近日,經緯創融匯的第二站在河南舉辦,本次的論壇主題是合成生物學。
在會場上,有十余家產研機構、40多家創業企業、60多家投資機構,以及河南省市區相關單位等產生了交集。本次會議還邀請了多位專家學者,進行了多場關于合成生物學進展、應用以及展望的主旨演講。
貫穿經緯創融匯的一個主題是新經濟地理學。因為一座城市的地理位置、營商環境、產業集群、政府意識,都在區域經濟發展中扮演了非常關鍵的角色。對于企業來說,如何找到最適合自己的城市,正起到越來越重要的作用。
對于河南正在蓬勃發展的合成生物學產業來說,如何根據既有產業鏈的情況去強鏈、補鏈、延鏈等等,是地方政府引導基金、國資的頭等大事。會議中精心設計了閉門分享、明星項目路演、投融資1V1對接等環節,一共近300位關注合成生物學領域的朋友,齊聚一堂、密集交流。
創融匯活動前后,多位創業者和河南政府引導基金接受了訪談、國資人士,與他們談到了河南為什么選擇發展合成生物學?河南有哪些優劣勢?企業最關心什么問題?政府引導基金會提供哪些幫助,會采取哪些策略?……
為什么是河南?
河南承東啟西,古稱“天地之中”,被視為中國之處、天下之樞。因其大部分土地位于黃河中下游以南地區,故名“河南”。
對于合成生物學行業來說,河南有兩大“硬實力”和兩大“軟實力”。兩大“硬實力”是原材料成本低與交通樞紐,兩大“軟實力”是政府的持續支持與下游食品客戶集中。
在本次論壇上午的主旨演講中,鄭州高新區黨工委書記張紅軍;河南創新投資集團董事長易日勿;經緯創投合伙人左凌燁;鶴壁市相關領導;中科院微生物所微生物生理與代謝工程重點實驗室主任陶勇;ADM(艾地盟)生物基解決方案亞太區的銷售總監王國強等嘉賓,他們都或多或少提到了河南做合成生物學的優勢。
其中,經緯創投合伙人左凌燁認為,科技真正最終發揮價值的地方,必須在產業化,而產業化必須大規模、低成本制造。對于合成生物學來說,無論是小試、中試,還是大規模量產,發酵工業都很重要,這恰恰是河南作為發酵大省的潛力。此外河南還是農業大省、運輸中心,所以今天有很多企業來到河南,都是看中這方面的優質資源。
會后,河南創新投資集團副總經理葛黨橋博士接受訪談,他是政府引導基金中的實干派,主導了很多對合成生物學創業公司的投資及生物制造產能的優勢整合,為河南發展合成生物學奠定了一些重要的基礎。我們聊到了河南發展合成生物學的優劣勢、中美在發展合成生物學中的分野、量產中的挑戰等等:
經緯:您是政府引導基金中的實干派,也非常了解合成生物學產業。在河南發展合成生物學,您認為有什么優勢和創新之處?
