1.合成生物学简述

1.1.合成生物学概述

合成生物学（syntheticbiology），又称为工程生物学，该学科是结合了生命科学观察分析方法和工程学设计思维的学科。在生物合成基本规律的基础上，通过工程方法设计新的生物系统，或者改造旧的生物代谢过程，甚至从头合成有特定功能的生物系统，从而实现新的功能或者新物质合成。

纵观合成生物学，包含了生物学、化学、信息学、工程学、数学和计算模型的科学工具和原理，是21世纪生物学领域的新型交叉学科，被称为继“DNA双螺旋结构”、“基因组技术”之后的第三次生物科技革命。

与化学合成法相比，合成生物学工艺符合低碳发展的方向，在合适工艺条件下，能够以较低成本，较高效率的方式来运作。相较于天然提取法，合成生物学在合适工艺条件下也表现出效率高，成本低，非资源依赖等特点。但目前全球的合成生物学仍处于发展的初级阶段，未来机遇与挑战并存。

1.2.合成生物学分类

与传统生物学通过解剖生命体以研究其内在构造的方法不同，合成生物学则是从最基本的要素开始一步步的建立零部件。按照合成底层技术不同，合成生物学可以分为基于细胞的合成生物学以及无细胞合成生物学（cell-free syntheticbiology）。前者是利用活体工程细菌来构建细胞工厂从而生产出所需物质。后者利用非生物系统，在体外添加DNA模板以维持基因转录、蛋白质翻译或代谢过程运转，从而合成目标产品。

面对合成生物学难以标准化、不可预见性、不相容性及高复杂度的挑战，无细胞合成生物学手段展现其优秀特质，能够只专注于目标代谢网络/目标产物合成路线，元件相容性更高且更易实行标准化操作，结合工程化技术提供最大化合成效率及效益。

1.3.合成生物学发展历史沿革

1953年，Miller通过放电合成氨基酸，模拟原始地球的有机物发生过程；

1965年，中国合成了第一个人工合成蛋白质，结晶牛胰岛素；

1968年，Khorana等合成了核苷酸及基因密码子；

1973年，Khorana又合成了具有126个核苷酸对的大肠杆菌酪氨酸tRNA基因，但并没有转录功能；同年11月，Stanley Cohen和Herbert Boyle等精准地把基因或者DNA片段插入其他细胞中，从而建立了重组DNA技术；

1977年，美国加州大学的Boyer等用化学方法合成了人生长激素抑制因子的基因；

1978年，Genentech公司生产出首个用于人类胰岛素的重组DNA；

1979年，Khorana等合成了酪氨酸阻遏tRNA以及酪氨酸他RNA基因；

1980年，B.Hoborn第一次使用“合成生物学”(Synthetic Biology)作为论文题目并发表于学术期刊上，他用“合成生物学”描述通过重组基因组技术改造的细菌仍然能够正常存活这一现象。

1981年，中国合成酵母丙氨酸转移核糖核酸；

1990年，人类基因组计划的启动；

2000年，Gardner等在大肠杆菌中构建了基因开关（Toggle switch），一个合成的双稳态基因调控网络；Elowitz等构建了第一个合成的生物振荡器——压缩震荡子（Repressilator）这两项事件标志着合成生物学作为一项新的领域正式产生。同年，Brenner等设计向细胞DNA参入天然不存在的碱基的方法来发展人工遗传系统，支持人工生命形式。

2000年，库尔（E.Kool）等学者在美国化学年会上再一次用“合成生物学”描述生物系统中非天然存在的功能性有机分子的合成，至此合成生物学的概念才被学术界公认并开始受到关注，但此时的合成生物学只是遗传工程的延续，并未独立发展。同年，《自然》（Nature）杂志报道了人工合成基因线路研究成果。

2001年，Schultz实验室向大肠杆菌蛋白质生物合成装置中添入新的组分（tRNA/氨酰-tRNA合成酶组合），使之能通过基因生成非天然的氨基酸。

2002年，美国Wimmer实验室，使用已知基因组序列，利用化学合成的方法，制造了历史上第一个人工合成的病毒——脊髓灰质炎病毒，实现了人工合成感染性病毒。

2003年，美国J.Craig Venter实验室合成了5.8×105碱基对的生殖道支原体(Mycoplasma genitalium)全基因组，首次实现了人工合成微生物基因组。同年7月，Keasling等在美国劳伦斯伯克利国家实验室设立合成生物学部，并在大肠杆菌中成功地建立了合成青蒿素的网络，使得青蒿素的价格降低到原来的1/10。

2004年，第一次合成生物学会议在美国麻省理工学院举行，同年，MIT举办了第一届iGEM竞赛，该竞赛为合成生物学领域最高水平的国际学术竞赛。

2008年，美国Smith等人报道了世界上第一个完全由人工化学合成、组装的细菌基因组。8月份，他们又成功地将该基因组转入到Mycoplasma genitalium宿主细胞中，获得了具有生存能力的新菌株。同年，美国加州大学洛杉矶分校的研究人员以大肠杆菌为材料，改变其氨基酸生物合成路径，成功产出生物燃料异丁醇。

2010年5月，J.Craig Venter实验室报道了首例“人造细胞”的诞生，并将其命名为“辛西娅”（意为“人造儿”）。他们利用化学方法合成基因组，将其植入一个去除原有遗传物质的单细胞细菌(山羊支原体)中，使这个受体细胞可以在实验室进行繁殖，使之成为“地球上第一个由人类制造的可以进行自我复制的新物种”，向人造生命形式迈出关键的一步。该研究颠覆了有关生命属性的经典认识，在全世界引起轰动。

2010年12月，Science杂志将合成生物学评为年度十大科学突破之一。

2011年，美国约翰霍普金斯大学医学院等机构的研究人员首次人工合成一种真核生物-酵母的部分基因组。该研究是世界上首次成功合成真核生物部分基因组，标志着人工合成生物基因组的研究方向又向前迈了重要的一步。

2012年，CRISPR-CAS9系统发现。

2013年，美国加州大学伯克利杰伊D科斯林教授课题组耗时十年，成功合成出具有抗疟药性的半合成（微生物合成加化学合成）青蒿素，并由阿米瑞斯生物技术公司商业化生产，相关研究成果发表在2013年4月25日英国《自然》杂志上，该成果首次证明了CRISPR/Cas9系统能够用于哺乳动物细胞基因组的编辑。

2014年，首次人工合成酵母基因组染色体，并在酵母细胞内正常发挥功能，同年CRISPR/Cas9基因编辑技术获得美国专利授权。

2015年，美国斯坦福大学的研究人员利用基因改造的酵母，实现了阿片类药物的全合成，这种人造酵母的20多种基因来自酵母、植物和细菌，甚至还有一段来自啮齿类动物，它能够把糖转化为蒂巴因（thebaine）-吗啡类止痛药物的关键前驱体，这项工作将复杂的代谢途径转移到微生物中，充分展示了合成生物学的复杂性。

2016年，世界上首个人工合成基因组细胞生物-辛西娅3.0诞生，只有473个基因，最简生命成为未来人造生命的基石。

2017年，由中国、美国、英国等多个国家科学家参与的“人工合成酵母菌基因组计划”取得突破性进展，成功设计并合成了酿酒酵母菌的5条染色体（其中4条由中国科学家完成），培育出一种既能存储又能检索的人造遗传信息的半合成生物体，向“全人工再造生命”迈进了一大步。这一成果刊登在2017年3月10日美国《科学》杂志封面。

