• 合成生物技術作為驅動未來產業的“綠色引擎”，其應用正聚焦於水解決方案、水產畜牧、食品營養、大宗化學品與農業生物製劑五大關鍵領域。

從利用微生物發酵工業廢氣製造航空燃料，到通過編輯作物基因大幅提升糧食產量以應對氣候變化，合成生物學作為一門顛覆性的前沿學科，正以其“萬物皆可造”的潛力，為人類健康與地球可持續發展帶來全新的解決方案。

9月21日，在上海張江科學會堂舉辦的浦江創新論壇之合成生物學創新論壇上，來自全球的頂尖學者、產業領袖與政策制定者齊聚一堂，共同探討了如何駕馭這股強大的技術浪潮，將其從實驗室的“靈光一閃”轉化為重塑全球產業格局的現實力量，並共同求解其在商業化道路上面臨的嚴峻挑戰。

生物製造的五大應用場景

“我們面臨兩大問題，一是地球環境在變，二是人口在變化”，諾和控股集團全球顧問委員會委員蔣惟明博士在演講中指出了合成生物學發展的背景。在他看來，合成生物技術作為驅動未來產業的“綠色引擎”，其應用正聚焦於水解決方案、水產畜牧、食品營養、大宗化學品與農業生物製劑五大關鍵領域。

首先是農業與食品。隨著全球人口逼近百億，傳統農業面臨巨大壓力。芝加哥大學何川教授在演講中展示了他的研究：通過調控水稻中的RNA修飾，不僅能使其生物量和產量提升20%至40%，還能增強其對乾旱、高溫等環境的耐受性。而在食品領域，論壇上展示的“二氧化碳製備蛋白”等在談專案，則旨在突破傳統種養殖業對土地和時空的限制，直接將溫室氣體轉化為優質蛋白。

其次是大宗化工品與新材料。化工行業是主要的碳排放源之一。美國LanzaTech公司首席執行官、美國工程院院士詹妮弗·霍姆格倫（Jennifer Holmgren）分享了她的專案：利用工程改造的微生物，將鋼廠排放的工業尾氣高效轉化為乙醇，並進一步加工成香水、服裝面料乃至可持續航空燃料。

“這就是生物學的魅力所在，”她說道，“你可以學會用完全不同的方式製造一切。”德國INM-萊布尼茨新材料研究所的科學家威爾弗裏德·韋伯（Wilfried Weber）則展示了如何將合成生物學與材料科學結合，創造出能通過光線控制的智能生物材料，為精准醫療和組織再生提供了更多可能。

此外，在動物養殖與水產、水資源管理以及個護健康等領域，合成生物學也展現出巨大前景，覆蓋了從開發新型動物疫苗、環保飼料，到利用水通道蛋白技術進行高效水淨化，再到生產高價值的化妝品活性成分等廣闊的應用場景。

成本vs環保：生物製造規模化的挑戰

儘管應用前景廣闊，但將實驗室中的高效菌株放大到萬噸級的工業生產規模，依然是一條充滿挑戰的道路，其中成本與規模化是繞不開的核心議題。

麻省理工學院教授、被譽為“代謝工程奠基人”的古格裏·斯蒂芬諾伯羅斯（Gregory Stephanopoulos）教授指出，生物製造之所以顯得昂貴，部分原因在於它未能與傳統化工在一個“公平的競爭環境（level playing field）”中比較。“我們享受了生物工藝帶來的環境友好等好處，但沒有將這些價值計入其成本優勢中。”他認為，在評估一個生物製造過程是否可行時，首先應從最基礎的化學計量學出發，淘汰那些理論上就不可能實現成本效益的路徑。

丹麥生物創新研究所（BII）首席執行官延斯·尼爾森（Jens Nielsen）教授則認為，產業界對“放大（scale-up）”的擔憂被誇大了。“真正的挑戰在於菌株的構建和穩定性。”他建議，應在研發早期就將菌株在連續傳代培養中的穩定性作為核心指標進行測試，從而在進入昂貴的放大階段前就解決關鍵問題。

面對產業化的挑戰，蔣惟明提出了新一代生物技術發展的可能路徑。他認為，必須從“創新者領導”的模式，轉向“應用和產業集體整合”的模式。這意味著，研發方需要與終端客戶、產業資本進行更深度的早期綁定，並且要認識到“生物技術和生物製造不是一回事”，後者需要深厚的工程化和工藝放大經驗，而這恰恰需要資本的長期支持。

詹妮弗·霍姆格倫表示，落地合成生物學主導的生產方式最大的挑戰，來自新的、顛覆性的想法難以獲得政策和資本的支持。她的專案的成功離不開與中國夥伴的深度合作，其全球首個商業化工廠便落戶中國。詹妮弗認為，中國創新生態系統具備幾個關鍵特質：“首先是更願意冒險和推動，這對於顛覆性技術至關重要；其次是政策的長期承諾與穩定性；最後是對技術增長的極度專注。”這種環境為需要不斷試錯和長期投入的新技術，提供了寶貴的成長土壤。

共築合成生物學創新生態的“上海方案”

一個前沿產業的崛起，離不開一個開放、協同的創新生態。本次論壇上，上海展示了其在合成生物學領域的決心與佈局。

上海市科委副主任朱啟高在致辭中提到，上海早在2023年就出臺了行動方案，目標是“打造高端生物製造產業集群”。政府的角色在於“強化頂層政策設計”、“體系化佈局科研攻關”以及“著力構建創新生態”，為科學家和企業家搭建舞臺。浦東新區作為核心承載區，則通過打造特色產業園、完善轉化機制，為產業發展“築牢根基”。

“合成生物學是一個非常長週期的產業，需要穩定的政策支持以及耐心資本的持續加注”，上海國投先導基金副總經理何苗在圓桌討論中表示。作為一支規模達數百億、期限長達15年的政府引導基金，其使命正是扮演“耐心資本”的角色，為需要長期孵化的顛覆性技術提供穩定支持，將政府的戰略意圖落到實處。

在這個生態中，政府、資本、高校、科研機構、孵化平臺與產業巨頭各司其職，形成了緊密的創新網路。復旦大學校長金力院士表示，高校作為“源源不斷的復旦力量”，正與上海合成生物學創新中心等平臺深化合作。而巢生等創新孵化平臺則致力於陪伴技術從“0.5到1到10”的商業化推進。

這種充滿活力的生態正吸引著全球創新資源的彙集。論壇上，上海合成生物學創新中心與享譽全球的丹麥生物創新研究所（BII）正式啟動戰略合作，旨在聯合孵化專案、促進中丹技術合作。多位國際頂尖科學家的前沿專案也在此簽約，計畫落地轉化。正如一位與會專家所言，只有當源頭創新、耐心資本、產業需求與政府支持這幾個齒輪緊密嚙合時，合成生物學這臺強大的“綠色引擎”才能真正被驅動起來，為全球面臨的共同挑戰貢獻中國智慧與上海方案。

來源：中國澎湃新聞