1995年，比尔·盖茨在他的著作《未来之路》之中写道：

人类DNA就像一个计算机程序，但远比我们创造过的任何软件都先进得多。

这不仅是一个精彩的比喻，更道出了生命的可编程本质。

如今，合成生物学技术正在将盖茨的比喻转化为现实。

合成生物学已经能够大规模合成角鲨烷、HMO等物质，打破传统化学制造的资源依赖与污染瓶颈，在千行百业掀起技术革命。

这是一个影响人类命运的万亿级产业，也是全球科技竞争的战略制高点。

在这一关乎未来的竞争中，中国为何更有优势？

什么是合成生物学？

要理解这个概念，不妨先从“肉”说起。

我们生活中吃的“肉”，通常有两种——一种是猪牛羊等动物自然生长的“传统肉”，一种是大豆、豌豆等植物加工的“植物肉”。

近年来，一种全新的“人造肉”——细胞培养肉，正逐渐走进公众视野。

其制作方法是，从动物身上提取少量干细胞，在模拟体内环境的培养基和大型生物反应器里，让这些细胞慢慢分裂、生长，最终形成肌肉组织。

细胞培养肉

这种让肉在培养皿和试管里“长”出来的技术，正是合成生物学的典型应用。

从这个案例中不难发现，合成生物学自带强烈的“工程设计”属性——它不只是单纯的生物学研究，还深度融合了工程学的“系统构建”思维、计算机科学的“可编程”逻辑，并涉及材料科学等领域。