2023年3月，Ansa Biotechnologies公司宣布成功从头合成出世界上最长的DNA寡核苷酸，该序列长达1005个碱基，编码了可用于基因治疗的AAV载体的一部分。

2023年3月22日英国生物技术公司3D Bio-Tissues（3DBT）宣布成功研发出“全球首款”100%人工培养肉排。这是一款“世界首创”，无植物支架，完全使用猪细胞生长出来的肉排产品。

2023年7月1日，美国领先的人工培养肉类、家禽和海鲜公司UPSIDEFoods宣布，其通过真实动物细胞直接培养的鸡肉已在加利福尼亚旧金山的米其林星级餐厅BarCrenn首次亮相。

综上，可以把合成生物学的发展分为四个阶段，第一阶段在2005年以前，这一阶段以基因线路在代谢工程领域的应用为代表，这一时期的典型成果是青蒿素前体在大肠杆菌中的合成。

第二阶段为2005年-2011年。这一阶段基础研究快速发展，合成生物学研究开发总体上处于工程化理念日渐深入、使能技术平台得到重视、工程方法和工具不断积淀的阶段，体现出“工程生物学”的早期发展特点。

第三阶段为2011-2015年：基因组编辑的效率大幅提升，合成生物学技术开发和应用不断拓展，其应用领域从生物基化学品、生物能源扩展至疾病诊断、药物和疫苗开发、作物育种、环境监测等诸多领域。

第四阶段为2015年及以后，合成生物学的“设计—构建—测试”循环扩展至“设计—构建—测试—学习”，“半导体合成生物学”、“工程生物学”等理念或学科的提出，生物技术与信息技术融合发展的特点愈加明显。

2.合成生物学开发策略：

DBTL策略概述

合成生物学和生物工程主要依靠“设计（design）-构建（Building）-验证（Test）-学习（Learning），简称DBTL”循环解决应用问题。其中“D”是指Design设计，即在学习抽象自然生命系统的基础上，对自然生物系统“重新编程”，或从头设计具有全新特征的人工生命体系；“B”是指Build建造，即通过“读，写，改”技

术，在细胞体内进行新功能基因模块的搭建。“T”是指Test测试，在实验室中对构建出来的生物系统进行测试分析，以提供大量数据用于后续学习和迭代升级。“L”是指Learning学习，指根据测试结果，结合代谢模型分析，进一步学习，并改进调整设计方案；如发现其他副产物产量很高，那就需要进入下一轮的DBTL循环，再次设计，编辑改进底盘细胞的基因，关掉不重要支路，加强合成途径。

3.合成生物产业链简述

3.1.合成生物产业链上游概述

从产业链角度看，合成生物学产业链的上游企业主要对应的是原料、基础技术和生物工艺装备等企业。其中原料包括可再生物质，如淀粉、葡萄糖、木质素、纤维素、多糖和植物油等。无细胞合成生物学的原料为去除了细胞中所有“活着”的成分（包括长链DNA、内置网的结构以及细胞膜的屏障）后剩下的物质，常见的细胞提取物来源是大肠杆菌、小麦胚芽、酵母细胞、兔网织红细胞和昆虫细胞等。

基础技术包括基因测序、合成、编辑、组装、筛选等，DNA合成和高通量测试是上游技术的关键，如何打造专业团队，高效率向中下游转化是重中之重。

从生物工艺装备看，无细胞合成生物路线主要采用酶法工艺，过程涉及到酶设计与改造、多酶级联催化、无细胞/类生命系统在体外实现生物合成；而细胞内合成生物路线采用生物发酵，涉及代谢通路改造，细胞工厂合成目标产物，以及提取纯化等。

无论细胞路线还是无细胞路线均涉及大量配套设备使用。目前主要的生物工艺装备包括国产测序仪、PCR仪、酶标仪、细胞培养基，发酵系统，生物反应器，均质机、离心机，层析柱等分离纯化系统等。

其中，细胞培养基既是培养细胞中供给细胞营养和促使细胞生殖增殖的基础物质，也是培养细胞生长和繁殖的生存环境。培养基的性能会显著影响生物制品的生产效率和成本，属于生物制品制备和生产的核心原材料之一。

生物反应器在生物制药领域主要用于实验室或者中试规模，能够适应多种类型的生物反应和培养，提供精确的控制参数，如温度、搅拌速度、气体供应等，采用封闭式系统进行反应，配备有控制系统、发泡控制系统、在线检测系统等，能有效提高生产效率和产品品质；不仅限于发酵过程，还可以用于细胞培养、酶活化等生物反应过程。

发酵罐是生物合成中最基础及最常用的设备之一，主要用于细菌、真菌等微生物培养和代谢产物的生产，与生物反应器相比，发酵罐更适用于大规模工业生产，但更多依靠人工操作和经验来调控发酵过程。

离心机主要通过离心作用将混合物中的物质分离出来。在生物制药领域，离心机可用于分离需要纯化的蛋白质、细胞和代谢产物，产出高纯度的产品。

层析柱的工作原理是依据样品分子在移动相（样品溶解的溶剂）和静止相（或固定相）（主要指涂在填充柱或者芯柱上的一种固定物或者涂层）之间的分配系数不同而实现空间分离的目的。在合成生物学领域，层析柱被广泛用于纯化蛋白质、核酸和多肽等生物大分子。

均质机的工作原理是通过高压和高速剪切力的作用，将样品在均质器中快速击打、破碎，实现样品的分散、乳化和均质化处理。在细胞破碎与蛋白质提取领域，高压均质机能够有效破坏细胞壁，释放细胞内含物，为蛋白质和其他生物大分子提取提供了一种温和并且有效的手段；在疫苗递送等领域，高压均质机用于制备具有特定粒径分布的乳剂和脂质体，确保了制剂的稳定性和一致性；由于处理过程中的温和性，高压均质机能够在不损害生物活性物质的前提下进行操作。

3.2.合成生物产业链中游概述

合成生物学的中游公司主要为对生物体进行设计、开发的技术平台性企业，这类企业通过工程化逻辑以及专业设备，将合成生物概念落实到生产环节，提供一站式解决方案。

平台型企业通过软件工程、生化工具、基因工程、自动化平台、机器学习与数据科学、代码库等技术，通过菌株构建，大量测试多种元件、线路、底盘的组合，获取大量实验形成数据积累，并通过标准化、自动化高通量实验平台,结合生物计算和机器学习对生物体进行系统性、工程性编辑，最终得到高产的工程菌株。

平台型企业通过打通“设计-构建-测试-学习”（DBTL）的循环迭代，建立生物体设计与软件开发的集成化平台，最终获得满足需求性状的微生物细胞工厂，实现从产品设计到微生物开发、最终规模化生产的进程。品类筛选，研发（底盘即工程菌株设计、原料利用、代谢改造），工业化能力（发酵放大、全流程生产集成）以及市场开拓，是平台型企业的关键。

3.3.合成生物产业链下游概述

合成生物产业链下游为合成生物学产品企业，主要结合产品特性与市场需求，聚焦在不同的应用领域，进行产品的选择和销售，核心在于产品差异化选择，产品稳定规模化产出，以及良品率把控。合成生物学的下游应用非常广泛。

