合成生物学周报：16部门推进《生物经济规划》实施，生物法制备阿洛酮糖取得新进展

中心思想

生物经济发展势头强劲

当前，全球生命科学基础前沿研究持续活跃，生物技术革命浪潮正加速融入经济社会发展，为人类应对生命健康、气候变化、资源能源安全、粮食安全等重大挑战提供了崭新的解决方案。国家发展改革委印发的《“十四五”生物经济发展规划》明确了生物经济的万亿赛道潜力，并由16个部门共同推进规划实施，显示出国家层面对于生物经济发展的坚定支持和战略布局。生物经济已成为我国经济发展的重要引擎，其创新发展基础不断夯实，生物医药、生物质能源、生物基材料等重点产业正积极发展，生物资源保护利用和生物安全保障体系建设也取得了积极成效。

合成生物学市场活跃与创新

合成生物学作为生物经济的核心驱动力之一，其市场表现和技术创新持续活跃。尽管本周（2023/04/24-2023/04/28）华安合成生物学指数有所下降，但行业内公司在业务拓展、融资活动和研发方向上均展现出强劲的增长势头和创新活力。国内外企业在细胞培养肉、高蛋白玉米、生物基材料、植物基食品等多个细分领域取得显著进展，并通过多轮融资加速技术落地和产业化。科研方面，从酿酒酵母细胞壁生物合成到毒黄素生物合成途径重构，再到D-阿洛酮糖等新型功能性单糖的生物制备技术突破，合成生物学正不断拓展应用边界，为绿色制造和健康生活提供底层支撑。

主要内容

市场表现与政策驱动

• 二级市场表现分析：
  • 本周（2023/04/24-2023/04/28），华安合成生物学指数下降1.33个百分点至1172.51点，跑输上证综指2个百分点，跑输创业板指0.63个百分点，在申万一级行业中排名第23位，整体表现相对较弱。
  • 行业内54家上市公司中，有29家公司股价上涨，25家下跌。
  • 涨幅前五的公司主要集中在医药、化工和工业领域，包括翰宇药业（+12%）、科伦药业（+7%）、浙江震元（+5%）、新日恒力（+5%）和楚天科技（+4%）。
  • 跌幅前五的公司则主要分布在生物医药、化工和食品领域，如嘉必优（-15%）、圣泉集团（-11%）、华大基因（-9%）、诺禾致源（-8%）和贝瑞基因（-7%）。
• 政策环境与生物经济规划：
  • 国家发改委高技术司组织召开生物经济发展部际协调机制工作会议，全面总结《“十四五”生物经济发展规划》实施进展，并部署下一步重点任务。
  • 会议强调，各成员单位在夯实生物经济创新发展基础、推动生物医药、生物质能源、生物基材料等重点产业发展、加强生物资源保护利用以及完善生物安全保障体系建设方面取得了积极成效。
  • 欧盟理事会通过碳边境调节机制（CBAM），预计将对石油化工和钢铁等高碳排放部门产生重大影响。合成生物学作为实现“双碳”目标下绿色制造的底层支撑，其全生命周期离不开碳管理，因此欧盟碳关税政策将利好合成生物材料的发展。

