中投顾问诚意出品点上方蓝字关注
前 言
合成生物学是一门融合了工程学思想与生命科学观察分析方法的交叉学科，它通过重新设计与技术改造生物体或细胞，赋予其新的功能，并在此过程中构建一系列标准化的生物元件、组件与系统，以实现理想的生物制造能力。近年来，随着技术的不断迭代、应用场景的不断增多以及政策的持续支持，合成生物学正迎来快速发展的黄金时期，展现出广阔的市场前景。本文将详细探讨合成生物学的发展机遇、技术路径、产业链布局以及规模前景预测。
（一）技术迭代与融合
合成生物学的底层技术，包括基因测序、基因合成和基因编辑，近年来取得了显著的进步。例如，基因测序技术从第一代Sanger测序发展到第四代纳米孔测序，不仅提高了测序速度和准确性，还显著降低了成本。基因编辑技术也经历了从ZFNs、TALENs到CRISPR/Cas9的迭代，使得基因编辑变得更加高效和便捷。这些技术的快速发展为合成生物学的广泛应用奠定了坚实的基础。
大数据和AI技术的融合应用也为合成生物学带来了新的发展机遇。通过大数据分析和机器学习，科学家可以更加精准地预测和优化生物系统的行为，提高设计和构建生物元件的效率。例如，利用AI技术进行基因序列的优化，可以显著提高基因编辑的成功率和产物的产量。
（二）新需求的增长
随着全球对绿色低碳发展的要求日益提高，化石原料的瓶颈问题日益凸显，合成生物学为解决这些问题提供了新的途径。通过合成生物学技术，可以生产出更加环保和可持续的生物基材料、生物能源和生物化学品，替代传统的化石燃料和化学产品。此外，合成生物学在粮食安全、医疗健康等领域也展现出巨大的应用潜力。
（三）政策的支持
各国政府高度重视合成生物学的发展，纷纷出台相关政策支持其研究和产业化。例如，中国政府将合成生物学列为战略性新兴产业，密集出台了一系列产业政策，推动其快速发展。政策的支持为合成生物学提供了良好的发展环境和市场机遇。
（一）技术路径
合成生物学采取的核心策略是“设计-构建-测试-学习”（DBTL）循环。这一循环通过长期、反复的人工实验试错，有效地筛选和优化所需的生物合成装置和系统功能。具体来说，技术路径可以分为以下几个步骤：
1、设计：根据已知的生物学知识，规划设计基因和代谢通路。这一过程中通常需要用到信息学技术来预测生物系统的行为。
2、构建：包括基因合成、基因编辑、基因组装和遗传转化等过程，将设计好的基因导入到细胞中，构建出新的“细胞工厂”。
3、测试：确认构建出的“细胞工厂”能够正常工作，测试“细胞工厂”生产的产品是否符合要求。这一步骤涉及发酵工程、分析测试技术、高通量筛选技术等平台。
4、学习：利用信息学技术对测试数据进行分析学习，根据分析结果修正和优化原有的设计，开始新的DBTL循环。
（二）产业链布局
合成生物学产业生态从上游的基础技术开发到中游的技术平台搭建，再到下游的应用开发和产品落地，形成了完整的产业链条。具体来说，可以分为以下三个部分：
1、上游：聚焦使能技术开发，涵盖基因编辑、基因合成、基因测序、菌株改造、工具酶、模式动物库、转录/蛋白/代谢多组学分析、生物元件设计与优化、计算机辅助设计等。这些技术关注底层技术的创新，以实现颠覆和提效降本。代表企业包括华大智造、华大基因、贝瑞基因等。
2、中游：侧重平台搭建和路线跑通。作为对生物系统及生物体进行设计、改造的技术平台，核心在于路径开发，包括底盘细胞选择及改造、培养条件优化、纯化方法开发等。其注重通用性，具有潜在CRO属性。构建平台包括细胞铸造厂、酶工程平台、无细胞平台、生产工艺优化等。代表企业有Ginkgo基因、博雅辑因、泓讯生物等。