在生物医药领域，合成生物学可以通过基因工程改造微生物或细胞系，使其能够高效地生产目标蛋白，用于更经济，更可持续地生产生物药物原料药及中间体，比如合成手性药物、天然药物以及单一中药活性成分；通过设计和构建新型疫苗来减少对病原体的培养，减少生产时间和潜在的安全风险；通过分析患者基因组信息来设计个性化的药物治疗方案，提供副作用小，治疗效果好的精准治疗选择；通过设计和构建生产组织工程和再生医学的生物材料和支架。促进受损组织的修复和再生；利用合成生物学方法开发的抗菌肽和细菌素，从而开发抗生素替代疗法；2021年8月，弈柯莱生物和通化东宝合作的首个使用生物合成技术的西格列汀仿制药获批上市，成为中国正式接受利用合成生物方法制造医药类产品的标志性事件；2022年，弘合生物首个基于合成生物学的I类创新药KH617获得中美两国药监部门新药临床试验“双报双”；

羽冠生物已推出ProBVax合成生物学疫苗技术平台。

在生物农业领域，合成生物学技术的应用价值体现在改良农作物品种，提高产量和抗病虫害能力等方面。比如，IndigoAgriculture利用合成生物学技术来改善植物的生长和抗病性，开发了一种“植物有益菌”（Plant-Microbe）生物技术，可通过将有益微生物应用于种子或土壤，来提高农作物的产量和健康。通过合成生物生产氨基酸可以实现饲料豆粕的减量替代。

在食品和保健品领域，合成生物学不但可以变革传统的食品制造方式，而且可以助力食物的低碳制造，同时能够提高食品蛋白转化效率。从食品原料的开发到细胞培养肉，微生物奶等替代蛋白，合成生物学在食品领域的应用愈发广泛。目前国内外可使用微生物合成蛋白，代糖，乳蛋白，人乳寡糖，食用益生菌，维生素D3，人造肉，DHA、EPA等功能性油脂等。

在消费个护领域，合成生物助力美妆关键原材料大力发展。提高原有原料生产效率，降低生产成本，或找到合适的关键酶元件与相应的底盘代谢通路适配，可以获得不受原料影响的低成本产物。目前已经投入应用的产品包括：玻尿酸，胶原蛋白，角鲨烯，人参皂苷，β-胡萝卜素，红景天苷等。

在新型材料领域，通过生物合成的方式，利用代谢工程，纳米技术，分子生物学，仿生学等多个研究手段及领域，制备出具有特定功能的新型生物材料。比如，中科院天津工业生物技术研究所研究员张学礼研究的2项专利“生产丁二酸的大肠杆菌基因工程菌及其构建方法与应用”和“提高丁二酸产量的重组菌及构建方法”，利用合成生物学方法制备生物基丁二烯，解决了可降解聚酯塑料PBS丁二烯原料产能受限的问题。未来我们会在包装材料，一次性餐具及购物袋，纺织材料等多个领域看到合成生物材料的出现。

在环保领域,合成生物学技术应用能够处理废水、废气等环境污染物,实现资源化利用。比如LanzaTech利用合成生物学技术来改变微生物，使其能够吸收和转化废弃物中的有害气体，如二氧化碳和一氧化碳；运用合成生物学技术对微生物进行改造，制作出的生物机器人可以用来清理海洋中的微塑料污染。

在能源领域。生物能源是指以生物质为原料或者由生物体合成的能源，是可再生能源的重要形式，其生产和使用全周期中可以实现对地球大气存量碳资源的“净零”利用，在保障能源供给、改善生态环境、支撑“双碳”目标达成等方面具有不可替代的独特优势。比如中国科学院青岛生物能源与过程研究所崔球团队，在论文中就综述了热纤梭菌合成生物技术工具开发应用的前景进展，并介绍了应用该底盘转化生物质资源进行糖、燃料以及化学品合成方面的代表性成果，在产品合成端，构建高效的微生物细胞工厂，能够实现生物质糖向能源产品的高效定向转化。

在化工领域，合成生物学技术可以合成传统化工工艺不能合成的新材料。比如经过特定基因编辑后的大肠杆菌和谷氨酸棒状菌，可以广泛用于PHA、PHB、PLA、戊二胺、丁二酸等化学制品的生产。

在IT领域，合成生物学技术可以应用于存储等领域，如2021年底，南大生物科学与医学工程学院、生物电子学国家重点实验室的刘宏教授团队报道了一个完全集成的DNA数据存储系统，通过电极表面合成DNA分子及原位测序实现了单电极上数据写入和读取的一体化，并成功将校训“止于至善”——“Rest in the highest excellence!”以DNA分子形式存储在电极表面并读取出来。

4.合成生物产业特点

4.1.与化学合成方法相比，更具环保，经济性和可持续性

合成生物学是以生物技术路线替代传统化工技术路线的科技产业，具备轻资产属性，其制造原材料可再生，制造过程中反应条件温和，有利于安全生产。同时，合成生物学路径可有效降低碳排放。另外，生物制造相对化学工艺可以降低工业过程能耗、物耗，减少废物排放与空气、水及土壤污染，成本下降空间大，且菌种能够实现迭代优化，技术效率高。举例来看，江南大学的团队借助微生物发酵生产普通分子量的透明质酸，将成本从每公斤几万元降低到了每公斤几百元。

4.2.技术具备可复制性

合成生物全过程采用模块化和标准化的方法，将生物系统分解为各个可重复使用的模块，这些模块可以由不同的研究者使用相同的标准进行设计和构建，从而提高研究效率和结果的可重复性。合成生物的制造研发经验和设备可以共用，不受地域条件和设备规模的限制。

4.3.具备强进入壁垒属性

从合成生物学设计的关键技术看，主要包括基因合成和基因组编辑等工程DNA技术；专注于改造单个生物分子，使其居于扩展能力或具备重要的挑战性目标功能的生物分子、途径和线路工程；涵盖无细胞系统、合成细胞、单细胞生物、多细胞组织和整个生物体，以及微生物群落和生物群落发展的宿主和群落工程；设计数据整理，建模和自动化相关的数据科学。

具体看，合成途径的选择和工业化生产技术是合成生物学的关键技术。其中，基于细胞的合成生物学主要依靠细胞或者细菌本身作为底盘细胞或者底盘细菌，打造“生物体”工厂，主要技术包括对生物体工厂的改造，对相应组学和代谢产物的鉴定和认识等；基于细胞外进行的应用生物酶催化反应的合成途径主要涉及到的技术包括，细胞生物学，组学分析，生物体大数据分析，化工制造，基因编辑等领域。

在选定合成目标以及合成途径之后，随着产品的规模化生产，要考虑合成效率，降低成本，降低资源消耗，降低环境等目的。涉及的技术主要包括：发酵工艺、机械工艺、细胞生物学、基因编辑、工程制造相关领域的基础技术，同时也会涉及一些机械、力学等相关领域的技术。

