合成生物：开启精准营养无限创新空间

百科 2024-10-24 08:03 北京

合成生物学正以其颠覆性的创新力量，引领着医药、化工、食品以及营养健康等多个行业的深刻变革，相关产品正从实验室走向产业化，即将迎来规模化发展的黄金时期。近年来精准营养成研究热点，催生新消费趋势围绕“精准营养”的研究和转化，如今已成为国内外营养科学和相关领域的前沿和热点。

合成生物如何助力精准营养的发展？国内外有哪些典型案例？本期带来复星锐正资本董事总经理高航在钛资本进行的分享，主题是：合成生物助力精准营养。高航是注册金融分析师，曾任蒙牛集团创投基金管理合伙人、天弘基金执行董事、阳光融汇执行董事，专注生物制造、生命科学、消费医疗等领域，曾投资弈柯莱生物、合生科技、虹摹生物、瑞派宠物医疗、迈瑞医疗等明星项目。

分享：高航 复星锐正资本董事总经理
来源：钛资本（微信号：tmtcapital)

近年来，我们一直在探索合成生物学在营养领域的产业化机会，特别是在美妆、美食和精准医疗等方面。合成生物学不仅仅是解决单一问题的学科，而是一种新的生产力，能够推动从农业到食品化工、美妆医疗等行业的传统产业升级。随着研发人员的增长，特别是在精准营养方面，已经取得了一些研究进展。

从传统营养学到精准营养的发展路径

从传统营养学到精准营养，这一过程分为四个阶段：

1. 营养素的发现：在20世纪30年代的大萧条和第二次世界大战期间，科学家们开始大量发现维生素B、C、D等营养素，并研究它们与疾病之间的联系。这一时期的研究主要集中在美国，人们通过军事研究的角度探索营养素与健康的关系。

2. 脂肪和碳水化合物的研究：70年代，美国膳食目标提倡低脂肪、低胆固醇饮食，这一阶段的研究延续了之前对单个营养素与健康关系的研究思路，但局限性在于它主要针对营养素缺乏问题。

3. 膳食补充剂的兴起：2000年左右，膳食补充剂开始受到关注。在发展中国家，营养素缺乏病仍然普遍，而发达国家则面临慢性疾病（如三高）的挑战。膳食补充剂被认为可以预防慢性病的发生，这一阶段标志着膳食补充剂与慢性病预防的新发展。

4. 精准营养的探索：随着人工智能、大数据分析和遗传学研究的进步，人们开始基于人群的证据研究营养素、食物与疾病之间的因果关系。研究重点从单一营养素转向膳食模式和食物整体，强调食物的多样性和整体性。

精准营养板块的详细介绍

为什么叫做精准营养？

精准营养，也称为个性化营养干预，是医疗学界的一个延伸领域。它考虑个体的遗传特征、肠道微生态、生活习惯和生理状态等因素，提供高效的营养干预，以预防疾病。精准营养的关键在于跨越传统的平均化营养解决方案，从群体水平转向个体水平，确定个体差异的因素，并提供个性化的营养指导方案。这一领域的研究有助于实现更有效的疾病预防和健康促进。

随着人工智能和可穿戴设备技术的发展，精准营养研究得以深入。通过连续血糖监测、心率监测、血压监测等技术，研究人员能够对人体进行更精确的评估，进而分析食物与人体的交互作用。例如，利用机器学习方法，研究人员可以在大规模人群队列中，通过肠道微生态的大数据，预测个体对食物的血糖反应。

在美国，像NIH这样的机构通过可穿戴设备研究人体对食物的反应，并通过AI技术结合肠道菌群数据，精准预测不同个体对食物的反应。这些研究有助于个性化营养干预，实现疾病预防和健康促进。

精准营养的商业化应用也在不断发展。企业通过数字化系统建设，以消费者为中心，进行精准营销和产品投放。同时，通过健康管理平台，完善膳食和健康营养补充领域的布局，强化医药智能供应链体系。品牌与平台之间的互联互通，以及数据技术、用户运营的深度交互，共同推动膳食营养补充剂行业向健康时代迈进。

市场研究显示，精准营养市场规模预计将持续增长。尽管面临技术研发、数据处理、管理标准和产研融合等挑战，但随着科技进步和市场需求的增长，精准营养领域有望实现更大的突破和发展。

精准营养是一种基于个人特征信息，如遗传、生活习惯、生理状态等，来制定个性化的营养健康方案、产品和服务的方法。它旨在实现持久的饮食行为变化，以促进健康。精准营养的发展经历了几个阶段，从早期的营养素发现，到脂肪和碳水化合物的研究，再到膳食补充剂的兴起，直至今日结合人工智能和大数据的个性化营养方案。

