2024 合成生物學系列深度報告（二）：合以新質成以造物

合以新質，成以造物合成生物學系列深度報告(二)請務必閱讀正文之后的免責聲證券研究報告>

在此前的《合成生物學深度報告(一):合聚萬物，成致未來》中，我們梳理了合成生物學的底層邏輯、技術壁壘與產(chǎn)業(yè)鏈。本報告將聚焦于合成生物學的支持性政策與合成生物學在醫(yī)藥、化工品和替代蛋白細分子領域，對合成生物學的發(fā)展與應用端落地進行更深入的挖

掘>

合成生物學指通過對生物體進行有目標地設計、改造，可以實現(xiàn)以合成生物為工具進行物質加工與合成的新型生產(chǎn)制造方式。合成生物學受益于基因合成、編輯等領域內的長足進步，逐漸發(fā)展成了以“設計-構建-測試-學習”

(DBTL循環(huán))為核心的研發(fā)模式和發(fā)酵為主導的

放大生產(chǎn)模式。合成生物學由于存在多學科交叉、對技術、成本控制、研發(fā)人員要求高，具有強壁壘屬性。根據(jù)麥肯錫研究，生物制造的

產(chǎn)品可以覆蓋60%化學制造的產(chǎn)品，有望對未來醫(yī)藥、化工、食品、能源、材料、農(nóng)業(yè)等傳統(tǒng)行業(yè)帶來巨大影響。>

合成生物學優(yōu)勢顯著,政策、資本大力支持。1)合成生物學生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染相對化學合成較少。在全球變暖，對新生產(chǎn)方式迫切需求的情況下，合成生物制造有望成為最優(yōu)解。2)合成生物學原料更加易得。華恒生物的丙氨酸以葡萄糖經(jīng)生物發(fā)酵生產(chǎn)，而酶法丙氨酸需

要以石油為上游原料經(jīng)多步加工。3)合成生物學制造成本更低。同類產(chǎn)品由于生物發(fā)酵所需反應步驟少，原料成本低，疊加無需耗費大量

資金處理污染，綜合成本遠低于化學合成。4)合成生物學生產(chǎn)效率更高。合成同樣數(shù)量的蛋白質，飼養(yǎng)牲畜需要占用大量土地等自然資源而合成生物學僅需發(fā)酵罐，微生物繁衍速度也高于牲畜家禽，節(jié)約大量時間成本。同時政府政策對于產(chǎn)業(yè)的鼓勵不言而喻，在資本推動下

合成生物學行業(yè)迎來了高速發(fā)展的時機。據(jù)麥肯錫的分析，預計在2030-2040年，合成生物學每年帶來的經(jīng)濟影響將達到1.8至3.6萬億美元。

據(jù)CB

Insights的預測，2019年全球合成生物學市場規(guī)模約為53億美元，到2024年將擴容至約189億美元，2019-2024CAGR為28.8%。>終端應用上，合成生物學符合新質生產(chǎn)力概念，相關標的有望受益。2024年4月28日，中國工程院譚天偉院士在中關村論壇年會上表示，國家部委正在聯(lián)合研制國家生物技術和生物制造行動計劃，并且有望在近期出臺，合成生物學符合新質生產(chǎn)力概念有望受益。醫(yī)藥與化學品領

域，合成生物學可以提高生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)成本，獲取無法人工化學合成產(chǎn)物，完美貼合新質生產(chǎn)力概念，川寧生物布局醫(yī)藥合成生物

學全產(chǎn)業(yè)鏈，上海研究所負責選品、研發(fā)、小試，伊犁生產(chǎn)基地負責中試和后續(xù)商業(yè)化生產(chǎn)；食品領域，國內微生物蛋白市場空間經(jīng)測算

可達508億元，且符合國家糧食安全戰(zhàn)略需要，富祥藥業(yè)微生物蛋白已經(jīng)商業(yè)化，年底將建成2萬噸微生物蛋白產(chǎn)能；華恒生物為業(yè)績快速

增長的生物基產(chǎn)品制造企業(yè)，依托合成生物學生產(chǎn)大量下游應用廣泛的化學品。投資建議：·

關注已經(jīng)攻克工業(yè)化、商業(yè)化難點的企業(yè)：重點推薦川寧生物，關注華恒生物等；·

產(chǎn)品符合國家生物制造戰(zhàn)略需要，可能獲得政策支持的企業(yè)：關注富祥藥業(yè)等；風險提示：產(chǎn)品研發(fā)風險，知

金，政策風險，地緣政治風險東吳證券soOCHOW

SECURITIES核心邏輯21、合成生物學概念再梳理：造物致知，造物致用2、鼓勵合成生物學發(fā)展：政策密集出臺，資金持續(xù)涌入3、合成生物學終端應用：微生物蛋白(食品)4、合成生物學終端應用：醫(yī)藥與化學品5、投資建議6、風險提示與免責聲明東吳證券SOOCHOw

SECURITIES研究目錄東吳證券SO0CHOw

SECURITIES1.合成生物學概念再梳理：造物致知，造物致用>合成生物學是指采用工程科學研究理念，對生物體進行有目標地設計、改造乃至重新合成，創(chuàng)建賦予非自然功能的“人造生命”,合成生