综上，合成生物学是一个存在多学科交叉的行业、对技术、成本控制、研发人员要求高,具有非常强的进入壁垒属性。

5.合成生物产业发展前景与挑战

5.1.合成生物学发展趋势展望

5.1.1.生物底层技术与大数据、信息技术，人工智能合力助推合成生物学快速发展

合成生物三大底层技术分别为：基因测序、基因合成和基因编辑，目前已日趋成熟。

从基因测序技术进展看，目前已发展出四代技术。第一代测序技术的主要特点是测序读长可达1000bp，准确性高达99.999%，但其测序成本偏高（相对基因组大小），通量低等方面的缺点，严重影响了其真正大规模的应用;二代测序技术在大幅提高了测序速度的同时，还大大地降低了测序成本，并且保持了高准确性，以前完成一个人类基因组的测序需要3年时间，而使用二代测序技术则仅仅需要1周，但其序列读长方面比起第一代测序技术则要短很多，大多只有100bp-150bp；第三代基因测序技术以PacBio公司的SMRT单分子测序技术为代表。与前两代相比，最大的特点就是单分子测序，测序过程无需进行PCR扩增，超长读长，是二代测序技术的100倍以上。这种纳米孔单分子测序仪还有另一大特点，它能够直接读取出甲基化的胞嘧啶，而不必像二代测序方法那样需要事先对基因组进行bisulfite处理；三代技术在DNA片段读长上优于二代设备，但在准确度上较二代差，单样本测序成本居高不下；第四代技术是以Oxford Nanopore Technologies为代表的纳米孔测序技术。与其他测序技术不同的是，它基于电信号而不是光信号。经历了三个主要的技术革新：一、单分子DNA从纳米孔通过；二、纳米孔上的酶对于测序分子在单核苷酸精度的控制；三、单核苷酸的测序精度控制。第四代技术的主要特点是：单分子测序，测序读长长（超过150kb），测序速度快，测序数据实时监控，机器方便携带等，但其单芯片测序成本还是在几百美金以上。

总的来说，基因测序技术从第一代发展至第四代，提升基因测序效率的同时，也降低了基因测序的成本。80年代，凝胶电泳技术每天只能检测约10kb的基因数据，全基因组测序需要30亿美元。如今，基因数据检测量每天可达千亿kb，而2016年左右人类全基因组测序的成本已经降至1000美元，预计未来仍将进一步下降。

从基因合成技术看，初代DNA合成技术是基于亚磷酰胺的DNA合成法；随着光刻合成、电化学脱保护合成、喷墨打印的三种芯片式原位合成技术以及超高通量的DNA合成技术被开发出来；DNA合成质量和通量得到有效提升，合成成本快速下降。第四代酶促合成技术也已进入市场，这种方法可以合成比化学法更长、更复杂的DNA，无论有没有DNA模板，酶促法都可以工作。

从基因编辑技术进展看，随着第三代CRISPR/Cas技术的商业化，相比于ZFNs和TALENs技术，基因设计难度和构建难度要小很多，成本更低，开发周期更短，靶向修饰效率更高，同时还具有多靶点编辑以及RNA编辑的优势。

综上，随着合成生物学三大底层技术不断进步，加之大数据技术、信息技术的进步，以及AI在元件工程、线路工程、代谢工程、基因组工程、生产过程优化等领域的辅助作用增强，DBTL循环加速，合成生物学基础研究成果持续爆发。

从WebofScience每年发表的合成生物学领域相关论文数量来看，2000年，领域内发表的论文数量为809篇，2022年达到了17456篇，增长超过20倍；从专利情况看，每年申请的合成生物学相关专利也由2004年的59项增长到2022年2899项，增长了48倍。

随着政策利好和行业发展逐步成熟，合成生物学基础研究有望成果倍出，为行业快速发展奠定基础。

5.1.2.医药是合成生物未来主要的应用领域

根据StartUs Insights的预测，在2024年合成生物学领域十大创新趋势中，基因和细胞治疗占比高达31%；合成疫苗占比为12%。两者合计占比达到43%。

从中国知网2024年发表在学术期刊上的文献数量看，以“合成生物”为主题的文章中，下载次数超过1000次的文章共4篇，分别为：《近十年天然产物药物的生物合成研究进展》、《药用植物益生菌促药效成分生物合成的研究进展》、《转录组和代谢组联合分析揭示大叶黄精皂苷生物合成相关酶基因》、《酵母合成虾青素的研究进展》，其中3篇均为合成生物学在医药领域的研究。

5.1.3.平台型公司是未来的发展方向

选品和规模化生产对合成生物企业能否做大做强起着至关重要的作用。两者并不矛盾，传统合成路径的选品未必适合用合成生物路径转化，一方面可能难以实现大规模生产，另一方面则可能面临成本高企的困境。成果转化效率的高低直接影响着企业未来的发展。我们认为，只有具备上游研发能力，中试放大能力以及良好的产品渠道开拓能力的企业，才能够根据需求高效整合全产业链条生产，从而实现规模化，稳定化产出，达到成本效益的平衡；同时，处于对全链条有了深度理解，企业才能够持续创新和发展。而这一过程并非一蹴而就，需要硬件，软件，人员，经验，资金相结合。因此，研发、生产一体化的平台型公司更有望成为未来的发展方向，而高利润、低产量，对成本敏感低的产品是当下明智的选择。

5.2.合成生物产业面临的挑战

5.2.1.全链条技术发展仍处于初级阶段

在以细胞为基础的合成生物学路径中，不仅需要最小化有毒中间产物的积累，同时还需要在最大化目标产物产量的同时，尽量不影响宿主表型；标准化、规模化生产仍然是科学家追求的目标，过程中存在不可预见性、不相容性以及合成，测试、生产过程中高复杂度的挑战；无细胞合成生物体系虽然解决了合成效率，难表达蛋白质合成，高通量蛋白质筛选，蛋白质后修饰等问题，但仍然存在缺乏低成本且高效的真核生物无细胞蛋白合成系统（简称CFPS系统，全称为：Cell-Free Protein Synthesis system）等挑战。

5.2.2.存在生物安全和生物安保问题

生物安全是指在新兴生物技术的开发应用过程中，由于忽视、意外、故意导致对生态环境和人体健康造成风险和伤害；在合成生物学领域，因为研究者的疏忽，导致实验室细菌、病毒逃逸，或对解码和重组这些微生物而开展的技术和知识保存网络的

存储安全，论文发表泄露等问题而带来严重生物安全事故，都属于生物安全问题。无论这些人工合成的微生物是否对环境和人体健康有害，都有可能跟其他生物发生相互作用而带来不可预知的后果，从而可能对人类和环境带来健康威胁。

生物安保指的是由于技术知识存在被故意滥用的可能，而迫使人们对其进行一系列有效的预防和控制措施，侧重应对生物威胁。比如网络攻击，不需要攻击者与合成材料直接接触，只需要通过篡改遗传密码等行为就可以在科学家不知情的情况下，制造出有害的危险物质，或者具备攻击性的生化武器。

目前针对合成生物学的法律法规以及监管还存在一定的空白。

6.全球合成生物产业发展现状

6.1.全球合成生物市场规模及展望

根据《中国合成生物产业白皮书2024》，2018年-2023年全球合成生物学产业市场规模从53亿美金增长到171亿美金，年复合增长率为26.40%；预计2028年，全球合成生物市场规模将达到498亿美金。2023-2028年，年复合增长率为24.84%。

根据novaone advisor最新数据，2023年全球合成生物学市场规模为140.9亿美元,预计到2033年将达到约801.7亿美元,2023年至2033年的年复合增长率(CAGR)约为18.99%。307亿元。23-26年的年复合增长率为26.68%。

