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未来合成生物有望成为万亿级产业左侧布局赛道涉及标的需持耐心

来源:环球app下载 作者:环球app下载安装

2024-02-27 06:31:44

  近两年合成生物在医药生物产业链中异军突起,这一看似晦色难懂的概念实际离我们的生活并不遥远,比如餐桌上的合成鱼翅以及食品保健领域的角鲨烯、角鲨烷;长久来看,合成生物的市场空间有望达到万亿级别。

  1月24日,无锡合成生物产业园在无锡高新区揭牌落地,园区精准锚定未来产业的一个新赛道——合成生物。稍早前的1月6日,北京市合成生物制造技术创新中心和中关村合成生物制造产业集聚区正式揭牌,均落户昌平,目前已全面启动建设。

  无独有偶,合成生物在海外亦有突破: 2023年12月20日,美国南加州大学研究人员发表在《自然·通讯》杂志上展示了突破性新技术——克隆重编程和组装平铺天然基因组DNA(CReATiNG),该技术为构建合成染色体提供了一种更简单且更具成本效益的方法,可显著推进基因工程,并推动医学、生物技术、生物燃料生产甚至太空探索领域的进步。 这一次技术或将彻底改变合成生物学领域,同时也再次点燃长期资金市场对于合成生物学领域的热情。

  据麦肯锡咨询预测,到2030-2040年,全球合成生物每年可产生约1.8-3.6万亿美元直接经济影响,未来市场空间有望达到万亿级别。

  合成生物学的定义是在工程学思想指导下,对生物体进行有目标的设计、改造、甚至创建赋予非自然功能的“人造生命”,目前人类对其直接应用场景更多集中在材料化学品、医疗健康、农业食品等领域。

  社会需求方面,目前人类社会持续健康发展遇到的最大困扰是全球气候变暖,生物制造顺应“绿色、低碳、可持续”的发展要求,其具有高效、清洁、可再生等特点,可以从根本上改变传统制造业高度依赖化石原料以及“高污染、高排放”的加工模式。 在绿色发展方面,其能够更好的降低工业过程能耗、物耗,减少废物排放与空气、水及土壤污染。

  在低碳发展方面,生物制造可通过天然可再生原料,实现化学过程无法合成或者合成效率很低的石油化学工业产品的生物过程合成,促进二氧化碳减排和转化利用,变石油煤炭的“黑金经济”为生物质加工的“绿金经济”,是实现“碳中和”目标的重要途径。

  例如国内相关公司依据第三方碳排放指标检测结果发现,相较于传统化学法生产PA6和PA66,其生物基PA56及其原料生物基戊二胺产品的生产有着非常明显碳减排优势,每单位重量的生物基PA56全球变暖潜力为4.38,较PA6减少55.8%,较PA66减少49.6%。

  技术突破方面,菌种构建、改造、筛选和迭代技术是合成生物核心关键的技术,基因技术的进步为生物制造的发展奠定重要基础。 而菌种是合成生物技术的核心,一株理想化的菌种应当具备: 1)高产物转化率、产率、效率; 2)高稳定性,遗传片段不易丢失; 3)高抗逆性,对周围环境如高温、高渗透压、酸碱等条件的耐受程度。 随着基因测序、基因编辑及基因合成等技术飞跃,特别是融合AI技术和自动化工具组使得成本大幅度下降。

  例如基因测序成本以超摩尔速度下降,使得从全基因组层次设计和构建微生物细胞工厂成为可能; CRISPR-Cas9基因编辑技术的出现,大幅度的降低了编辑的难度和成本,被大范围的使用在细胞代谢途径的构建和改造中; 同时大量实验积累使得对微生物代谢通路中定量关系的深度理解和计算能力慢慢地增加,加快了生物制造产业发展。

  据麦肯锡咨询预测,到2030-2040年合成生物每年可产生约1.8-3.6万亿美元的直接经济影响。 据BCC咨询预测,2021年全球合成生物市场规模达95亿美元,预计到2026年达到307亿美元,2021-2026年CAGR预计达26.5%。

  作为未来潜在应用领域,医疗健康领域更具经济性和高效性。 合成生物通过设计全新的细胞内代谢途径,使医药产品可以通过微生物细胞利用廉价糖类等原料进行合成,以此来降低医药产品生产所带来的成本,为绿色生产提供可能。 例如,有企业成功将生产青蒿素的基因从植物中提出来,并导入酵母,让酵母从简单可再生糖类源源不断生产出青蒿酸。 在医学应用中,合成生物可根据不同的疾病和致病机制,进行人工设计、构建适宜的治疗性基因回路,在载体的协助下植入人体,通过纠正机体有功能缺陷的回路,实现治疗疾病的目的。

