行业洞察|颜值产业变革中的科技力量

2022年7月9日

一、合成生物的崛起

21世纪初，工程学理念与现代生物学、系统科学及合成科学的融合，形成了以采用标准化表征的生物学部件，在理性设计指导下，重组乃至从头合成新的、具有特定功能的人造生命为目标的合成生物学。其宗旨是基于工程学“自下而上”的原理，从系统表征自然界具有催化调控等功能的生物大分子，使其成为标准化“元件”；到创建“模块”、“线路”等全新生物部件与细胞“底盘”，构建有各类用途的人造生命体系。

合成生物学突破了生物学以发现描述和定性分析为主的传统研究方式，为生命科学提供了“建物致知”的崭新研究方向，开启了可定量、可计算、可预测及工程化的“会聚”研究新时代。它不仅将人类对生命的认识和改造能力提升到一个全新的层次，也为解决与人类社会相关的全球性重大问题提供了重要途径。由世界经济合作组织发表的报告表明，合成生物制造可以降低工业过程能耗、物耗，减少废物排放与空气、水及土壤污染，并大幅度降低生产成本，提升产业竞争力。
 

作为在“碳中和”政策背景下多学科融合创新的战略性新兴技术，合成生物学的影响力自21世纪以来迅速上升。2014年，美国国防部将合成生物技术列为 “21世纪优先发展的六大颠覆性技术之一”；英国商业创新技能部将合成生物技术列为“未来的八大技术之一”；中国在“十三五”科技创新战略规划中，已将合成生物技术列为战略性前瞻性重点发展方向…

二、合成生物学的市场趋势

合成生物学之所以如此火热，是因为它有潜力全面改造升级当代诸多产业。据McKinsey统计，生物制造可覆盖70%化学制造的产品，且持续在拓展边界，预计到2025年，合成生物学与生物制造的经济影响将达到1000亿美元。近年来，合成生物技术的商业化应用高速发展，已覆盖日化、食品、医药、农业、能源等多个领域。

根据CB Insights数据显示，2019年全球合成生物学市场规模为53.19亿美元，预计在2024年将上升至188.85亿美元，5年间的年复合增长率有望达到28.8%。分领域来看，食品和饮料、农业、消费品是预期增速最快的三条细分赛道。

三、合成生物学在功效护肤原料领域的商业化优势

近来年，随着功效护肤理念在消费市场的逐渐渗透，功能性护肤品市场规模快速增长。功效活性成分备受消费者关注，已成为原料企业及化妆品品牌方的研发重点。2021年，中国化妆品市场规模约4026亿元人民币，其中功能性护肤品市场占比约9%，规模达352亿元；全球化妆品及个人护理原料市场用量接近2000万吨，中国原料市场规模约300亿元。对标欧美国家，中国功能性护肤品市场渗透率目前仍处于低位，存在着5~6倍的发展空间，功效护肤原料的市场规模有望进一步扩增。

瑞德林以合成生物技术为核心，以多学科交叉应用技术平台为依托，积极打造功效护肤原料领域的创新产品和业务解决方案。基于实践，我们认为合成生物技术在功效护肤原料领域有以下几点优势：

1、更贴合“绿色、安全、高效”的护肤理念

在功效护肤领域，目前大部分原料的生产仍然是以化学合成法及天然提取法为主。以多肽为例，当前主流的固相合成工艺反应条件剧烈，步骤繁琐，需使用大量有机溶剂及有毒有害试剂，不仅对环境影响大，还会导致产品带有刺激性气味，影响其在护肤品中的应用。而天然提取法工艺复杂，所得产物纯度不高，有效成分含量低，且在提取过程中易失活，不仅难以保证最终产品的功效，还存在潜在的安全风险。

相比之下，合成生物技术反应条件温和，无高温高压操作，合成过程一般在水系条件下完成，不涉及高污染、高腐蚀性的有机溶剂，所得产物纯度高、杂质少、无刺激性气味，应用于护肤品更安全、健康。并且，合成生物技术排放的“三废”少，废固废液处理相对容易，部分成分甚至可回收作为副产物。因此，合成生物技术更贴合“绿色、安全、高效”的新一代护肤理念，是功效护肤原料的理想生产方式。

2、更容易实现规模化生产

传统的化学合成法工艺复杂，产率低，空间选择性低，需使用大量保护氨基酸、缩合试剂、脱保护试剂、载体树脂、有机溶剂等原料，非均相反应效率较低，不仅生产成本高，所得产物也易受制于原材料，规模化困难。而传统的天然提取法合成水平较低，提取分离和纯化过程困难，且动植物生长周期较长，地理分布不均衡，因此采用天然提取法进行大规模生产受制于生物体的代谢途径和生长特性。与以上两种方法相比，合成生物技术所需原料简单，空间选择性好，分离纯化难度低，反应转化率高，能在生产成本和产能上释放明显优势，实现原料生产的最高经济效益。

3、能加速功效护肤原料的创新迭代

与化学合成工艺相比，合成生物技术可以创造出更多具有生物活性的物质，特别是具有多手性中心、复杂空间结构的创新分子。合成生物技术可以有效挖掘和激活沉默基因簇，设计与重构天然产物的生物合成途径，实现更多生物活性分子的异源合成和规模化生产，为化妆品领域提供更多更好的功效活性原料。
 

此外，合成生物技术可以加速产品的迭代与延伸，赋予原料生产企业敏捷的开发定制能力。以瑞德林为例，我们建立了面向新酶发现、功能挖掘、理性设计、精准改造、高效表达和高通量筛选的核心技术体系。在该体系的支撑下，我们以组氨酸为核心单元的产品系列共有11种，且在积极搭建覆盖了22种氨基酸（20种天然氨基酸、β-丙氨酸和羟基脯氨酸）及484种组合的二肽酶库，可以根据客户的定制化需求，快速完成新酶挖掘、功能改造、表达系统建立及催化工艺优化，帮助客户快速响应市场趋势，创造产品价值。
 

我们认为，功效护肤原料市场容量大且前景明朗，相较于传统的生产方式，合成生物技术可循环、更安全的特性更符合新一代“绿色、健康、高效”的护肤理念，更易于实现规模化生产以及产品的创新迭代，能为消费者带来更多更好的原料选择，促进功能性护肤品在消费市场的普及与渗透。

四、关于瑞德林

深圳瑞德林生物技术有限公司成立于2017年，是一家以合成生物技术为核心，以多学科交叉应用技术平台为依托，专注于研发、生产功能性健康原料的高新技术企业。我们以“绿色科技成就健康生活”为使命，致力打造以氨基酸、核苷酸、糖为单体的“生命分子”原料的创新产品和业务解决方案，产品应用覆盖功效护肤、营养健康、动物保健、生物医药、绿色农业及生物材料六大领域。

参考资料：

1. 赵国屏. 合成生物学:开启生命科学“会聚”研究新时代[J]. 中国科学院院刊, 2018, 33(11): 1135-1149.

2. 华安证券：合成生物学——属于未来的生产方式. 2021-06.

3. 天风证券：合成生物学，未来已来，开启“造物”时代. 2021-01.

4. 合成生物学的投资价值和风险思考丨芳博士

5. Garlic，来自自然的机遇与挑战丨瑞德林