合成生物学是多学科交叉产物

（资料来源：瑞德林官网，长城证券产业金融研究院等。制图/正解局）

简单地说，合成生物学就是用工程化的思路改造生物，让细胞按人类需求生产各种物质。

这种“赋予生物新功能”的能力，让合成生物学拥有了“点石成金”的潜力。

也正因如此，合成生物学有望为人类面临的诸多棘手问题提供全新的、甚至是颠覆性的解决方案。

前段时间，《人民日报》一篇题为《120万一针，癌细胞清零？癌症患者的“救命稻草”为何遥不可及？》的报道，再次将CAR-T细胞疗法推至公众视野的焦点。

CAR-T疗法，全称为“嵌合抗原受体T细胞免疫疗法”。

通俗来讲，这种疗法是科学家从患者体内提取T细胞（一种关键的免疫细胞），再通过基因工程技术，为其装配可识别癌细胞的“导航系统”——即CAR（嵌合抗原受体）。

这些经过改造的“超级免疫细胞”——CAR-T细胞，在体外扩增后又回输至患者体内，就能够定向清除癌细胞。

CAR-T细胞治疗

（资料来源：Centre For Clinical Haematology）

CAR-T疗法虽然价格昂贵，却也为无数患者带来了生机。

正是有了合成生物学提供的工程化改造的方法论和技术工具，CAR-T疗法才走向成熟。

世界经济论坛发布的《2025年十大新兴技术》报告中，“工程化活体疗法”赫然位列全球十大突破性技术。

这项将合成生物、精准医疗深度融合的技术，正推动癌症、遗传病等领域的治疗模式发生根本变革。

除了攻克技术难点外，合成生物学还能突破产能瓶颈，改写资源依赖格局。

高端护肤品中，都会添加一种名为角鲨烷的物质，用于增强修复与保湿功能。

角鲨烷最早从深海鲨鱼肝脏提取，3000头鲨鱼才能生产1吨角鲨烷，代价高昂且不可持续。

角鲨烷

科学家将合成它的能力“赋予”酵母菌，在发酵罐中利用糖源即可实现高效生产。

根据环保组织的数据，即便在捕鲨高峰期，角鲨烷的全球年产量也仅在100-200吨左右。

现在，合成生物学已将全球角鲨烷的潜在产能推高至每年数万吨的水平。

合成生物学不仅突破了角鲨烷的传统产能瓶颈，更避免了对海洋生态的破坏。

这种模式可应用于农业、食品等领域中，彻底改变资源依赖格局，应对全球人口增长带来的粮食压力。

合成生物主要应用前景（制图/正解局）

更难得的是，与传统的生产方式相比，合成生物学技术更绿色、更环保。

合成生物制造过程条件更温和，原料多来源于可再生资源，从而能够显著降低能耗、减少废物和有害物排放。

例如，重要化学品1，3-丙二醇的合成生物制造，可实现CO2减排63%，原料成本下降37%，能耗减少30%。

世界自然基金会（WWF）估测到2030年，工业生物技术每年将可降低10亿-25亿吨CO2排放。

在全球积极推进“碳中和”的背景下，合成生物学为我们提供了一条通往绿色、低碳未来的产业路径。

合成生物学，被认为是继“DNA双螺旋结构的发现”和“人类基因组计划”之后的“第三次生物技术革命”。

合成生物学通过攻克技术难题、突破产能瓶颈和践行绿色制造，正在千业百行开启一场深远的技术革命。

人类现在遭遇的疾病、饥饿、环保难题，在不远的未来或许都将迎刃而解。

这场技术革命对人类影响之大，远比我们想象中的更广阔、更深远。

合成生物学产业链

（资料来源：前瞻产业研究院，企业预警通，国元证券研究所。制图/正解局）

合成生物学，其实早已渗透进我们的日常生活。

宝妈们熟悉的高端婴儿配方奶粉中，就藏着这项技术的“身影”。

众所周知，母乳含有多种生物活性物质，是婴儿最理想的天然营养来源。

其中，HMO（母乳低聚糖）是人类母乳中天然存在的第三大成分。

科学研究发现，HMO对婴幼儿的健康发育起到非常重要的作用，能够调节肠道菌群、抗炎抗感染，同时帮助婴儿建立起免疫系统，促进认知发育，堪称“天然营养黄金”。

也正因如此，自2016年起，雅培、雀巢、爱他美等国际奶粉品牌纷纷推出含HMO的配方奶粉，作为高端产品的核心卖点。

统计数据显示，全球已上市近千款含HMO的婴配粉产品。

含有HMO成分的婴儿配方奶粉（部分）

正解局注意到，当国际品牌争相布局HMO奶粉之际，中国企业却一直“缺席”这场产业浪潮。

除了受限于监管政策外，更关键的是，中国企业并不掌握制造HMO的技术。

HMO虽然在母乳中大量存在，却无法从牛羊乳中直接获得，只能靠合成手段制造，该技术长期被欧美企业垄断。

直到2023年10月，国家卫健委批准2′-FL（2’-岩藻糖基乳糖）和LNnT（乳糖-N-新四糖）两种HMO为食品添加剂新品种（食品营养强化剂）。

与此同时，虹摹生物、一兮生物、嘉必优等等企业通过自主研发，实现HMO的国产化生产。

中国才正式打破欧美企业对HMO产业的长期垄断，在这场全球生物合成领域的竞赛中实现“弯道超车”。

技术实现突破后，产业化的重心迅速转向产能的爬坡与扩张。

就在上个月，黄山同兮生物科技有限公司（苏州一兮生物的全资子公司）位于黄山的年产3000吨HMO生产工厂完成结构封顶，建成后这将成为全球规模最大的HMO单体生产基地。