目前，精准营养的实施主要通过三种基本方法：分层营养、基于生物学测量的个性化解决方案，以及结合遗传物质、环境和生活方式信息的个性化营养方案。这些方法使研究人员能够更精确地评估食物与人体的交互作用，例如通过机器学习技术预测个体对食物的血糖反应。

精准营养的实现依赖于数据的准确性和时效性。通过生物学、生活方式和环境因素的量化指标，研究人员可以制定出精确的决策和计划。这与合成生物学的DBTL（设计-构建-测试-学习）闭环通路相似，强调了从数据到解决方案再到结果反馈的循环过程。

在商业应用方面，精准营养涉及消费者需求的精准定位和迭代，以及电商数字化系统建设。品牌和平台通过数据和技术的深度交互，共同推动膳食营养补充剂行业的发展。市场规模方面，预计从2025年到2035年，精准营养市场将以年化20%到30%以上的增长率持续扩大。

随着消费者对健康和环保意识的提升，品牌需要在采购、生产和分销过程中贯彻可持续理念。此外，随着技术的进步，特别是可穿戴设备和连续血糖监测仪（CGM）的应用，精准营养服务能够提供更个性化的饮食建议和产品，从而更好地满足消费者的需求。

精准营养的研究和应用已成为全球营养科学和相关领域的前沿和热点。各国政府和研究机构正积极推动精准营养的发展，以应对公共卫生挑战，特别是在慢性病的预防和管理方面。随着研究的深入和技术的进步，精准营养有望在未来发挥更大的作用，为个人健康和疾病预防提供更有效的解决方案。

精准营养产业链条是一个新兴且复杂的系统，它通过个性化检测获取个体健康大数据，并建立健康档案。这些检测可能包括基因检测、营养代谢检测、肠道微生态检测和生理生化检测等。随后，专业的营养健康咨询师会根据这些数据为每个人提供个性化的营养解决方案。随着合成生物学和3D打印技术的发展，市场上出现了更多定制化的营养产品。此外，社会化配餐服务，如个性化配餐标准和配送，也在精准营养产业链中扮演着重要角色。

精准营养的解决方案可以从多个维度进行划分，包括生理特征、生活方式分析、基因组学、代谢组学、表观遗传学和肠道微生态组学等。这些解决方案不仅包括膳食营养、体力活动、睡眠节律和社会心理干预，还可能涉及蛋白质组学、代谢组学和临床体格检查等。未来，精准营养的研究方向将更多地依赖于多组学数据，如基因组学、代谢组学和表观遗传学。

在全球范围内，许多公司已经开始布局精准营养领域。一些公司专注于物理特征和生活方式的分析，而另一些则专注于生物标记物的检测，如Inside Tracker。还有公司如华大基因等专注于基因组学研究，以及像雀巢和达能这样的顶级食品公司则在微生物组学领域进行个性化营养方案的开发。

生物制造或合成生物学
如何助力精准营养？

合成生物学在精准营养中扮演着关键角色，它结合了生命科学和工程学的原理，通过修改和组装细胞来构建和改造生命系统。合成生物学的技术，如DNA合成、测序、基因编辑和生物信息学，可以应用于健康科技、特医食品、新营养健康食品原料的开发，以及生物材料和功能食品原料的创新。

精准营养的未来发展预计将非常迅速，市场规模有望达到数万亿美元。随着技术的进步和消费者对个性化营养需求的增加，精准营养将成为一个重要的新兴产业。然而，这一领域的发展也面临着技术研发难度、数据处理难度、管理标准难度和产研融合难度等挑战。未来，精准营养行业需要建立相应的企标、团标、行标、国标以及ISO标准，以促进行业的健康发展。同时，用户隐私安全和产业应用成本也是需要关注的重要问题。随着技术的进步和市场的成熟，精准营养有望为更多人提供个性化的营养解决方案。

精准营养是一个快速发展的领域，它通过个性化的检测和数据分析，为个体提供定制化的营养健康方案。这个领域的发展得益于基因检测、营养代谢检测、肠道微生态检测和生理生化检测等技术的进步，这些技术能够收集个体的健康大数据并建立个人健康档案。专业营养健康咨询师利用这些数据，为每个人提供个性化的营养解决方案。

合成生物学和3D打印技术的应用，为精准营养领域带来了新的可能性。合成生物学通过工程化改造微生物，如大肠杆菌，为代谢类疾病、成长期综合症和癌症的辅助诊疗提供了新的治疗方法。微生物疗法，包括微生态制药和疫苗，也在动物模型上显示出了积极的效果。

细胞疗法，尤其是嵌合抗体和CAR-T细胞疗法，通过基因工程技术改造T细胞，使其具有额外的抗原特异性，为抗衰老和药物发现领域提供了新的应用前景。合成生物学还有助于发现新的抗癌药物和疫苗，以及实现精准的体外检测。