葛黨橋:河南主要是兩大“硬實力”和兩大“軟實力”。硬實力是指原材料成本低與交通樞紐。
河南作為產糧大省,有著低成本的玉米和由此而來的發酵業基礎。對于不少合成生物學創業公司來說,都處于從零到一的過程中,此時合適的成本非常重要,如果把成本項拆開來看,其中約40%是淀粉、糖,這對創業公司來說是一個不小的約束。低成本的農作物原材料供給對于大規模生產制造十分重要。
此外,低成本的農作物帶來的另一個結果,是優質的發酵工業基礎。中國是發酵大國,有扎實的產業基礎,河南恰恰是擁有很強發酵產業底蘊的一個省份,其中擁有巨大發展潛力和空間。對于合成生物學來說,一款產品從實驗室開始,無論是100升以下的小試,到千升量級的中試,最終到幾十噸或者萬噸規模的量產,都需要扎實的發酵產業基礎和富有經驗的工程師。
對于一個創業公司來說,如果完全從零開始,去建立大規模的發酵產能,其中的資金投入、時間投入都是巨大的。如果能與現有產能結合,將是性價比最高,甚至是至關重要的一步。例如微元合成就成功在河南落地,已經快速邁入了從小試、中試到大規模生產,就是因為河南本身有這么好的發酵基礎設施,微元直接嫁接在現有資源之上,讓創業公司能更好地、輕資產地騰飛。
河南的地理優勢也很明顯。河南省作為中國經濟自東向西梯次推進發展的中間地帶,以河南省為主體的中原經濟區是中國經濟增長的重要版塊,并且處于交通樞紐,高速鐵路交通網與航空交通線發展迅速,由此運輸成本也有天然的優勢。
再說兩大“軟實力”。首先是河南不僅僅出了支持政策,更是拿出了真金白銀的政府引導基金作相關投資,布局了多家專注于菌株設計的合成生物學創業公司,以及大量下游發酵產能。
真金白銀的投資彰顯了河南的決心,也體現了河南真正把生物制造和生物經濟作為省級戰略,而非一時的心血來潮。原本,很多人還認為生物發酵是一個落后產業,因為近年來不少傳統發酵企業非常艱難。但恰恰是一個成熟的發酵產業,在今天與合成生物學結合,既是對傳統產業的升級改造,也是對未來新興產業的“換道領跑”。
例如河南創新投資集團,一是鏈接國家戰略科技力量,出資設立國家合成生物技術創新中心,正在鄭州高新區落地中原中心。二是基金投資培育產業,設立了專注于合成生物產業投資的專項基金——河南匯融格物基金,先后投資了微元合成、擎科生物、怡和生物、柯泰亞生物等一批優質項目。三是做好中試平臺建設,協助被投企業在河南投資集團旗下的新拓洋生物中試線上完成阿洛酮糖、甘露醇等產品中試。并正在與鄭州高新區合作建設多條標準化、柔性化的合成生物公共中試線,為全國各地的高校院所、科創企業提供中試技術驗證服務,著力把鄭州打造成為全國合成生物技術轉化中心。
整體來看,河南希望通過打造“1+N”的服務體系,吸引更多科學家或者創業者來河南。其中起到關鍵作用的“1”是國家合成生物技術創新中心的中原中心,這是河南嘗試為行業提供一個科技研發平臺,一個科學家能夠交流和探討的平臺。并以中原中心為基礎,再打造N個中試基地,為中試驗證和向生物制造量產轉化提供服務。
河南的另一大“軟實力”,是擁有眾多下游食品客戶。河南擁有完善且極具競爭力的食品產業鏈和龐大的消費人口,雙匯、三全、思念、牧原、衛龍、蜜雪冰城、鍋圈食匯等家喻戶曉的知名食品品牌,都在河南,而食品是合成生物學極為重要的下游應用領域,包括健康糖、替代蛋白、天然色素、香精香料等在內的眾多產品,都是合成生物學企業的關注重點。
在河南,規模龐大的食品企業是合成生物學公司非常重要的客戶,也是某種程度上的產業聚集。對于很多合成生物學創業公司來說,隨時敲開這些食品供應商的大門,問問他們能否試用新產品,一旦成功,將對市場拓展產生極大的示范效應。
所以,依托這兩大“硬實力”(原材料成本低與交通樞紐)和兩大“軟實力”(政府的持續支持與下游食品客戶集中),再加上強大的發酵工業,河南有數量龐大的現成產能等待升級,去生產更高附加值的合成生物學新產品,這可以說是一個天然的匹配契機。
經緯:最近合成生物學行業里有一個觀點,是說美國其實和中國的發展出現了很大的分野,美國的重點在高回報的上游菌株設計等等,但在如今的加息周期下,沒有實際產品和利潤的公司會非常危險。反觀中國,基于龐大的發酵產能,很多公司有機會走出不一樣的道路。您怎么看待這種中美的分野?
