“高歌猛进”的合成生物产业如何跨越“死亡之谷”

  随着全球合成生物产业的“高歌猛进”，近5年来大量合成生物学研究成果集中产出。研究多个方面数据显示，在合成生物学领域，约30％－50％的研究文献集中于近5年内发表。

  从Web of Science发表的论文数量来看，2022年合成生物学相关论文已达到17456篇，相较2000年增长超过20倍；从专利情况看，合成生物学相关专利申请数量也由2004年的59项增长到2022年的2899项，增长了48倍。

  然而，研发成果的“井喷”依旧掩盖不了合成生物产业化过程中的“死亡之谷”问题。“死亡之谷”常被用来形容原创研发技术和工业化量产之间的鸿沟，在合成生物技术发展落地的过程中也同样面临“产业转化”之痛。

  在我国，科技成果转化率低一直是严峻问题。资料显示，欧美发达国家的科技成果转化率高达75％以上，实现产业化的更是高达50％左右，然而中国的科技成果转换率仅有10％左右。

  造成这一问题的原因较为多元。除了作为研发主力的科研院所与市场脱节、与企业研究能否产业化分离这一因素之外，科研成果转化的自身的复杂性也是重要原因之一。

  有业内人士指出，一项科研成果从形成到产业化，要经历理论研究、中间性试验（中试）、产业化三个阶段。科研成果只有通过中试这一关键环节，才有机会进入产业化生产。然而对于大部分科研机构来说，他们并只有少数的资本和能力去完成科研成果的中试。

  中间性试验，简称“中试”，即小型生产模拟试验，是产品在大规模量产前的较小规模试验，也是科研成果实现工业化生产必不可少的环节。科研成果能否产业化主要根据中试的成败。

  “中试”的作用大多数表现在三个方面：一是验证实验室技术工艺创新成果，修正技术参数，降低成果转化的技术风险、生产风险等；二是提供适于工业化生产的设备选型，提高工艺和设备匹配度和生产效率；三是通过中试，进一步论证该成果的技术、安全、环保等可行性，及其商业合理性。

  “中试是从科研成果到商业化的重要桥梁，它不是一次性的验证行为，也不是一个单纯的放大过程。”该业内人士强调：“在实验室中很难去建立一个标准的生产的基本工艺和生产流程，而中试正是模拟了一个小型产品化生产的过程，在这一过程中，也需要有生产标准操作规程、产品质量体系的控制、中间体的检测、甚至包括三废排放的处理等过程。而涉及规模化生产的全部过程中的生产的基本工艺、产率优化、产品质量控制、产品稳定性研究等核心问题，都需要在中试环节确定解决方案。”

  据了解，目前合成生物技术的主要应用是依托微生物代谢通路构建并赋能在发酵技术之上，通过发酵获得各种物质成分，如青蒿素、胶原蛋白、麦角硫因等等。这些物质的中试环节最重要的包含“发酵、纯化、精制”三大模块，具体涉及10余个细化环节和工序。其中，每种物质对中试环节各模块的设备组成和标准不同，“特别是合成生物技术目前在医药领域用途较多，对分离、纯化等环节的要求更高，工艺更复杂，投入成本较大，这也大幅度的降低了中试成功的概率或可能性。”

  作为“制造大国”，我国具备丰富的产业化人才和经验，因此具备突破中试瓶颈的先天优势与基础。

  同时，已有不少生物科学技术企业看到中试的重要性，并开始重点布局“中试”，以解决合成生物科研成果的转化“困局”，加速推进合成生物技术的发展落地。其中，表现比较突出的是合成生物全产业链平台公司“华熙生物”。

  据悉，华熙生物目前已经明确加码在中试领域的战略布局，在天津建成了全球最大的中试转化平台。这一平台规划了64条中试生产线条中试生产线已投入到正常的使用中，将打造成为“产学研一体化示范平台基地”，聚焦合成生物科研成果的中试转化。

  据介绍，华熙生物的中试转化平台拥有两大特点，一个是“柔性化”，另一个是“平台化”。

  所谓的“柔性化”是华熙生物将中试所需要的所有的环节流程进行了模块化和抽屉式的拆解，这样中试平台就可以在一定程度上完成数十种组合方式，以实现快速的中试流程组装，并满足多种物质对于中试所有的环节的不同需要。

  “平台化”一方面指华熙生物的中试平台能够覆盖更多的物质，提供更多物质的中试解决方案，为中小型企业和科研院校提供技术成果转化支持。另一方面是基于华熙生物从“菌种到终端”的合成生物全产业链，可以在一定程度上完成科研成果到终端产品的快速转换。

  在这一中试转化平台的支持下，华熙生物已经推出了“微真、超纯麦角硫因、重组人源胶原蛋白”等合成生物原料产品，同时，红景天苷、甘油葡糖苷、人乳寡糖等物质也已进入中试阶段。

  此外，平台的意义在于共享，因此华熙生物将中试转化平台开放给各大科研院所，与多家科研院所进行合作，建设“产学研”一体化的示范平台基地。

  不仅仅是华熙生物，目前已有多家合成生物企业也陆续启动中试布局及建设。同时，在政策端，上海、深圳、天津等地也都在不约而同加大对合成生物产业转化的支持力度。尽管我国合成生物的产业发展才刚刚起步，但能确定的是，合成生物技术的中试及产业转化能力，将成为中国合成生物制造链条上的一大核心优势，为未来更多合成生物产业成果的快速落地奠定基础。