产业创新与前沿突破

• 公司业务进展与融资动态：
  • 国内企业：
    • 未米生物： 完成数千万元Pre-A轮融资（厚新健投独家投资），资金将主要用于推进全球独家高蛋白玉米管线及团队人才扩充。公司致力于创制糯性品质改良、高蛋白、高维生素E、高亚麻酸、高DHA/EPA等特定用途的玉米新型材料，并通过合成生物学技术开发动物食用疫苗、饲料酶制剂、抗生素替代等功能性生物制品，以降低饲料成本并为健康养殖提供新方案。
    • 阳泰（黑龙江）生物科技有限公司： 在明水县启动年处理22万吨大豆深加工（一期）项目，计划建设大豆分离蛋白、豆饼粉、膳食纤维和改性纤维生产线，以及大豆油精炼线，旨在依托优质大豆资源，打造亿元级豆制品健康休闲单品。
    • 周子未来： 完成数千万元人民币A+轮融资（启明创投独家投资），资金将助力公司落地细胞培养肉千升规模的中试工厂，预计在2024-2025年推出具有市场竞争力的细胞培养肉产品，有望重塑千万吨级肉类消费市场。
    • 福州大学研究团队： 成功开发出从绿茶残渣中提取替代蛋白质的解决方案，该蛋白质比大豆蛋白更便宜、更健康，有望最早于明年推向消费市场，并已与当地食品公司进行商业化接触。
  • 国外企业：
    • Ginkgo Bioworks与Visolis： 合作将先进生物工程与化学催化技术结合，改进微生物菌种以制造生物基异戊二烯，应用于可持续航空燃料等负碳材料领域。
    • Oatly与瑞士国际航空公司（SWISS）： Oatly Caffè Latte在所有SWISS航班上销售，标志着Oatly首次与全球航空公司合作，推广其有机、素食、不含乳制品、大豆和坚果的植物基咖啡饮料。
    • Beyond Meat： 在英国扩大产品组合，推出Beyond Burger Chicken-Style、Beyond Fillet和Beyond Nuggets等新植物基鸡肉产品，以满足市场对植物肉的需求。
    • Heura： 发布无添加剂、高蛋白植物基食品新技术（Good Rebel Tech平台），计划于2023年第四季度在欧洲推出植物基火腿片和香肠，已筹集3600万欧元并接近完成B轮融资。
    • Chunk Foods： 完成1500万美元种子轮融资后，正准备在以色列开设新工厂，利用发酵技术将大豆和小麦转化为蛋白质，生产数百万份无防腐剂、添加剂、胆固醇或转基因生物的植物基牛排。
  • 行业融资加速： 2022年至今，国内外超过百家合成生物学企业完成新融资，涵盖细胞肉、生物科技、基因编辑、微生态、光驱动合成生物等多个前沿领域，如瑞风生物（数亿元Pre-B轮）、零一生命（亿元B1轮）、微新生物（数千万元天使轮）、光玥生物（近亿元Pre-A轮）等。
• 行业科研动态：
  • 蛋白质工程： 研究人员系统探究酿酒酵母细胞壁生物合成途径对重组蛋白胞外表达的影响，发现数个新靶点改造能显著提高重组酶胞外酶活，并通过蛋白质组学分析揭示蛋白翻译过程是关键调控。AlphaFold2预测数百种未知结构蛋白质的准确性得到交联质谱实验证实，对蛋白相互作用研究具有重要意义。
  • 细菌生物合成： 在大肠杆菌中重构毒黄素生物合成途径，发现关键中间体和新型非辅因子依赖型氧化酶，为植物毒素生物合成提供新见解。利用基因组挖掘获得独特的I/III杂合基因簇，完整解析cinnamomycin生物合成途径，该物质展现显著抗细胞增殖活性。
  • 细胞工程： 开发出CFE系统（无细胞蛋白合成系统）的光控OFF开关，结合此前开发的ON开关，共同组成精确控制CFE系统的化学工具，拓宽其在分子医学与合成生物学等领域的应用前景。研究利用免疫肽组学和内标肽定量技术，揭示巨噬细胞通过MHC-I对结核分枝杆菌抗原呈递的机制。
• 周度公司研究：蓝鸟生物基因疗法进展：
  • 蓝鸟生物（bluebird bio）的第三款基因疗法lovotibeglogene autotemcel（lovo-cel）原计划于2023年第一季度获得FDA批准，但未能按期获批，导致公司股价下跌31.31%，市值降至3.91亿美元。
  • 2023年4月25日，蓝鸟生物向FDA提交了lovo-cel基因疗法的生物制品许可申请（BLA），用于治疗12岁及以上有血管闭塞性事件（VOE）病史的镰状细胞病（SCD）患者。