葛黨橋:跟美國相比,中國的優勢在制造能力。據我們了解,美國的發酵產業確實已經沒落,而中國從合成生物學延伸向下的生物制造能力,是遠遠超過美國的。包括美國發酵產業轉移嘗試過的墨西哥等地,與中國整個制造能力配套相比,也還是差得遠。
另外,中國有3-4億中產階級,這樣一個統一的大市場也是中國的巨大優勢。當然,目前看來中國跟美國在合成生物基礎研發上還是有差距的,但完全沒有大到能“卡脖子”的程度。
所以對于我們來說,一直在想如何把優勢發揮到最大。我們河南投資集團既有生物制造能力,也設立了合成生物專項基金,正在朝著兩個目標努力,一是把發酵傳統產能變成新興產業和高附加值產業;二是在合成生物學的驅動下,打造一個生物經濟的生態圈,因為合成生物學等能帶動的產業領域非常廣泛,未來市場容量巨大,所以我們也在其他相關方向上有所布局。
經緯:河南在合成生物學方面的發展策略,有什么是與眾不同的?
葛黨橋:我們最近一直在想一件事,就是參考半導體行業的邏輯,半導體行業有一個非常重要的做法,是把設計和制造分離。比如高通、英偉達,它們作為芯片設計公司都非常厲害,但也離不開芯片制造代工企業,比如臺積電。這種Fabless模式下,它們之間不是競爭關系,而是合作關系。
對于合成生物制造來說,菌株是可以快速迭代的,菌株改造是比摩爾定律更快的一個轉換周期,但是對下游發酵、分離、純化等生產制造能力的需求都是相對穩定的。所以我們思考在合成生物學產業鏈里,科學家創立的上游公司,就相當于芯片里的設計公司,而生物制造企業類似于半導體的代工廠,他們之間可以形成一個良性的分工。
這樣更有利于讓科學家做=科學家擅長的事,制造企業做制造企業專長的事情,但要有合理的定價、合理的商業分成模型,也要格外關注菌株保密問題的解決措施。
今天的合成生物學走到了哪一步?
大家一聽到合成生物學,聽到的都是底盤細胞、代謝流、生物元件庫等等這些艱澀的詞,那么到底什么是合成生物學公司的核心技術?我們期待看到什么樣的合成生物學技術,能夠賦能和幫助整個產業,推動包括巨頭在內的整個產業向前滾動發展?
在過去一兩年里,合成生物學這個概念非常的火,但美國這邊的明星Amyris,我們眼看它起高樓,又眼看樓塌了,起起伏伏。中國在過去三年中,也是有相當多的進展,從產業端到初創公司端,基于中國成熟的發酵工業,我們看到的是萬舸爭流、欣欣向榮的景象,中美正在走向分野。
基于這些變化,本次創融匯的主旨演講和圓桌討論環節,都在討論“技術”、“選品”和“商業化”。主旨演講和圓桌討論精彩紛呈,被很多參會的朋友交口稱贊,我們把一些核心觀點片段呈現在這里:
本次創融匯的圓桌討論環節精彩紛呈,被很多參會的朋友交口稱贊,我們把一些核心觀點片段呈現在這里:
在第一場“合成生物學的技術、選品和商業化”中,本次會議邀請到了兩個產業巨頭和三位初創公司代表:蒙牛創投基金負責人高航、嘉吉食品生物亞太區可替代解決方案研發負責人賀慶、微元合成生物創始人CEO劉波、微構工場商務發展副總裁歐陽鵬飛、恩和生物研發及商務總監朱潔。
本場的主持人經緯創投投資副總裁薛明宇說:道路千萬條,選品第一條,選品選不對,所有人兩行淚。對于企業來說,選品的框架是一個2×2的方格,一個維度是“市場上已經存在、有成熟市場的產品”,對應“還需要大量市場教育的新產品”。另一個維度是,“高經濟價值的產品”,對應“大宗走量的產品”。在這個框架下,選“小而美”還是“大而穩”,一定要全方面考量且深思熟慮后再去選擇。
蒙牛創投基金負責人高航:下一階段對合成生物學企業的要求會非常之高,核心就是能不能從技術到產品,最終到解決方案,這是我們產業端最需要的。