3、下游：强调规模生产和商业化。涉及人类衣食住行等多方面的应用开发和产品落地，重点是大规模生产的成本、批间差及良品率把控，具有潜在CDMO属性。中下游企业界限不清晰，很多生物技术公司进行中下游一体化布局。应用领域包括生物医药、化工能源、农业食品等。代表企业有上海医药、凯赛生物、华恒生物、信达生物制药、药明康德、华熙生物等。
（一）全球市场
近年来，全球合成生物产业市场规模快速增长。据数据显示，2022年全球合成生物产业市场规模为139.8亿美元，2017-2023年复合增长率为27.1%。预计到2024年，全球市场规模将达到189亿美元，2023-2027年年复合增长率为23.4%。其中，医疗健康将成为最大的细分市场，占比达26.6%，预计2028年市场规模将达到133亿美元。
（二）中国市场
中国合成生物学的发展势头强劲。在政策和技术的双重驱动下，中国合成生物学从基础研究到产业发展进入了快车道。2018-2022年年复合增长率为43.3%，远超全球增速。预计到2024年，中国合成生物市场规模将达到105.16亿元，展现出强劲发展势头和商业价值。
（一）基础研究持续加强
随着基因测序、基因合成、基因编辑等底层技术的日趋成熟，以及AI、计算机、工程学等技术工具及跨学科的使用融合，合成生物学基础研究成果将持续爆发。越来越多的优秀研发成果有望相继涌现，为合成生物产业发展奠定基础。
（二）全链路发展模式兴起
部分合成生物企业给出“全链路”的解决方案，覆盖“基础研究、产业转化、市场转化”的全链路发展模式。这种模式可能更适合合成生物产业的发展要求及特点，有望成为新的产业发展趋势。在合成生物全链路发展的过程中，“中试”环节的重要性愈发凸显，是合成生物跨越“死亡之谷”的关键环节。
（三）产业集聚与政策支持
随着各区域政策的持续落地和有效支持，加上中国在生物制造、微生物发酵、供应链等方面的产业优势，全球性的合成生物产业集群有望在中国崛起。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焦点。
（四）应用场景不断拓展
合成生物学在生物医药、化工能源、农业食品等领域的应用场景不断拓展。例如，在生物医药领域，合成生物学技术被广泛应用于细胞与基因治疗、微生态疗法、体外检测等方面；在化工能源领域，则涉及精细化工、生物基材料、工业酶以及生物能源等；在农业食品领域，则涵盖食品饮料、食品添加剂、饲料添加剂等。未来，随着技术的不断进步和成本的进一步降低，合成生物学的应用场景将更加广泛。
END
原创声明：本文版权为深圳市中投顾问股份有限公司所有，如需转载，来源请注明“中投顾问”。
更多本行业研究分析详见中投产业研究院《2025-2029年中国未来产业之合成生物学行业趋势预测及投资机会研究报告》，点击标题，即可跳转阅读及购买。
中投顾问，中国领先的产业研究和战略咨询机构！
中投顾问成立20多年来，一直聚焦在“产业”领域，专注于产业研究、产业规划、产业招商及产业投资咨询服务。
是国内唯一一家既有深厚的产业研究背景，又只专注于产业投资与产业发展服务的专业公司。
中投顾问长期跟踪22个重点行业、81个细分行业，在全国首发超过500份新领域行业研究报告，每年发布和更新超过1000份各行业研究报告。
中投顾问构建了产业发展五力模型（即政策-企业-资本-技术-用户）创新“市场机会矩阵”、“投资决策矩阵”和“投资时机曲线”等研究工具。
自建“中投产业大数据”，并覆盖指标达到150万多个，数据累计1.5亿量级。
累计服务客户20万家，中国企业500强80%以上都是我们研究产品用户。
获取更多报告及资讯，请扫码关注👇微信号
COOPERATIVE CONTACT
合作联系
电话
400 008 1522
0755-82571522
邮箱
faxingbu@ocn.com.cn