综上，2023年全球合成生物市场规模约在140亿-180亿美金之间，未来10年的年复合增长率预计在18%-27%之间，全球产业有望保持中高速增长态势。根据麦肯锡的数据，预计2030－2040年，合成生物学每年带来的经济影响将达到1.8至3.6万亿美元。

6.2.全球多国出台政策支持合成生物学发展

从全球范围看，各国政府政策频出以促进产业快速发展。2014年，世界经济合作与发展组织（OECD）发布《合成生物学政策新议题》，认为合成生物学领域前景广阔，建议各国政府把握机遇。

6.3.全球合成生物企业融资情况一览

从全球生物医药的融资情况看，2023年，全球共完成医疗健康领域一级市场投资3076笔，同比增长0.62%；累计融资574亿美元，融资总额同比下滑21%。折算成单笔交易的平均融资额看，2023年，单笔交易的平均融资额为1866.06万美金，而疫情前的2018那年，单笔交易平均融资额为2105.06万美金，医药健康领域投资正在经历资本寒冬。

相比之下，合成生物学从2014年Q3起，基本每笔风险投资的交易额均稳定地保持在500万美金以上，显著高于2018年水平；2024年3月，SynBioBeta发布了《2024年合成生物学年度投资报告》，报告显示，全球合成生物企业在2021年达到融资高点后，融资额逐年下滑。2023年全年，合成生物学初创公司合计融资69亿美元，比2022年总融资额（100亿美元）减少了31亿美元。整体融资额的下滑主要来自于融资交易次数的下降。可以看到，在整体融资环境较差的背景下，投资者趋于谨慎，投资逻辑也从此前对前沿技术的热爱逐步转变为对商业确定性的找寻。

7.我国合成生物产业发展概述

7.1.我国合成生物产业发展历程

前文提到，2000年《自然》（Nature）杂志报道了人工合成基因线路研究成果，合成生物学的概念被学术界公认并开始受到关注。相比之下，我国合成生物学产业起步于国际晚了约7-10年。

2007年中国科学院面向2050年的“生命起源、生物进化和人造生命”路线图启动；2008年中国科学院批准上海生命科学研究院成立合成生物学重点实验室；2010年以来，中国在合成生物学领域的顶层战略规划逐步加强，包括大量的学术活动及科技界与政府管理机构的互动。业内比较有影响力的会议为以下两个：1）香山科学会议。2008年该会议首次讨论了合成生物学的背景、进展和展望；2014年讨论了合成生物学和中药，2017年会议为国家设立合成生物学重点专项提供了重要思路。2）2010-2012年间，中科院与中国工程院、英国皇家学会与英国工程院、美国科学院与美国工程院共同发起了“三国六院”系列会议，通过三次会议讨论了实现和合成生物学价值所需的资源、环境和必要条件；梳理了合成生物学的新方法、技术、工具和平台；并探讨了下一代工具，平台和基础设施及相关政策，使中国合成生物学步入正常发展轨道。

2010年开始，“973计划”在生物催化与生物转化研究方向的基础上,启动部署“合成生物学”专题研究，5年连续安排了10个项目，为中国合成生物学发展奠定了重要基础。

2018-2019年，国家启动合成生物学重点专项，专项的主要研究方向和重点研究任务概括为4个方面:基因组人工合成与高版本底盘细胞，人工元器件与基因回路，人工细胞合成代谢与复杂生物系统，使能技术体系、平台和生物伦理与生物安全评估等。专项为中国合成生物学研究提供了稳定、持续的经费支持，从“973”到重大专项，共立项支持了60多个重大项目及一批青年项目，促进中国合成生物学基础研究成果转化。

2009年-2029年间，先后建成了成建制重点实验室和研究中心，主要集中在上海、天津、深圳。1）上海基地。2008年，上海生命科学研究院成立合成生物学重点实验室，2011年，上海交大建设微生物代谢国家重点实验室；2015年交大联合其他机构成立了上海合成生物学创新战略联盟。2）天津基地。2018年，天津大学建设合成生物学前沿科学中心；2019年，中科院天津工业生物技术研究所联合有关单位建设国家合成生物技术创新中心。同年11月，科技部发布《科技部关于支持建设国家合成生物技术创新中心的函》，指出按照战略导向部署重点任务。从国家战略和产业需求出发，凝练创新中心的领域布局和重点任务，主要聚焦于合成生物关键核心技术和重大应用方向，重点突破工业酶和核心菌种自主构建和工程化应用的技术瓶颈制约，引领构建未来生物制造新的技术路径，形成重大关键技术源头供给，为提升我国合成生物领域企业和产业创新能力提供有力支撑。3)深圳基地。2017年，中科院批准深圳先进技术研究院成立合成生物研究所，并牵头组建深圳合成生物产业协会，推动产学研一体化；2018年深圳批准建设全国首个合成生物研究重大科技基础设施。同时深圳设施还参与成立国际合成生物设施联盟，为大科学设施的全球合作提供一种积极的范式。

同年，深圳批准深圳先进院牵头组建深圳市合成生物学创新研究院，与合成生物设施项目“二位一体”同步建设。2019年，深圳先进院牵头组建深圳市合成生物学创新研究院(简称“合成所”)，与合成生物设施项目“二位一体”同步建设。合成所在生物功能分子合成进化、基因线路设计原理、酵母染色体合成、天然产物合成、微生物组合成等前沿项目上已达到了与国际先进水平并跑的层次，代表性成果刊登于多家顶尖期刊。

7.2.2010年之后我国逐步加强合成生物领域的顶层战略规划

2010年之后，我国逐步加强合成生物领域的顶层战略规划，密集出台加快合成生物创新发展的政策文件，打造合成生物产业集群、产业集聚地、产业创新高地等成为各地政策和布局的焦点。

2016年公布的《“十三五”国家科技创新规划》以及2017年发布的《“十三五”生物技术创新专项规划》都将合成生物技术列为“构建具有国际竞争力的现代产业技术体系”所需的“发展引领产业变革的颠覆性技术”之一。

2018年5月，科技部发布的《“十三五”生物技术创新专项规划》在提升生物技术原创性水平，打造生物技术创新平台，强化生物技术产业化三方面提出了具体目标，并提出要突破的前沿关键技术，包括新一代生物检测技术合成生物技术、纳米生物技术等。

2020年9月，国家发改委和科技部发布《关于扩大战略性新型产业投资培育壮大新增长点增长极的指导意见》，提出支持包括建设合成生物技术创新中心在内的各项细则，促进生物技术大力发展。

2021年，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确将合成生物列为科技前沿领域方向之一。同年，农业农村部印发了《“十四五”全国农业农村科技发展规划》，提出要突破合成生物技术、构建高效细胞工厂和人工合成生物体系。研究新型全基因选择模型，建立适合不同动植物物种的全基因组选择平台。9月，教育部办公厅印发了《新农科人才培养引导性专业指南》，提出在生物育种科学领域，通过“个性化、强基础、重创新”全方位育人，着力夯实动植物种质资源创新、生物进化与驯化、遗传与表观遗传学、基因组学、系统生物学、合成生物学、育种信息化等现代育种理论基础；同年年底，国家出台《“十四五”医药工业发展规划》，指出实施绿色生产技术应用示范项目。围绕原料药生产中应用面广的绿色生产技术，如合成生物技术等，组织实施一批应用示范项目；发改委正式发布《“十四五”生物经济发展规划》，提出推动生物技术和信息技术融合创新，加快发展生物医药、生物育种、生物材料、生物能源等产业。

