產(chǎn)中的“剩余物質(zhì)”恢復(fù)熱帶森林的途徑，這將是最好的回收利用。
當(dāng)前，國際社會都在關(guān)注再生、恢復(fù)、仿生、阻止滅絕等等。聯(lián)合國宣布這是“聯(lián)合國生態(tài)恢復(fù)的十年”，旨在防止和扭轉(zhuǎn)生態(tài)系統(tǒng)的退化。“不是將自然與工業(yè)社會隔離開來，而是使自然成為工業(yè)和社會不可分割的一部分”。農(nóng)業(yè)、生態(tài)、建筑、能源、工業(yè)制造、消費(fèi)品、服務(wù)、城市規(guī)劃……未來在生物技術(shù)的幫助下，每個行業(yè)都可以再生。
3、 目前的再生設(shè)計原則
如何將再生從一個吸引人的想法轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的實(shí)踐？下面將介紹采用可持續(xù)方案的可再生設(shè)計從“不那么糟糕”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;創(chuàng)造美好”的實(shí)例。
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可再生材料→營養(yǎng)物質(zhì)
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能源中性→產(chǎn)生、儲存和重新分配能源
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不破壞環(huán)境→恢復(fù)比以前更好的環(huán)境
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對工人公平→工人成長的機(jī)會
此外，雖然并非所有的設(shè)計解決方案都是技術(shù)性的，但在某些情況下，技術(shù)可能是唯一的解決方案。例如，合成生物學(xué)公司正在創(chuàng)造的解決方案。
例1：不僅減少CO2，還將其轉(zhuǎn)化為有用的材料。
最早是2005年成立于新西蘭的LanzaTech，該公司通過細(xì)菌發(fā)酵將廢棄的CO2轉(zhuǎn)化為乙醇、可持續(xù)航空燃料或聚乙烯等工業(yè)產(chǎn)品，并與聯(lián)合利華、歐萊雅和科蒂合作，關(guān)注包裝、香水、洗衣粉和家用清潔劑領(lǐng)域；公司還以CO2為原料為服裝品公司Zara制作“黑色（碳）小禮服”。該公司的融資超過3.1億美元，投資者包括鋼鐵制造商ArcelorMittal、工業(yè)集團(tuán)三井、石油生產(chǎn)商中石化，以及制藥創(chuàng)新者諾和諾德。
Solugen于2021年剛獲得3.5億美元C輪融資。公司將生物催化和金屬催化相結(jié)合，將（植物通過捕獲空氣中的CO2而產(chǎn)生的）植物糖轉(zhuǎn)化為工業(yè)化學(xué)品。在催化劑作用下，制造過程不會像石化過程那樣污染空氣或水，并且需要的能源更少。該公司表示每年有望提取10億噸CO2。
AirProtein在2021年第一季度的A輪融資中獲得3200萬美元。AirProtein與另一家公司Kiverdi一起，正在開發(fā)吸收CO2，并將其轉(zhuǎn)化為魚飼料、土壤濃縮物、“反向塑料”和其他通常從自然界中提取的物品。
例2：不僅要保護(hù)物種和生態(tài)系統(tǒng)，還要把瀕危或滅絕的物種恢復(fù)回來。
未來的生態(tài)系統(tǒng)除了需要支持不斷增長的人口，同時還需要保護(hù)已經(jīng)瀕臨滅絕（甚至已經(jīng)滅絕）的野生動物。合成生物初創(chuàng)公司正在引領(lǐng)該方向的新發(fā)展：
數(shù)千年前，由于人類的過度捕殺，長毛猛犸象已經(jīng)滅絕。Reviveand Restore是生物科學(xué)孵化器，旨在利用合成生物學(xué)，通過賦予物種抗病、抗氣候變化和抗逆基因等方式進(jìn)行物種保護(hù)并恢復(fù)遺傳多樣性的喪失。其最引人注目的項(xiàng)目是通過修補(bǔ)從西伯利亞凍土帶標(biāo)本中提取的猛犸象DNA，創(chuàng)造第一代胚胎，再由象媽媽進(jìn)行生育。恢復(fù)的猛犸象群將生活在俄羅斯的更新世公園，它們的足跡或可恢復(fù)永久凍土，扭轉(zhuǎn)土壤中的溫室氣體甲烷泄漏并上升的趨勢。
犀牛和大象同樣也到瀕臨滅絕的地步。Pembient一直在試圖利用合成生物學(xué)重建相同的生物材料，將有望取代從活體動物身上獲取材料的市場（犀牛角或者象牙等）。這家公司是創(chuàng)業(yè)孵化器IndieBio首批產(chǎn)品的組成部分。GinkgoBioworks與氣味研究人員和藝術(shù)家合作，重現(xiàn)了南非、北美和夏威夷地區(qū)已滅絕的植物的氣味。
圖表9：拯救珊瑚礁的基因工具包
珊瑚礁在平衡海岸線生態(tài)系統(tǒng)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，并為成千上萬的生物提供棲息地。珊瑚礁需要1萬年才能形成，大型珊瑚礁或環(huán)礁的形成甚至需要10萬-3000萬年，失去后再修復(fù)比重新種植一片森林都要困難。合成生物學(xué)正在開發(fā)耐寒的珊瑚品種，這些品種可以適應(yīng)環(huán)境變化、污染和旅游業(yè)，在溫度更高或酸性更強(qiáng)的水域存活。“藍(lán)色生物技術(shù)”方法可以為其他初創(chuàng)公司帶來倍增效應(yīng)，如CoralVita、Blue Oasis、PharmaMar、Sirenas等，其中Sirenas是一家致力于在珊瑚礁中發(fā)掘藥物的計算代謝組學(xué)的公司。
四、結(jié)語
盡管行業(yè)火熱，合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)發(fā)展并非一片坦途。合成生物學(xué)是一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈、一個龐大的體系，并非攻克了某一個環(huán)節(jié)就可以搞定所有的事情。舉例而言，從一開始的基因編輯，到培育、發(fā)酵、分離、純化等，再后面到開發(fā)應(yīng)用，這是一條具有高技術(shù)壁壘的完整的系統(tǒng)工程。所以一家優(yōu)秀的合成生物學(xué)企業(yè)不僅比拼前端基因工程、生物技術(shù)方面的能力，同時也比拼后端的工藝流程。誰可以真正做到低污染、低成本、大規(guī)模量產(chǎn)，才是“贏家”。因此，僅僅得到融資追捧還不夠，作為一種“使能技術(shù)”，合成生物學(xué)必須要在市場上有產(chǎn)品、能夠?yàn)閲嬅裆鉀Q重大問題。
源起基金團(tuán)隊認(rèn)為，從合成生物學(xué)領(lǐng)域的投資角度來講，我們要擁有跨學(xué)科思維，敏銳察覺技術(shù)可能有橫向拓展應(yīng)用的其他領(lǐng)域，聚焦于有潛力開發(fā)出擁有巨大商業(yè)應(yīng)用價值的新興產(chǎn)品的企業(yè)；另外，我們也在不斷地去靠近科研端與產(chǎn)業(yè)端，沿著技術(shù)路徑與產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑向前端、深層去走，去建立緊密的聯(lián)系，探討研發(fā)進(jìn)展以及發(fā)現(xiàn)投資機(jī)會，以期為我們的基金組合、為我們的投資人帶來依托于優(yōu)質(zhì)資產(chǎn)洞察能力和專業(yè)投資分析能力的可觀投資回報。
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源起基金已投項(xiàng)目