苏州一兮生物位于黄山的年产3000吨HMO生产工厂完成结构封顶

成立于2019年的一兮生物，是国内HMO领域唯一同时具备具有自主知识产权、获批且实现产业化的公司，已布局9种HMOs单体，具备6种产业化的生产能力。

一兮生物2023年建成的300吨/年产能工厂，已成为蒙牛、伊利等企业的核心供应商，彻底扭转了国内HMO“卡脖子”局面，推动供应链自主可控。

从技术突围迈向产能领先，中国乳业有了与国际巨头同台竞争的底气。

产能提升带来的，还有实实在在的“科技普惠”。

过去，进口HMO原料价格高达500万元/吨，导致含HMO的婴幼儿奶粉售价普遍超过400元/罐，仅覆盖约15%的高收入家庭。

如今，国产产能扩大，含HMO的婴儿配方奶粉价格下降40%以上，普通家庭也能够负担得起。

除了婴儿配方奶粉外，HMO的应用场景已扩展至特医食品、保健品、美妆等领域，惠及更广泛人群。

从被国外垄断的“高端原料”，到走进大众生活的“普惠营养”，HMO的“破圈”背后，正是合成生物技术的力量。

一兮生物的HMO（母乳低聚糖）产品

2022年7月，美国Zymergen被Ginkgo Bioworks以约3亿美元的全股票交易收购，震动业界。

Zymergen是合成生物学明星企业，备受资本市场热捧，2021年4月22日上市后，市值一度突破了60亿美元。

从行业明星沦为被收购对象，核心原因是，Zymergen的旗舰产品存在重大缺陷，无法实现规模化生产，未达商业预期。

Zymergen遭遇的困境，正是合成生物学企业无法回避的“死亡之谷”难题。

Zymergen的研究人员

实验室研发完成“从0到1”的科学验证，只需要证明反应路径可行，生成目标产物。

相对而言，规模化生产则要实现“1到100”的跨越，必须同时达到“高效、低成本、高可靠”三重目标。

生物系统具有高度复杂性，现有工具难以准确预测和控制生物系统的动态行为。

许多在小烧杯里运行完美的过程，放大到大型反应罐时会出现意想不到的问题，甚至完全失败。

从实验室到工厂并非简单的等比例放大，而是一个需要重新研发、工程优化、衔接市场的再创新过程。

这一过程，被称为“死亡之谷”。

科技成果转化的“死亡之谷”现象（制图/正解局）

像Zymergen这样技术上看似成功的初创公司，都在这个过程中因为资金耗尽、技术无法放大、成本过高而受挫或消亡。

建设全球最大HMO单体生产基地的一兮生物，是如何跨越“死亡之谷”的？

在技术上，一兮生物自主构建了基因修饰菌株平台，利用人工智能和自动化技术加速生物设计过程，突破传统提取法成本高、纯度低的局限，实现核心菌种自主可控，发酵产率较行业平均水平显著提升。

一兮生物合成的母乳低聚糖HMO产品的生产仪器

具体执行上，一兮生物的专家顾问和内部研发团队下游延伸的双向融合，上下游各自“向前一步”，实现“科学语言”向“工业语言”的转化与落地。

中国制造业积累的完整产业生态，为一兮生物跨越“死亡之谷”提供系统支撑。

仅从硬件上看，一个典型的生物制造工厂，需要的原料（葡萄糖、无机盐等）、发酵设备、分离纯化设备等。

这些在中国甚至是长三角都可以“一站式”解决，极大降低了设备成本与交付周期。

以一兮生物所在的苏州工业园为例，园区已集聚生物医药及大健康企业数量超2000家，其中，合成生物学技术相关企业40余家。

在苏州工业园内，上游供给、中游放大、下游临床验证与市场开拓，均在高效半径内完成。

苏州工业园区（图片来源：苏州工业园区发布）

这种形成闭环的产业生态，不仅大幅降低了供应链与协作成本，更显著加速了从技术到产品的转化效率，为一兮生物这样的企业提供了快速迭代、规模扩张的关键保障。

不仅如此，中国还拥有大量经验丰富的生物工程人才、紧密的产学研协作机制以及庞大的本土市场。

这些优势构成强大的“飞轮效应”，推动实验室成果，以更快的速度、更低的成本、更可控的风险转化为可以大规模生产的、有市场竞争力的商品。

这正是中国合成生物学企业跨越“死亡之谷”的底气所在。

相较之下，欧美公司尽管在原始创新方面基础雄厚，却常常受制于产业链分散、工程人才不足、制造成本高企等瓶颈，在工艺放大和商业化环节面临更大风险。

中商产业研究院发布的《2025—2030年中国合成生物行业前景预测与投资战略规划分析报告》显示，2022年全球合成生物市场规模约为122亿美元，同比增长28.42%，2023年约151亿美元，2024年约达190亿美元，2025年预计达到243亿美元。

麦肯锡进一步预测，到2030–2040年，合成生物学每年带来的经济影响可能高达1.8万亿至3.6万亿美元。

预计到2032年全球合成生物学市场规模将达到1160亿美元

（资料来源：iGEM NAU公众号）

合成生物学不仅是前沿科学领域的竞争，更是决定未来全球产业格局、影响人类命运的万亿级赛道，自然成为全球科技竞争的战略制高点。

为抢占这一制高点，美国、欧盟、英国等纷纷推出国家级合成生物学战略，加大研发投入与政策支持。

中国同样将其列为“十四五”战略性新兴产业，从顶层设计到底层支撑积极布局，构建起“技术-产业-市场”闭环发展的良性生态。

以产业链完整性为核心的竞争优势，不仅让一兮生物等企业快速崛起，更让中国掌握了主动权。

合成生物学全球竞争，中国有优势！