  同时,合成生物拓展食物边界,推动新食品加速创新。 世界资源研究所分析,到2050年相比2010年粮食缺口高达56%,牛奶和肉类的需求将更大。 从耕地资源生产食物转变为全方位、多途径开发食物资源,向植物、动物、微生物等要热量要蛋白,创新蛋白来源、食品原料和食品制造业配料,开发用于食品生产的细胞工厂。 例如,2020年元气森林带着“0糖0脂0卡”的概念风靡全国,其核心原料赤藓糖醇进入大众视眼,作为新一代迅速走红的代糖,就是以小麦或玉米等淀粉质原料,经酶降解生成葡萄糖,由耐高渗透酵母或其他菌株发酵生产。

  此外放眼未来,生物基材料慢慢地替代传统石油基材料。 目前我国塑料化纤年消耗量约1.8亿吨,其中新生产塑料约1亿吨,化纤约5800万吨,回收再生塑料约2000万吨。 石油和煤炭化工所产生的苯、甲醛有毒有害于人体健康的物质严重威胁人类健康; 塑料垃圾在自然条件下降解需要数百年,给生态环境带来严重隐患。 利用生物质可再生资源为原料,通过生物技术加工制造,以生物基聚乳酸代替普通塑料和普通化纤,以生物基聚氨酯(Bio-PU)、生物基聚碳酸酯(Bio-PC)、生物基聚酰胺尼龙(Bio-PA)替代传统化学工程材料,是解决环境污染、实现碳中和目标重要途径。

  随着世界主要经济体纷纷聚焦生物制造产业,全世界内大量初创公司涌现,也带动了长期资金市场对这一创新浪潮的关注。 据SynBioBeta统计,2018年全球合成生物领域公司融资规模近40亿美元,2019年为31亿美元,2020年该数值达到78亿美元,年增长1.5倍,并有74家合成生物公司完成上市。 目前其在国内蒸蒸日上,在医药、农业、日化、化工等领域均出现代表性企业。

  在这些企业中,有的在医药、食品等领域应用的L-丙氨酸等产物的规模化生物生产方面取得突破,有的着眼于提升美妆产品原料透明质酸的发酵效率和产量,有的着力攻克长链二元酸和尼龙的生物制造,有的进行农业领域RNA农药生物合成相关研发生产,共同推进其良好发展。

  目前合成生物的公司分两大类,一是产品型公司,即借助合成生物学手段生产面向市场各领域的合成生物产品; 二是平台型公司,旨在提供生物体设计与软件开发等平台化的集成系统。 现阶段平台型企业由于缺乏应用层面的落地产品,盈利能力受限。 对比看,产品型企业打通了从生物改造、发酵纯化到产品改性的全产业链,近年来得到快速发展。

  对于产品型公司,着重关注以下几点: 一是公司选品策略,二是公司技术和市场的匹配程度,三是公司是不是有产业化放大、商业化推广能力。 目前该行业最主要的痛点在于产业转化、市场转化,在实验室构造的菌种能否产业化,如何产业化产生价值,服务于人类是核心关键。 选品战略可以从以下方面出发: 1)工艺放大的难度,对于大宗产品而言,规模做得越大,要跨越的放大阶段也越多,风险也会越大; 2)市场监管准入门槛,尤其涉及到医药、食品等领域,有关政策指引尚未完全明确; 3)产业链配合意愿,以生物基新材料领域为例,产品的应用开发和推广是难点。

  近几年合成生物方向热度较高,但还处于相对早期,过程中必然经历曲折,比如: 1)一些勇于探索商业模式的公司领头人往往是科学家,精通技术、但对商业模式运作未必熟悉; 2)目前合成生物仍处发展早期、对产品研制需求并不大,许多下游企业通过与科研机构合作就能够完全满足需求,但想要有长期成长性还需要具备相匹配的研发能力,证明能持续“造血”。 但未来生物制造替代传统的制造方式需要我们来关注,相关赛道优秀公司或可左侧布局; 该板块投资周期长,着重关注长期投资回报。

  作为我国战略性新兴起的产业中重要细致划分领域,目前合成生物依旧处于产业化中前期阶段,上市企业相对较少,颇具代表性的主要有华恒生物、凯赛生物、华熙生物等。 对比目前发展状况,华恒生物似乎更为领先,或与其对公司的定位以及选品策略紧密关联。 根据长江证券研报,2023年华恒生物预计有望实现归母净利润4.5亿元,同比增长高达41%,且随着2023年底新项目陆续建成投产,未来几年业绩增速有望保持。 同时公司目前选品正逐步从小品类的氨基酸、维生素等产品逐步切入广阔新材料方向,打开公司成长天花板,估值有望进一步提升。

  (作者系博时基金行业研究部投资经理助理。本文已刊发于1月27日《证券市场周刊》,文中观点仅代表作者本人,不代表本刊立场。文中提及个股仅做举例分析,不做买卖推荐。)


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