【开源证券】医药生物行业深度报告：技术进步驱动合成生物学行业快速发展-260515（20页）.pdf

1、医药生物技术进步驱动合成生物学行业快速发展相关研究报告以DBTL为核心研发模式，重构物质生产与生命创造的新兴前沿领域合成生物学（Syntheticbiology）是一门融合生物学、化学、工程学及数据科学等多学科技术，旨在改造或创造人造生命体系的新兴交叉学科。其核心研发模式基于“设计-构建-测试-学习”（DBTL）的工程化循环，通过对底盘细胞（如大肠杆菌、酿酒酵母等）进行基因编辑与代谢通路重构，实现目标产物的高效生物合成。合成生物学发酵工程涵盖了上游菌种选育、中游发酵过程控制以及下游分离纯化三大环节。自21世纪初以来，该领域经历了创建期、扩张期、快速创新期，现已进入工程化平台与生物大数据深度融合

2、的新阶段，在医药、化工、食品等领域展现出革新传统生产模式的潜力。bigcirc底层技术驱动，平台赋能，加速向多领域商业化渗透合成生物学上游聚焦“读-改-写”核心使能技术，中游开发技术平台，下游则涵盖医药健康、农业食品、化工材料等广泛终端场景的应用开发与产业化落地。在底层技术方面，基因测序成本持续下降，CRISPR基因编辑技术成熟，DNA合成效率提升，为合成生物学规模化应用奠定基础；中游平台型企业的成功取决于精准的市场选品与工业级量产能力，二者共同构成了产品从实验室概念走向商业化产品的核心竞争力；下游应用未来有望在可移植器官、精准农业、绿色化工及可再生能源等方向实现更深远的产业变革。全球市场规模

3、持续增长，资本聚焦医疗健康与生物制药赛道在政策与技术双重驱动下，全球合成生物学市场规模呈现较快增长，从2021年的95亿美元增至2023年的151亿美元，预计2024年将达190亿美元，2026年有望突破300亿美元；麦肯锡预测，2030-2040年间合成生物学每年将带来1.8至3.6万亿美元的经济影响。中国市场虽仍处发展初期，但增长势头强劲，2023年市场规模达79.4亿元。从融资端看，2024年全球合成生物学融资总额达122亿美元，较2023年稳步提升。从细分领域分布看，医疗健康与生物制药以54%的占比成为资本主力赛道；化工材料与能源环境分别以20%和17%紧随其后；食品与农业领域虽占比有

4、限，但在消费升级驱动下潜力较大。bullet投资建议受测序成本下降、政策推动等因素影响，新产品布局持续加速，合成生物学市场规模快速增长。随着下游市场应用产品逐步扩展，合成生物学技术持续迭代，产品型企业及技术平台型企业有望持续受益。受益标的：川宁生物、华恒生物、凯赛生物、华熙生物、嘉必优、安迪苏、华大智造、蓝晓科技等。风险提示：原材料成本上涨风险、市场竞争加剧的风险、汇率升值的风险等。1、工程化重构生命系统，技术赋能多领域产业革新1.1、合成生物学：实现对生命系统的改造和创造合成生物学（Syntheticbiology）是一门基于工程化的设计理念，结合生物学、化学、医学、农学、工程学、计算机与数

5、据科学等交叉学科技术，旨在改造或创造人造生命体系的新兴学科，在科技和产业创新两个层面均具备全面颠覆现有格局的潜力。从定义来看，狭义合成生物学包括两大方向：一是“自上而下”地将全新功能引入活细胞等生命体或生物非生物混合系统；二是“自下而上”地在体外合成全新生命系统。而广义的合成生物学边界更为广阔，还涵盖对生命有机体关键要素的各类创新应用，例如酶催化合成、无细胞合成、DNA存储等领域。(divcenter)图1：合成生物学以工程化思维实现生命的改造与创造(/divcenter)底盘细胞是合成生物学的“硬件”基础，其中常用的模式微生物有大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、巴斯德毕赤酵母等。它们因在生长

6、速率、代谢特性、产物耐受度及操作复杂度等方面各具优劣，常被针对性应用于医药、化工、食品等不同目标产物的合成路径中。发酵工程：根据生产流程，被划分为上游、中游和下游工程三部分。上游工程主要为菌种的选育和改造，以期获得生产性能良好的菌株。中游工程主要为发酵过程控制，通过对发酵过程中各种参数的采集、分析和反馈，获得产品积累的最佳发酵条件。下游工程主要是对产品的分离和纯化，采用多种技术将发酵产品从发酵液或者细胞中分离、纯化出来，达到指标后制成产品，最终进入消费市场。菌种选育阶段：早期天然发酵主要依赖从自然界直接筛选的原始菌株，生产效率低且适用面窄，仅限食品应用。进入纯种发酵阶段后，开始通过人工诱变、压