2023年7月，农业农村部发布《农业“火花技术”发现、评估与培育实施办法（暂行）》，将合成生物学领域列入农业“火花技术”，推进高水平农业科技自立自强，发挥农业科技支撑引领作用，牢固树立科学首创精神，鼓励自由探索，加快建立农业“火花技术”的发现、评估和培育机制。

2024年1月，工信部等7部门发布《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，提出加快细胞和基因技术、合成生物、生物育种等前沿技术产业化。3月发布的《2024年国务院政府工作报告》指出，要加快发展新质生产力，积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎。

2024年6月21日，农业农村部在对十四届全国人大二次会议第5786号建议的答复中表示，近年来，农业农村部先后颁发了乙醇梭菌蛋白、甲基荚膜球菌蛋白等新饲料原料证书，其中乙醇梭菌蛋白已形成年产2.5万吨的产能。下一步，将持续优化完善饲用微生物及其制品安全性评价要求，简化饲用氨基酸、微生物蛋白等相关产品的评价程序。加快应用合成生物技术研发及相关产品审批上市供应。支持饲用豆粕替代产品生物制造技术研发创新与示范应用，助力提升养殖业的饲料转化效率，以新质生产力推动饲料养殖行业高质量发展。

预计未来我国的生物制造产业仍有望处于政策红利期。

8.我国地方层面合成生物产业发展概述

地方层面也高度重视合成生物产业的发展，继2022年《“十四五”生物经济发展规划》多次提及“合成生物”后，除中国台湾和港澳地区，我国31个省份、自治区和直辖市中，青海和西藏因地处高原地区，并未出台合成生物相关的政策，其他29个省份、自治区和直辖市都纷纷积极出台政策支持合成生物产业发展。

下文就各地方合成生物产业发展情况做简要概述。

8.1.山东省：合成生物制造产业在全国具有较强竞争力

山东省透明质酸研发、生产技术、规模和市场份额全球领先，产品市场份额占全球40%，全国份额70%以上；功能性糖醇国内市场占有率70%，国际市场35%。

8.2.浙江省：杭州发布地级市层面首个合成生物专项政策

8.3.广东省：深圳是国内合成生物的重要一极

2021年，深圳市光明区推出了全国首个合成生物专项扶持政策，支持合成生物战略科技力量建设、创新链建设、产业链建设、生态链建设以及合成生物界定等5章25条，企业也可以申请深圳市合成生物重大专项支持计划以获得支持。深圳市正通过产业链、创新链、人才链、教育链的“四链”协同模式，集中集约高效利用资源，推动该市合成生物学研究及合成生物产业走在全国前列、跻身世界一流。

8.4.河北省：全国首个发布生物制造产业发展蓝皮书的省份

2021年，河北省发展改革委组织编制、印发了《河北省战略性新兴产业发展“十四五”规划》，提出加快生物产业创新发展步伐，发展壮大生物医药、现代中药、生物医学工程、生物农业、生物制造等产业，增强生物安全保障能力。

8.6.江苏省：依托南京、无锡、常州全速抢滩合成生物产业

2023年11月，江苏省发布《关于江苏省政府加快培育发展未来产业的指导意见》，提出加快培育合成生物等10个成长型未来产业等。合成生物领域，加速DNA/RNA底层技术突破验证和转化扩容，积极发展基于生物信息学和机器学习的DNA/RNA自动合成系统，超前布局定量合成、蛋白质设计、细胞设计、高通量筛选等前沿技术，推动合成生物技术在农业、食品、材料等领域的颠覆性创新与工程化应用。

8.7.上海市：打造一核两翼的合成生物产业空间布局

2023年9月25日，为加快推进上海合成生物技术创新与产业化应用，上海发布《上海市加快合成生物创新策源—打造高端生物制造产业集群行动方案（2023－2025年）》，总体目标为到2025年，涌现若干项具有国际影响力的合成生物领域科研成果、一批领先企业和高端人才，构建基础研发领先、创新转化活跃、产业主体蓬勃发展和产业生态健全完备的新发展格局。到2030年，建设合成生物全球创新策源高地、国际成果转化高地和国际高端智造高地，基本建成具有全球影响力的高端生物制造产业集群。

8.8.北京市：依托昌平进军合成生物产业

昌平区是北京国际科技创新中心建设的重要承载区，依托未来科学城，加速布局合成生物制药产业。

8.9.天津市：以合成生物为抓手之一推动制造业高质量升级

天津是合成生物学研究的重要前沿阵地，拥有南开大学、天津大学、中科院工业生物技术研究所等一大批高校、科研机构和头部企业集聚，具有良好的研究基础和发展前景。

8.10.黑龙江省:依托生物资源，大力发展生物经济

2016年，《黑龙江省培育和发展新兴产业三年实施方案》发布，提出实施生物基材料替代工程。培育引进骨干企业，依托秸秆、生物废弃物等多种生物质原料资源，实施生物基日用塑料制品、包装、制造、纺织、农用地膜、医用等相关领域生物基材料及制品示范项目。

8.11.辽宁省：依托沈阳布局合成生物前沿技术

2020年1月，《辽宁省“十四五”科技创新规划及中长期2021-2035年科技发展规划项目指南》印发。划中提及需围绕合成生物学等技术做好“十四五”及中长期发展的战略研究和科技发展规划。

8.12.内蒙古自治区：依托托克托县生物发酵先天优势打造重要生物制造产业基地

2021年9月，内蒙古自治区人民政府办公厅关于印发自治区“十四五”科技创新规划的通知，通知指出要围绕医药、化工、农牧业等产业发展和生物安全的重大科技需求，利用生物技术开展关键技术研究与转化应用，强化生物安全科技创新支撑。

8.13.山西省：合成生物产业生态园区将步入项目投产期，聚集生物基新材料

2020年10月，合成生物龙头企业上海凯赛生物技术股份有限公司与山西转型综合改革示范区签署项目合作协议：山西合成生物产业生态园区开工建设，一期投资约450亿元，二期投资约350亿元，预计建成投产后年产值达千亿以上。该园区是迄今全球最大的合成生物产业园区。园区规划围绕“上游：系列生物基聚酰胺及关键单体——中游：民用丝、短纤、工业丝、特种尼龙、连续纤维复合材料——下游：纺织、成衣、复合材料制品加工”等产业链条建设。

8.14.四川省：成都打造具有前沿特征“BT+IT”生物经济创新区

2024年6月，首批11家四川省中试研发平台组建。其中包括：四川省微生物合成与生物制造中试研发平台。中试研发平台是以高校、院所或企业科研平台为依托，为科技成果进行概念验证、中间试验（包括工艺流程优化、工程样机开发、中小批量试制生产、样品试验检测等）的科研开发实体。

8.15.重庆市：布局食品，农业，能源等生物制造领域

2022年7月9日-10日，生物化工助力“双碳”目标高峰论坛暨第一届中国西部合成生物制造国际前沿研讨会在重庆举行。中国工程院院士郑裕国等来自二十多个国家、400多名专家和业界代表线上线下参会，围绕生物化工和合成生物学领域颠覆性技术、产业发展现状和未来趋势展开深入探讨。

