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对话恒鲁生物:开启合成生物规模化量产阶段,打造中国的“味之素”

作者:张玉洁 2024-07-13 14:25

合成生物学作为一个新型的学科和领域,其起源可以追溯到20世纪70年代,但直到21世纪初,随着生物技术的发展,尤其是基因编辑技术CRISPR-Cas9的突破,合成生物学才真正开始进入公众视野。

 

面对全球人口持续增长以及消费者对健康、可持续食品需求急剧上升的场景,合成生物学正逐步从实验室走向市场,为解决粮食安全、资源高效利用及环境保护等重大挑战提供创新路径。

 

据中商产业研究院统计数据,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,预计2026年将达307亿美元。

 

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图:2017-2026年全球合成生物学市场规模及预测  单位:亿美元

数据来源:中商产业研究院,35斗绘制

 

现如今,合成生物学已然成为了生物技术领域的一个重要分支,吸引了众多科研机构、企业和投资者的关注。近期,35斗与山东恒鲁生物科技有限公司(以下简称“恒鲁生物”)创始人方诩进行了对话,深入了解了公司发展历程、产品布局、市场战略及创始人的未来愿景。

 

以乳糖为唯一碳源,利用酵母实现HMOs的从头合成

 

尽管恒鲁生物正式成立于2018年,但在此之前,方诩就已经在合成生物学领域深耕了多年,团队也已经在实验室完成了母乳低聚糖(HMOs)的小试成果。鉴于这一重大突破,方诩决定成立公司,并致力于将合成生物学技术和专利成果进行产业化。

 

“我从微工程起步,到后来专注微生物工程和代谢工程,最终选择进入合成生物学领域。”在方诩看来,合成生物学为传统生物技术,特别是微生物工程带来了质的提升,“合成生物学的出现解决了传统技术难以实现的系统化和工程化难题,推动了基础技术向实际应用和普及化迈进。”方诩这样说道。

 

恒鲁生物以HMOs作为产品切入点,这一个拥有着巨大市场潜力的营养成分,功能多种多样。据了解,HMOs可被肠道内特定益生菌发酵利用,从而促进有益菌群的生长,以及有益代谢产物的生成。除了在婴儿的肠道中发挥作用外,该成分还可与细胞因子等受体等结合,以调节免疫功能。此外,HMOs还有着阻止病原体附着、促进大脑发育的作用。

 

方诩告诉我们,HMOs只存在于人类母乳中,是第三大营养成分,它像维生素一样,是一个族群。“目前行业已从人类母乳中分离出200多种HMOs,已明确化学结构的有30种以上,并且每种HMOs对人类健康具有不同的功能。”

 

“获得HMOs可以用三种方法,一是提取法,二是合成生物学法,三是化学法。但自然界存在HMOs的原料稀少,化学法又存在食品安全问题,如重金属超标(镍)等,所以我们选择了合成生物学的方法。”方诩说。

 

目前,恒鲁生物以乳糖为唯一碳源,利用酵母实现HMOs的从头合成,这个过程包含酶分子改造、菌种构建、精密发酵、酶工程和分离纯化等多个步骤。方诩说,“细菌和霉菌容易产生毒素,唯有酵母不产生毒素,安全性最高。并且现在中国HMOs奶粉市场外企占主导地位,我们要用中国创新的技术减少进口产品替代的问题。”

 

此外,恒鲁生物还搭建了“合成生物+人工智能”的研发平台,采用软件工程技术对工业微生物实施全局理性设计,以AI技术模拟合成生物学高通量筛选菌株的过程,全面加速新品研发到放大量产的过程。方诩表示:“人工智能和生物技术的融合,不仅加速了进度、减少了成本,而且还提升了研发的成果质量。”

 

现阶段,公司已规模化生产2’-FL,3-FL,DFL,LNB,LNTII,LNT/LNnT七种糖,其中2’-FL,3-FL,LNB,LNTII的纯度>98%。“2023年,我们通过2400平方米中试、量产生产车间和300平方米的十万级GMP车间,达到了20吨的年产能。预计2024年,公司将完成100吨/年的产能。”