  • 若获批，lovo-cel将成为蓝鸟生物第三款获FDA批准的罕见遗传病离体基因疗法，也是FDA第二款获批的遗传性血红蛋白障碍基因疗法。
  • 蓝鸟生物已成功推出ZYNTEGLO（β-地中海贫血基因疗法，定价280万美元）和SKYSONA（脑肾上腺白质营养不良基因疗法，定价300万美元）。
  • SCD是一种严重的遗传病，lovo-cel旨在通过基因修饰，使患者红细胞产生抗镰状血红蛋白，从而减少镰状红细胞和相关并发症。
  • 公司2022年第四季度收入6万美元，全年总收入360万美元，研发费用2.408亿美元，净损失1.323亿美元。
• 重点事件分析：D-阿洛酮糖产业化突破：
  • D-阿洛酮糖特性与功效： D-阿洛酮糖是一种新型功能性单糖，甜度相当于蔗糖的70%，热量仅为蔗糖的0.3%，口感与蔗糖相似，且能发生美拉德反应，是理想的蔗糖替代品。多项研究表明，D-阿洛酮糖具有降血糖、抑制脂肪合成、保护胰岛细胞、降低肠道葡萄糖吸收、增加脂肪和肌肉组织葡萄糖摄取等功效，有助于控制体重和预防2型糖尿病。
  • 全球监管与国内审批进展：
    • 2011年，FDA认证D-阿洛酮糖安全性（GRAS），并于2019年将其排除在“添加糖”、“总糖”标签之外。目前已在智利、哥伦比亚、新加坡、韩国、日本等13个国家/地区获批作为食品添加剂。
    • 中国和欧盟正在受理D-阿洛酮糖作为新食品原料的申请，国家卫健委已受理5次申报，有望在今年获批。
  • 生物制备技术成为主流：
    • 化学法制备D-阿洛酮糖因纯化繁复、化学污染和副产物多等问题，尚未取得突破性进展。
    • 生物转化法（酶法）因反应单一、纯化简单等优点，已成为生产D-阿洛酮糖的主要策略。酮糖3-差向异构酶（DPEase）是关键生物催化剂。
    • 国家食品安全风险评估中心（CFSA）已公开征求DPE作为食品工业用酶制剂新品种的意见，预示酶法将成为国家规定的D-阿洛酮糖工业生产方式。
  • 国内企业积极布局与产能规划：
    • 国内众多企业正积极布局D-阿洛酮糖产业，包括保龄宝（现有7000吨产能，新建3万吨在建）、百龙创园（新建1.5万吨结晶糖项目含5000吨阿洛酮糖，预计2023年Q4投产）、三元生物（2万吨项目中的2000吨产线已试生产）、金禾实业（年产1000吨项目已投产）、中大恒源（总投资1.6亿元，年产5000吨以上项目在建）、福洋生物（拟投入募资新建年产2万吨项目）、山东福宽（总投资12亿元，年产3万吨项目开工）、中粮科技（积极开展产业化推进）、华康股份（拟发行9.9亿可转债加码功能性糖醇含阿洛酮糖）、山东金宸（拟投资2亿元建设年产2万吨项目）、吉林吉奥（拟投入年产2万吨项目）、山东谷雨（总投资27.5亿元，建成后将形成年产2万吨阿洛酮糖等）。
    • 保龄宝数据显示，2022年上半年阿洛酮糖出口价格为3.09万元/吨，预计5年后随着技术进步和市场供给提升，价格将降至1.9万元/吨。
  • 技术壁垒与欣贝莱新进展：
    • D-阿洛酮糖生产存在技术壁垒，主要体现在酶制剂和工艺控制方面，导致未来几年可能持续供不应求。
    • 欣贝莱生物研发项目组在D-阿洛酮糖生产上取得新进展，其DPE新型细胞工厂转化率达到国际一线水平，且热稳定性表现优异。团队正进行增加套用次数的技术攻关，并在D-塔格糖、乳果糖、甜菊糖苷等系列糖的生物合成方面也达到国际水平。

总结

本报告深入分析了合成生物学行业的最新动态，揭示了其作为生物经济核心驱动力的巨大潜力。在国家政策的强力推动下，生物经济万亿赛道正加速形成，生物医药、生物基材料等重点领域发展迅速。尽管本周合成生物学二级市场指数有所回调，但行业整体的创新活力和增长势头依然强劲。国内外企业在细胞培养肉、高蛋白玉米、植物基食品等前沿领域持续取得业务进展和融资突破，科研成果也层出不穷，不断拓宽合成生物学的应用边界。特别是在D-阿洛酮糖的生物制备方面，国内企业积极布局产能，欣贝莱生物等公司在酶制剂和工艺控制等关键技术壁垒上取得显著进展，预示着该新型功能性单糖有望在中国市场迎来爆发式增长。然而，行业发展仍需警惕政策扰动、技术扩散、知识产权争端、贸易摩擦以及碳排放趋严等潜在风险，以确保合成生物学产业的健康可持续发展。