嘉吉食品生物亞太區可替代解決方案研發負責人賀慶:在過去、現在,以及不遠的將來,我們合成生物學所關注的主流還是存量市場,合成生物學公司需要實現一個更有性價比的解決方案,如果有肯定會被市場很快接受。
微元合成生物創始人CEO劉波:為什么說選品決定生死,因為合成生物技術并不是一個產業,而是一個底層技術,它能運用在各個產業領域,選擇做不同的產品,意味著整個商業邏輯都會完全不同,歸根到底選品就是在決定我們干的是一件什么樣的事情。
微構工場商務發展副總裁歐陽鵬飛:對于大宗材料來說,邏輯是附加值低、對規模效應要求高,所以就需要成本足夠低,把各項財務指標做好,初創公司需要面對現金壓力和運營壓力。
恩和生物研發及商務總監朱潔:對于合成生物學的生物鑄造廠(bio-foundry),底層邏輯是設計、執行,然后通過學習反饋到設計,令整個閉環高效運轉,bio-foundry是合成生物學的下一個突破點。
在第二場“生物制造的機遇與挑戰”中,本次會議邀請請到了擎科生物副總裁、原中國生物發酵產業協會副會長兼秘書長杜軍;華恒生物董事、副總經理樊義;雙匯集團技術中心主任單吉祥;柯泰亞聯合創始人胡世元;元育生物技術總監屈玉嬌;河南省科投總經理、新拓洋生物總經理秦天蒼。
擎科生物副總裁、原中國生物發酵產業協會副會長兼秘書長杜軍:中國經歷了“九五”、“十五”到“十三五”、“十四五”的變化,“九五”之前是叫生物技術規劃,“十五”到“十三五”是叫生物產業規劃,另一方面來說合成生物學其實促進了“十四五”生物經濟產業規劃的出臺,中國經歷了一個完整的飛躍過程,但是合成生物學不等同于合成生物制造,合成生物學助力了合成生物制造的產生。
華恒生物董事、副總經理樊義:從我們的發展歷史來看,如果要總結經驗就是四個字:“長期”和“分享”。長期是指一個技術不可能一下子就達到最好的水平,從實驗室到小試、中試、放大,再到產業化,是一個漫長的過程,要做好長期準備;分享是指科學家要有分享精神,雖然菌種確實起了很大的作用,但是整個生產、市場、應用開發等等也起了很多作用,一定要用利他的思想去做事,才能長久。
雙匯集團技術中心主任單吉祥:在食品工業化的過程中,食品配料、添加劑是一個基礎性的產業,而中國消費者對于天然的或是生物基的食品配料,其實有更高的接受度,合成生物學的相關產品會有很廣泛的應用空間,對打造高端產品會有更好的支撐。
柯泰亞聯合創始人胡世元:作為一家初創型企業,剛開始選品的時候,我們從一個小的附加值高的產品起步,先把這個路徑跑通形成閉環。然后隨著體量擴大,再進入到市場容量更大,需要下游深度參與的環節,深度打造下一個量產的產品,這時候需要考慮的因素也會變多,包括能源成本、原材料成本、產業工人的素質、物流成本等等。
元育生物技術總監屈玉嬌:中試最大的意義在于磨合,對于科學家來說,從實驗室到工廠,其中有很多工藝環節,可能是科學家的盲區,比如溶氧、攪拌、PH值、補料等等這些問題。但對于生產端來說,也有很多需要摸索,因為很多合成生物學的新菌株,和之前的不太一樣,工程師需要摸索,了解這個物種的脾性。中試就是要填平這個鴻溝。
河南省科投總經理、新拓洋生物總經理秦天蒼:在食品配料和原料領域,原來的產品大部分都是用化工工藝生產,但現在用合成生物學生產以后,直接在水系條件下就能結晶完成,很少再用有機溶劑,這比原來的產品質量會提高,殘留也會少,這會讓食品安全再上一個臺階,這對農業大省河南也很有意義。
中科院陶勇博士怎么看合成生物學?