8.16.湖南省：常德津市将打造湖南合成生物制造产业高地

2023年10月，湖南省委、省政府出台《关于加快建设现代化产业体系的指导意见》；12月，印发《湖南省现代化产业体系建设实施方案》，明确提出要“着力发展系统生物学、合成生物学等核心底层技术，重点攻克生物合成前沿技术，促进合成生物技术在农业、化工、医药、环保等领域的应用，支持长沙创建国家生物经济先导区”，近年来，参照上海、浙江等工业经济先进地区做法，统筹先进制造业高地专项、科技创新专项，通过支持“揭榜挂帅”、重大产业项目等方式，对合成生物有关的研发及产业化项目给予资金支持。

8.17.安徽省：合肥市推进生物制造产业高质量发展行动方案（2024-2026）》发布

2024年5月25日，《合肥市推进生物制造产业高质量发展行动方案（2024-2026）》发布，目标为力争到2026年，基本建成全链条创新平台体系，打造国内一流生物制造产业园区，培育引进一批具有国际影响力的生物制造领域领先企业，形成初具规模业态完整的生物制造产业集群，构建应用研发领先、创新转化活跃、产业主体蓬勃发展和产业生态健全完备的发展格局。

8.18.陕西省：西咸新区为合成生物重点布局区域

陕西省目前已形成以创新药研发、医药制造领域为主的高新区，以“航天+生物医药”“人工智能+生物医药”的航天基地，以基因检测、细胞治疗领域为主的西咸新区等三大产业集群。其中，高新区在生物技术开发领域培育了巨子生物、金磁纳米生物等代表性企业；西咸新区则将生物医药作为特色产业纳入新区“3+7+N”产业布局，聚集了陕西数字医药产业园、大健康科技产业园、秦创原陕药生物制品（疫苗）项目、康龙化成西安生物医药研发项目，空军军医大学、大健康产业园等重点项目。

8.19.新疆维吾尔自治区：霍尔果斯经济开发区培育合成生物产业发展

2011年，伊犁川宁生物技术股份有限公司落地霍尔果斯经济开发区伊宁园区，是一家主要以玉米和大豆为原料生产抗生素中间体的生物制药企业，拥有国际最先进、成熟的生物发酵、化学提取、酶解、控制和节能环保技术。同年，新疆苏源生物工程有限公司落地伊宁，通过玉米淀粉生产L—苯丙氨酸。

8.20.广西省：将利用气候、资源优势打造合成生物产业链优势

广西省是我国产糖量最大的省，为微生物发酵提供成本竞争优势。由于广西省常年温度适宜，发酵过程中液体起始温度较高，节省了能源成本。

2020年，位于广西南宁的汉和生物正式建立合成生物学产业技术研究院，2022年4月，公司荣获南宁市发展和改革委员会认定的“合成生物工程研究中心。

8.21.其他省份合成生物产业处于发展初级阶段

甘肃省

2021年10月，甘肃省人民政府办公厅发布关于印发《甘肃省“十四五”科技创新规划的通知》。通知指出，要坚持需求导向和前沿引领相结合，形成基础研究和应用基础研究融合发展的局面。在合成生物学研究的重点方向上，要进行抗病育种新技术的开发与应用，多肽和蛋白质类新药等生物医药制品的研发和产业化，基因组编辑，复杂基因贿赂和代谢通路的设计。

海南省

2021年6月，海南省人民政府办公厅发布关于印发《海南省“十四五”科技创新规划》的通知，提出加快合成生物前沿技术的研发。在现代生物治疗技术领域，提出加大免疫细胞基因工程修饰技术等产品研发及临床转化关键技术研究。在重大生物制品研制上提出，加强工程细胞构建等关键技术和瓶颈技术研究。

云南省

2022年3月，云南省政府印发《“十四五”生物医药产业创新发展规划的通知》，规划指出，加快构建合成生物技术创新体系，支持开展基因组设计合成研究，为新型生物学治疗方法、疫苗、材料、疾病控制等方面的基础性研究提供技术支撑。

宁夏回族自治区

2021年9月，印发《宁夏回族自治区科技创新“十四五”规划》。规划指出，要持续开展有毒有害原料替代、生物合成和生物催化、无溶剂分离等生物化学原料药、制剂及医药中间体的清洁生产工艺研发；开发高端和特色的生物化学原料药新产品。引进转化生物法制备新型燃料等生物基化学品的绿色生物制造技术。

福建省

2021年7月，福建省政府印发《福建省“十四五”制造业高质量发展专项规划》。规划指出，要发挥福建师范大学工业微生物发酵技术国家地方联合工程研究中心、福建省植物功能生物学与绿色农业重点实验室等平台作用，加快合成生物学、酶工程、发酵工程等生物工程技术研究及其产品开发，提高微生物制造技术水平。支持利用微生物细胞转化或酶催化技术将淀粉和生物质转化为生产所需的生物材料，发展生物基绿色化学品、生物基高分子材料、维生素、辅酶和氨基酸等产品。

吉林省

2023年12月发布关于打造吉林省生物医药与高端医疗器械产业新赛道实施方案的通知，提出要聚焦产业高端，如合成生物等领域。

江西省

2022年4月，赣州出台《赣州市扶持医药健康产业发展若干政策措施（试行）》，明确支持医药健康项目建设、支持区域性医疗康养中心建设、支持产业创新升级、强化金融支持、强化产医研用支持等促进生物医药产业发展的政策措施。

贵州省

2017年2月16日，贵阳中医学院与中国科学院合成生物学重点实验室合作框架协议签订。

9.我国合成生物产业市场规模及展望

9.1.我国合成生物产业市场规模

前瞻网发布的报告显示，根据Research and Markets的数据，在全球市场持续扩张的情况下，中国也成为发展潜力最大的市场之一，2023年中国合成生物学市场规模约11.5亿美元，预计未来将以23%的增长率增长，综合以上数据，预计2029年中国合成生物学市场规模将达到40亿美元。

目前合成生物学底层技术与关键核心技术研发不断取得突破，正处于迈向快速产业化的关键时期。随着各省市自治区政策的持续落地，加之我国在微生物发酵方面的产业优势，全球性的合成生物产业集群有望在我国崛起。

10.河南省合成生物产业发展现状

10.1着力构建“一核、五基地”为主体的生物经济发展布局

10.1.1郑州：全面推进郑州航空港区国家高技术生物产业基地（核心区）建设

2022年6月，《郑州市“十四五”战略性新兴产业发展总体规划(2021—2025年)》提出，到2025年，力争全市生物医药产业规模达到1500亿元以上。构建高能高质高优“153N”战略性新兴产业体系，其中，“5”是提质发展新能源汽车、生物、新材料、高端装备制造、节能环保等五大特色优势产业；提出“一核引领、多点支撑”总体产业空间布局。“一核”，即全面推进郑州航空港区国家高技术生物产业基地（核心区）建设。“多点”，即在全市范围内打造若干个生物产业基地作为全市生物产业重要支撑。