在食疗保健方面，合成生物学技术可以用于生产高质量的原料，如特定食物分子和动物性食品替代品。此外，合成生物学还有助于开发新的食品风味物质，如减糖、减盐或减脂的解决方案，以满足特定健康需求。

尽管精准营养领域前景广阔，但仍面临技术研发、数据处理和管理标准等挑战。随着技术的进步和市场的成熟，预计未来几年内，精准营养市场将以显著的速度增长，为个体提供更有效的健康促进和疾病预防方案。

国外典型商业案例

精准营养是一个快速发展的领域，它通过个性化的检测和数据分析，为个体提供定制化的营养健康方案。目前，从事精准营养的公司主要分为三类：

1、新兴生物科技公司：这些公司通常起步较早，发展出多个分支，从不同维度覆盖精准营养领域，并提供相关的产品和检测服务。例如，国外的生物科技公司通过智能穿戴设备和移动应用程序，收集用户的生理数据，提供个性化的营养建议和营养素包，比如STYRLabs，TeloYears等。国内相关公司尚处于起步阶段，主要以提供上游技术服务、售卖初级产品，搭建相关平台为主。比如华大基因、嘉必优等。

2. 国际食品或乳制品巨头：如雀巢、达能等，它们利用自身优势，向精准营养领域转型升级，开发个性化的营养产品。

3. 跨界巨头：包括国内外的食品公司、保健品公司、生物医药公司，甚至是互联网公司，它们通过多方合作，共同推动合成生物学在精准营养领域的应用和发展。如汤臣倍健&京东健康，华东医药&安琪酵母。

国外生物技术公司，在不同维度覆盖精准营养赛道。比如STYRLabs智能穿戴设备搭配个性化营养，关注于个人定制化运动营养领域，拥有其他公司没有的整套智能运动穿戴设备，包括运动手环、智能电子秤、智能水杯、智能设备能够实时收集人体数据，并传输到手机app上，用户可在app上订购个人定制的营养素包、蛋白包等，送货到家。

TeloYears基因加端粒长度检测，减缓衰老，根据TeloYears的理论，人的老化与细胞活性、端粒长度密切相关，用户将血滴在TeloYears试剂盒内，在三到四周后得到DNA和端粒检测结果。结果包括自身端粒的平均长度，以及与同龄、同性别的人的平均水平的比较结果。公司提供一对一的指导服务，并制定一份个性化行动计划，指导用户如何通过自身行动来减缓衰老速度。

Care/Of试剂盒检测，大数据分析，用户使用检测和分析盒HomeKit收集血液样本，公司就可以通过检测生物标记物，得到用户能量与代谢、激素、炎症、肌肉与骨骼健康程度的评价。公司根据用户的目标选择不同，提供给用户相应的个性化行动方案。算法基于庞大的数据库产生，包含超过8000种食物的营养数据、18000多名健康人口的统计数据以及2500项已发表的调查结果。

Nutromics通过智能穿戴设备收集消费者行为和饮食信息，该设备可以无痛、持续测量关键的饮食生物标志物，并将其无线发送至APP，用户能够精确跟踪自己身体对不同食物的不同反应，降低与生活方式相关的慢性病的患病风险，智能贴片包含”复杂的感知平台”和“可伸展的电子”。

国际化工/食品巨头：BASF、IFF前瞻布局精准营养，BASF(巴斯夫）于1865年成立于德国，是世界著名的化工企业，其营养与健康部主要面向人类与动物营养、制药、香精香料等研发、生产、销售及服务;重要的产品有维生素、类胡萝卜素、植物甾醇、共辄亚油酸、乳化剂以及Omega-3脂肪酸等。2017年BASF与汤臣倍健展开战略合作共同致力于开发精准营养解决方案的BASF推出了系列精准营养测试服务，比如:

a)干血斑技术检测Omega-3指数及Omega-3精准营养解决方案

b)血液胆固醇的快速检测和降低胆固醇的植物甾醇精准营养解决方案

c)眼健康-黄斑部色素检查和叶黄素精准营养解决方案

华大基因作为精准营养的先行者，有着大数据、大平台的优势，以及先进成熟的基因测序技术，为个性化营养服务提供了坚实的基础。华大精准营养结合了华大医学和华大农业的力量，打造从检测到干预的精准营养健康管理闭环。

京东健康基于“以供应链为核心、医疗服务为抓手、数字驱动的用户全生命周期全场景的健康管理企业”的战略定位，京东健康已经实现全面、完整的“互联网+医疗健康”布局，产品及服务可覆盖医药健康实物全产业链、医疗全流程、健康全场景、用户全生命周期。