在本次論壇中,中科院微生物所微生物生理與代謝工程重點實驗室主任陶勇有一場精彩演講,他細數了合成生物學的發展歷史、生物制造的原理、在選品與量產中的挑戰等等,陶博士不僅在學術上有很高造詣,也對產業界有深厚研究,研究領域包括工業酶制劑與蛋白的重組表達策略、生物催化劑的開發利用等等。
在論壇之后,陶博士接受訪談,聊到了合成生物學在河南的發展、對Amyris破產的見解、未來中國合成生物學公司如何走出自己的道路等等,Enjoy:
經緯:中國是發酵大國,在合成生物學的量產方面可能具有更強的工業基礎,河南擁有不錯的發酵基礎,您覺得河南做合成生物學有哪些優勢?
陶勇:河南一個挺大的優勢是原材料,特別是當你選擇做大宗化學品時,原料成本就比較重要。河南是產糧大省,有小麥,有玉米,原料上是有優勢的。
此外,河南還有不錯的發酵產業和熟練工程師,比如微元從把菌種拿出來,到真正做完中試、生產,就花了兩個月的時間。之所以能這么快,首先因為技術非常成熟,其次拓洋的生產管理團隊和工廠里的工程師們,專業度非常高,技術能力很強,所以很快就投產了。
河南還有很多下游的食品企業,如果合成生物學產品是用于食品領域,這個優勢也會很明顯。總體來說,最終要在市場上有競爭力,必須是在每一個要素上都有一定優勢,才能有利潤。
經緯:您怎么看待合成生物學的市場空間?
陶勇:在化學品方面,第一是大宗化學品,然后是特殊化學品、精細化學品和聚合物單體。在2010年時,合成生物學在大宗化學品中只有1%-2%的替代,但最近增長得也不錯,到2025年能達到6%-10%。
在中國,特殊化學品和精細化學品這幾年發展得非常快,實際上很多替代已經超過了50%。對于聚合物,如今有大量商品都離不開高分子聚合物,在2025年可能達到10%,這里面包括聚乳酸。有人預測在未來10-20年,生物制造能夠生產60%的化工品,這是一個美好的愿望,我們希望能實現它。
生物制造實際上就是兩件事:細胞和原料。細胞是我們講的生物催化劑,經過一系列的菌種改造,增加它的生產性能。然后跟各種各樣的原料在一起發酵,如果是可再生的原料,這個就是生物基產品。通過分離純化、改造組合,就可以做出各種各樣的最終產品來。
菌種改造實際上一直都存在,并不是今天有了合成生物學才有。在20世紀90年代之前,那時代謝工程還沒有成為一個主流技術,多數是通過從自然界去篩選菌株,然后去做一系列的突變來實現。這種突變是長期的,有的做了二十多年突變,收集某些有用的基因性狀。這種辦法的好處就是操作比較簡單,用紫外也行,用化學誘變也行,但在獲得高性能菌種的同時,也會帶來很多沒用的突變,從而帶來一些菌株的營養要求和生長方面的問題。到1995年,杜邦真正利用代謝工程,把1-3丙二醇做出來以后,大家就逐漸開始利用已經知道的生化知識、基因信息,去做了很多微生物改造。目前為止,很多氨基酸、有機酸的產品,都是通過這種經典代謝工程做出來的。
我們今天講的合成生物學,是因為有了很多基因組序列,有了模型以后,我們就可以開始設計、構造菌株。特別是現在有了高通量的機器,我們可以做出大量菌種,然后在試管里測試,或是在發酵罐里測試,最后能得到更加精確的數據,一輪一輪去嘗試。有了這個循環以后,我們就可以對更多基因組進行修改,可以獲得更好的基因。我們的理想狀態是全基因組水平定制細胞,雖然現在還沒有達到,但我們可以一直往這個方向走。特別是現在有更好的AI去測試和分析。
經緯:最近,成立于2003年的美國合成生物學“鼻祖”Amyris宣布破產,您認為Amyris有哪些失敗經驗值得我們借鑒?