 

除了在产能和纯度方面表现出色,恒鲁生物在HMOs领域的其他几个维度同样成果显著。从专利数量来看,恒鲁生物在HMOs领域已位居全球第四,在国内则是遥遥领先。

 

用合成生物学颠覆下游市场,成为中国“味之素”

 

当谈及到行业面临的挑战,方诩表示,其中有一个核心问题在于,合成生物学企业最开始并不明确是应该专注平台搭建还是产品开发。但目前看来,单纯的服务型平台,似乎并不容易实现商业化。

 

因此,行业内出现了更多企业倾向于产品开发的趋势。然而,产品开发也面临选品难题,企业往往倾向于跟随市场热点。这吸引了大量企业涌入同一赛道,造成了技术开发和市场资源的浪费,同时也导致产品同质化严重。

 

“因此,如何将选品转化为市场认可的产品,解决消费者的痛点,并形成商业闭环,是当前行业亟待解决的问题,”方诩表示,企业需要从技术和市场的双重角度思考,避免选品重复化的问题,只有这样,合成生物学才能真正实现从技术到市场和产业的跨越。

 

在此背景下,成功研发并量产HMOs之后,恒鲁生物也并未止步,而是利用已搭建的规模化、工业化平台,逐渐扩展至其他产品线,如红景天苷、海参多肽等稀缺自然资源的替代品。方诩说道:“除了HMOs之外,我们还选择了自然资源稀缺但市场需求迫切的产品进行研发。以红景天苷为例,其原料植物已被国家列为二级珍稀植物,资源受到保护。”

 

据悉,恒鲁生物通过合成生物学技术,已成功利用葡萄糖量产红景天苷,每立方米发酵罐5天的产量相当于7吨红景天的提取量,且纯度达90%以上,有效缓解了红景天苷原料供应的瓶颈问题。

 

方诩强调,恒鲁生物的定位是以为产品导向,聚焦市场刚需,通过合成生物学解决资源稀缺与环境保护的双重难题,为下游市场提供可持续的解决方案。“未来,我们将继续在这个平台上开发更多市场急需的产品,以满足不同领域的需求。”

 

35斗了解到,恒鲁生物的主要客户群涵盖了国内外众多乳制品企业,他们使用公司提供的HMOs进行食品配方和解决方案的开发。此外,恒鲁生物的相关产品也受到了功能性食品、保健品行业、动物饲料原料供应商,乃至化妆品制造商的青睐。方诩说:“未来5-10年,合成生物学或将在大健康产业、化妆品、功能食品和医疗美容等行业发挥非常重要的作用。” 

 

在未来发展规划和需求方面,方诩表示,恒鲁生物目前已经完成了A轮融资,这是公司发展过程中的一个重要里程碑。随着公司从早期的研发阶段过渡到技术迭代和规模化生产的新阶段,公司对资金的需求也在显著增加。

 

为了支持接下来的研发工作、技术升级以及扩大生产规模,恒鲁生物正计划进行A+轮融资。“我们预计,这一轮融资的规模将达到数亿元人民币。“

 

当前,国家正积极推动新质生产力理念,它强调的是以创新为核心,摆脱传统增长模式,追求高科技、高效能与高质量的发展路径。方诩说:“合成生物学作为典型的新兴技术领域,恰如其分地嵌入了新质生产力的框架之中。我们期望合成生物学能够得到来自政府、各行各业以及金融界的更多支持与关注,进一步加速科技成果的转化和产业升级。”

 

“让产品有价值,让企业有担当;让生命有意义,让世界更美好”是恒鲁生物的使命。在采访的最后,方诩向35斗介绍了企业愿景:“我们以‘味之素’为榜样,致力于新型高科技生物原料的普及化应用,并以合成生物学为剑,为下游市场带来颠覆性变革。”

注:文中如果涉及35斗记者采访的数据,均由受访者提供并确认。

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