未来趋势展望

合成生物学与精准营养的结合展现出广阔的应用前景，主要体现在以下几个方面：

1. 个性化营养解决方案：合成生物学能够提供个体化的营养健康方案，帮助人们保持健康或治疗特定疾病。通过分析个体的基因、代谢和微生态数据，可以定制出适合不同人群的营养补充方案。

2. 食品和饮料优化：合成生物学可以在食品和饮料的生产中实施减糖、减盐和减脂策略，改善食品的营养成分和口感。这一过程不仅可以提升消费者的体验，还能创造出新的风味分子，丰富产品线。

3. 技术与数据的结合：合成生物学与人工智能的结合，能够加速实验室的快速迭代，降低市场推广成本。通过大规模数据的普及，合成生物学可以实现更精准的测试和选品，优化原料的选择。

4. 面临的挑战：尽管前景广阔，精准营养领域仍面临一些挑战。首先是监管问题，生物制造领域需要遵循法律法规，确保产品符合营养需求。其次是产业化成本，如何实现规模化生产是关键。此外，知识产权问题也需关注，尤其是在合成生物学普及后，可能会出现专利纠纷。最后，环境安全和社会道德问题也需要重视，尤其是在基因编辑等技术应用中，公众的认知和接受度存在差异。

合成生物学的应用不仅限于营养领域，它在医疗、食品、农业等多个领域都有广泛的潜力。随着技术的不断进步，合成生物学将为精准营养和健康管理提供更多创新的解决方案，推动人类健康的可持续发展。

问答

Q1：您提到用AI的可穿戴设备来精准预测人的肠道的特征，可穿戴设备的具体形态是什么？

A：通过这个可穿戴设备，可以检测到皮肤微生态、肠道微生态，比如随着简单的血检、汗液，通过数据去查到人体的肠道特征，它不只是通过一套算法，而是包含汗液这种人体表征的数据，关注到人体肠道的特征，比如肠胃健康的状态，益生菌、代谢物在体内循环，以及吸收的程度，从而给到一些健康的预警指标。

Q2：未来在营养上的各种终端产品，如果不加上智能或者类似的服务，是不是就不好卖了？是否会互相卷价格、大厂通吃？

A：精准营养与K12教育的相似之处在于，它们都依赖于可量化的指标和反馈机制。教育行业之所以持续存在需求，是因为考试提供了明确的评分和标准，使得教育效果可衡量和持续改进。同样，精准营养的未来也依赖于量化指标，通过合成生物学实现数据化，以便更好地采集数据、提供便捷性和降低成本。随着可穿戴设备和科技的进步，实时监测和反馈营养干预的效果成为可能，从而推动精准营养领域的发展。

Q3：未来市场是否比拼销售的投入，品牌的宣发，请明星代言，销售费用都特别多，但有可能大家都不挣钱？

A：目前市场上的益生菌品牌众多，销售费用高，但利润较低。未来，益生菌厂商应将更多资金投入到研究端，如临床研究，以提高产品效果。同时，合成生物学在降低成本、提高效率方面具有优势，但并非所有产品都能通过合成生物学替代。此外，初创团队在和大厂合作方面面临困难，建议他们寻找市场大、可产业化、有用的原料，并注意心态调整。

Q4：未来初创公司或科技工作者应该要怎么去突破自己？

A：互联网时代，腾讯阿里等大厂都在关注合成生物学，但这并不意味着大家需要过度焦虑。合成生物学领域有很多机会，大厂只能从一两个战略级别的管线进行布局，不可能面面俱到。农村包围城市的打法和新的场景拓展都是有机会的。同时，可以研究产业的发展趋势，了解国外顶级产业巨头的动作和投资并购情况。合成生物学企业应以终为始，不要以今天的优势推断未来的能力。小公司可以利用合成生物学柔性平台的优势，不断调整品类管线，找到合作伙伴的痛点，进行管线发展。

Q5：产投机构如何选择创业公司？

A：在产业升级过程中，产投机构更关注的是直接拿出现成的管线或至少做到中期的级别，以便迅速进行产业化落地和市场投入。在当前的市场环境下，单纯的研发合作意义不大，拿出可见的产业化产品与产投或产业方面合作可能更为现实。

钛资本观察

后疫情时代，人体的免疫力面临着前所未有的考验。以保持健康和疾病预防为主的“精准营养”必将成为未来全球营养健康行业的重要发展趋势。通过个性化的营养方案和通过合理饮食和科学的营养补剂添加，实现对疾病的预防、治疗达到健康的目的。合成生物学作为新的生产力，可以解决农业、食品化工、美妆医疗等多个领域的传统产业升级问题，而精准营养是一个重要的研究方向，需要从传统营养学向精准营养转变，合成生物学在精准营养产业发展中具有重要作用，助力产业链路的升级改造。

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