10.1.2洛阳：未来打造国内最大生物酶数据库平台

洛阳本地优势生物经济相关产业，主要以生物制品、动物疫苗、诊断试剂与仪器、预防及治疗药品四大重点领域为主。

10.1.3濮阳：成功培育全国唯一一条完整的生物基可降解材料产业链条

2014年10月28日，国家发改委、财政部批复濮阳南乐县生物基材料产业集群，为全国两家之一、全省唯一重点扶持的生物基材料示范性产业集群。产业集群发展至2023年10月，南乐县已成功培育出全国唯一一条完整的生物基可降解材料产业链条。

10.1.4南阳：聚焦豆粕减量替代

南阳将把生物农业、生物质能源等产业作为南阳发展生物经济的特色产业，加强科技创新，推动南阳生物经济规模化、集群化、高端化跨越式发展。

10.1.5商丘：已形成较为完整的生物医药产业链，合成生物仍处于初级阶段

在生物药品制品方面，依托牛津大学（苏州）高等研究院商丘分院、南京大学（商丘）生命健康研究院等，柔性引进国内外顶级科学家，突破创新型生物治疗产品制备及创制关键核心技术，开发核酸、抗体、疫苗等新型生物药物，重点引进培育高质量的长效重组蛋白及多肽类药物项目，向终端药品、先进药品以及保健药品拓展，加快新药创制和产业化。

10.1.6周口：郸城打造全国重要生物基可降解材料基地

周口在合成生物领域的定位是：发挥生物医药、生物制造产业优势，加快发展新型生物药品、新型化学药制剂等产业，完善生物发酵聚乳酸全产业链，建设全国重要的原料药和生物基可降解材料产业基地。

10.1.7其他河南地区

➢鹤壁

2023年，河南生物产业集团有限公司在鹤壁正式揭牌成立。河南生物产业集团注册资本为30亿元，管理新拓洋生物工程有限公司、河南飞天生物科技股份有限公司、郑州拓洋实业有限公司、河南成果转化生物科技有限公司、河南骏业科技发展有限公司、河南骐业科技发展有限公司等企业。截至2023年12月，河南生物产业集团管理资产35亿元，净资产16亿元。

➢开封

2023年4月22—23日，由省部共建作物逆境适应与改良国家重点实验室王学路教授主持的国家重点研发计划“合成生物学”重点专项“以碳增氮高效生物固氮回路设计与系统优化”项目启动会在河南开封召开。

新乡

2024年1月4日，河南省科技厅颁发了关于2023年度拟认定河南省工程技术研究中心名单的公示，位于新乡的河南科技学院生命科学学院申报的“河南省药物合成生物学工程技术研究中心”（下称中心）成功获批立项建设。河南省工程技术研究中心是国家创新体系的技术创新基地，是加速科研成果工程化应用，推动产业核心竞争能力提升的省级创新平台，该中心凝聚天然药物开发、生物技术制药和基于AI的药物设计与改造3个研究方向，以微生物和植物源性天然药物、蛋白药物、核酸药物为主要研究内容，通过综合利用产学研合作体系，致力于建设成为省内领先、国内先进的药物合成生物学技术研究基地和服务平台。

10.3河南省合成生物产业发展前景

河南是全国第二大产粮大省，人口排名全国第三，是全国重要的综合交通枢纽，在发展合成生物学方面具备先天优势，但相比于山东，浙江，广东，江苏，上海发展还相对落后，存在合成生物产业产品附加值低，技术研发能力不足等问题。合成生物产业的发展需要政府、产业、高校、研究院所、下游应用全链条打通。下文就河南省合成生物产业发展提出一些不成熟的建议。

1）政府在鼓励产业发展过程中，要避免陷入过于求新的误区。传统产业的升级也是新质生产力重要的发力方向。传统产业利用新技术，前沿技术，特别是颠覆性技术进行产业的升级改造也能够有效形成新质生产力。通过政策引导鼓励高校与传统发酵产业合作沟通，加强生物制造相关底层技术（如工业菌种优化等）、产业关键核心技术（如生产放大工艺等）、生物制造基础应用技术等研究，解决传统发酵企业原创性差的痛点。优化相关政策法规以促进技术创新和产业发展。与国内外知名高校合作，在省内院校设置合成生物学专业。

2）打造公共服务平台体系。合成生物学最大的难点是从实验室到产业化的中间工艺放大环节。通过和国内头部企业进行中试平台建设，产业基金出资配备先进仪器设备和吸引高水平人才入驻，加速合成生物成果转化。对于初创生物企业研发周期长，投入高，资金不足等问题，可参照成都的“创新券”模式，成都天府国际城自2021年起正式对区域内企业发布向公共技术服务平台购买科学研究、检验检测、中试熟化、临床试验等服务而发放的配额凭证“创新券”。

通过创新券的使用可以用来抵扣与第三方平台的服务费用，既减轻了企业的资金压力，又为生物城完善上下游产业链提供了契机。

3）打造辨识度高的产业集群。通过管理制度，人才政策，产业基金，金融服务等政策倾斜，加强龙头企业以及高附加值技术成果引进，优先支持建设3-5个省级合成生物学重点项目，发挥示范引领作用，结合各地市产业特点支撑合成生物产业集聚发展。

4）从终端应用验证角度看，根据河南本地下游的优势产业，建议合成生物学产业在应用端重点聚焦农业，化工，新材料，食品（人和动物），医药等细分领域的发展机遇。

5）进一步优化政务服务，打造良好的企业生态体系。在合成生物产业园区，通过线上线下融合服务，快速解决企业问题；推广工商注册绿色通道，缩短企业注册时间；联动市场监管局、知识产权保护中心，为园区建立知识产权快审通道等，强化资源供给保障。

6）合成生物经济的监管体制、决策机制和政策体系改进，包括环保和安全生产监管；在涉及伦理和安全问题的前沿技术领域（如基因编辑、干细胞治疗和克隆等）需建立专家评估和决策机制，以有序规范推进技术的研发和产业化，确保合成生物产业得到适当监管和管理。

H.E.L致力于工艺筛选优化、反应量热和绝热加速量热

在反应过程安全和反应放大中的解决方案

过程安全与反应风险｜电池绝热量热仪

化学合成与高压催化｜生物反应器系统

　　H.E.L——Hazard Evaluation Laboratories成立于1987年，总部设在伦敦，在中国、美国、德国、意大利、印度拥有分公司。全资的赫伊尔商贸（北京）有限公司于2020年在北京设立。

　　关于绿绵科技

　　2001年成立的北京绿绵科技有限公司(简称：绿绵科技)以体现客户服务价值为宗旨，以专业精神和技能为广大实验室分析工作者提供样品前处理、样品制备及分析、实验数据精确分析和管理的全面解决方案，致力于协助客户提高分析检测的效率和水平。

　　主要代理产品：GC/MS/MS,LC/MS/MS新机租赁业务/LUMTECH循环制备液相/静音型双频超声清洗/Knauer研发，中试和生产脂质纳米颗粒（LNP)碰撞喷射混合器系统/冰点渗透压仪、液相/超高压液相色谱仪、在线SPE液相色谱仪/法国F-DGSi氮气，超高纯氢气气体发生器，液氮发生器/Cytiva生命科学设备/LabOS实验室运营系统/MassWorks准确质量数测定及分子式识别系统/MsMetrix气质香精香料分析软件/Sin-QuEChERS农残净化柱/制药企业质量回顾性报告系统（QRS)/英国赫伊尔生物反应器，电池绝热量热、催化剂合成。