陶勇:法尼烯和青蒿素實際上是Amyris的主打產品,這兩個產品實際上都是非常好的,我認為Amyris最大的問題還是選錯了賽道。Amyris最早想用法尼烯做替代燃料,但這個賽道對成本的要求就非常高了。所以雖然Amyris做出了產品,但幾乎賣不出去。如果Amyris一上來就把法尼烯作為維生素E的生產原料的話,實際上Amyris現在是能賺很多錢的。國內一個比較成功的例子是大家都知道的L-丙氨酸,華恒生物從幾百噸的產量,一直做到兩萬噸,華恒與合作伙伴一起將L-丙氨酸的應用做的很完善,實現了產業化,使華恒真正成為上市公司,成為一個合成生物學龍頭。因此能夠大規模生產和應用非常重要。
Amyris后來改做化妝品中的一個原料。這時候賽道就變成了精細化學品。精細化學品的特點是總的市場沒有那么大,產量也不需要很大,但是在美國的發酵行業,除非利潤足夠,否則沒人愿意少批量生產。
這里還有行業基礎的原因,美國的發酵行業不算是很重要的行業,因為美國的公司更想追求高利潤,而傳統發酵利潤率不高。而中國是一個發酵大國,雖然凈利潤差一點,但是這些生產能力都在,也有很多熟練工人,這是中國合成生物學領域在制造端的優勢。由于美國發酵基礎很弱,有些美國合成生物學公司的發酵環節是需要在中國做的,然后再運回美國做分離。
總結來說,Amyris一是沒有選擇到合適的品類、賽道,二是沒有及時做到大規模量產。
經緯:有一些技術,雖然起源于外國,但可能并沒有成型,反而是結合了中國優質的生產制造能力之后,才逐漸成為主流。合成生物學在美國遭遇了一些挫折,這對中國來說是一個困難還是機遇?
陶勇:對,中國生物制造3000億產值中,一半左右是淀粉糖類。我們所遇到的一些約束,首先是原材料的約束,然后是知識產權問題,因為還有一些菌株存在問題,所以也就有產能擴張的問題。我們國家實際上是一個生物制造的大國,但因為我們缺少核心菌株,要想做到生物制造強國,還需要做很多工作,其中合成生物技術就可以起到很大作用。此外,我們在合成生物學領域的基礎研究其實是做得不錯的。
對一個新興技術來說,從基礎研究到應用研究,技術、生產、市場,這是一個生態鏈。我們原來的習慣是基礎研究、應用研究都是在學術機構做,然后企業拿著技術再往下應用。但其實在歐美國家,企業很早就會介入,在應用基礎研究就開始做,這樣可以做出很多新的產品,一路走下去,技術優勢就出來了。
我給國內創業公司的建議是,選品是重中之重,比如Amyris會破產就是選品有問題。我們可以看到,合成生物學產品有很明確的取舍,如果要做高附加值的產品,市場空間就會小,生產規模不需要很大;如果要做低附加值的產品,特別是大宗化學品,市場空間會很大,但對技術水平和固定資產投入要求非常高。必須根據自己的技術水平和自身發展階段,來做出取舍,找到真實的市場需求,要敬畏市場,利用合成生物技術來建立壁壘,才有可能進一步做大。
總結來說,中美在合成生物學上的發展路徑正走向分野,依托河南的兩大“硬實力”(原材料成本低與交通樞紐)和兩大“軟實力”(政府的持續支持與下游食品客戶集中),再加上強大的發酵工業,這是一個天然的匹配契機。