物制造是以合成生物為工具進行物質加工與合成的生產(chǎn)方式，有望徹底變革未來醫(yī)藥、化工、食品、能源、材料、農(nóng)業(yè)等傳統(tǒng)行業(yè)。合成

生物學內涵主要體現(xiàn)在兩個方面：1)自上而下：目標導向的構建”人造生命”,使用代謝和基因工程技術為活細胞賦予新功能，“人工

基因組”是其核心內容，大片段基因組操作、改造以及大規(guī)模、高精度、低成本DNA合成是關鍵技術；2)自下而上：通過將“非生命”

生物分子成分聚集在一起在體外創(chuàng)建新的生物系統(tǒng)，元件標準化→模塊構建→底盤適配的線路以及對生命過程的途徑、網(wǎng)絡組成及其調控、

設計與構建是核心內容，人工線路構建平臺是其關鍵技術。 自上而下的改造細菌生產(chǎn)天然產(chǎn)物自下而上的最小細胞系統(tǒng)構建自然細胞

合成系統(tǒng)質粒

大腸桿菌底物酶或產(chǎn)物

萜類物質

產(chǎn)物最小系統(tǒng)構建方案合成計算機輔助設計1.1合成生物學概念再梳理：造物致知，造物致用東吳證券soOCHOW

SECURITIES最小細胞系統(tǒng)區(qū)間化

蛋白質表達能量供給代謝生長復制、分裂

信號運動工程菌生物堿來源：《天然產(chǎn)物的合成生物學研究》,蛋白表達微器件系統(tǒng)模塊組分分子の倫理社會監(jiān)控拆

解實現(xiàn)進入21世紀，合成生物學的發(fā)展可分為4個階段：創(chuàng)建時期(2000-2003年):產(chǎn)生了許多具備領

域特征的研究手段和理論，

特別是基因線路工程的建

立及其在代謝工程中的成

功運用；擴張和發(fā)展期(2004-2007年):工程技術進步

較緩慢，領域有擴大趨勢；快速創(chuàng)新和應用轉化期(2008-2013年):這一

階段涌現(xiàn)出的新技術和工

程手段使合成生物學研究

與應用領域大為拓展；發(fā)展新階段(2014年后)工程化平臺的建設和生物大數(shù)據(jù)的開源應用相結合，全面推動生物技術、生物產(chǎn)業(yè)和生物醫(yī)藥“民主化”來源：中國科學院，東吳證券研究所

發(fā)展。

2000-2003年創(chuàng)建時期

2004-2007年擴張和發(fā)展時期2008-2013年創(chuàng)新和應用轉化

2014年+新階段

具備領域特征的研究手段和理論

領域擴大，工程技術進步緩慢

新技術和工程手段涌現(xiàn)

全面提升，展現(xiàn)出口大腸桿菌基

因組的全合

成設計了蛋白

質的基因電

路改造啤酒酵

母使其生產(chǎn)

大麻素工程大腸桿

菌的碳固定AI驅動的AlpaFold所有人類蛋白

結構設計出人工

淀粉合成代

謝通路1.1合成生物學概念再梳理：造物致知，造物致用基于群體效應的細胞間通信線路技術或文化里程碑大腸桿菌中

實現(xiàn)青蒿素

前體途徑的

工程化線路工程代謝工程中的合成生物學治療性應用全基因工程大腸桿菌中

的光傳感電

路設計由

RNA

調控

的可編程的

基因表達生成多細胞

模式的線路Amyris構建

了可合成青

蒿素前體的

酵母細胞Gibson等對DNA

組

裝

的

研究MAGE的

研

究設計可計算

的線路邊緣檢測的合成

，

邊緣

檢測線路的

工程化設計出復雜

的多層基因

環(huán)路利用動態(tài)的

代謝流控制

生物柴油的

生產(chǎn)CRISPR-CAS9基

因編輯技術被

發(fā)明利用大腸桿

菌中氨基酸

的代謝生產(chǎn)

生物燃料可用于邏輯運

算的RNA裝置快速、可調

節(jié)的合成基

因振蕩器設計酵母菌

使其能合成

嗎啡合成人造細

胞膜改寫轉基因

微生物，建

立安全防護

體系東吳證券SoOCHOw

SECURITIES制造出“穩(wěn)

定”的半合

成有機體在

DNA

中儲

存數(shù)碼信息重新設計合

成了5條酵

母染色體第一個合成

開關：生物

開關和壓縮

震蕩子自動調節(jié)的

負反饋路線重新定義合

成生物學設計微生物

聯(lián)合系統(tǒng)，

將木質纖維

素轉化為短

鏈脂肪酸在酵母中生

物合成藥用

拖烷生物堿在大腸桿菌

中建立一套

完整的布爾

邏輯門人工合成酵

母的部分基

因組1.2.3.4.2002-2003發(fā)展用于轉

錄研究的合

成線路最早實現(xiàn)遺

傳網(wǎng)絡的組

合合成人造胰島β細胞人工合成最小細菌計算設計人

工蛋白可編輯控制微生物致死的開關合成首個“人造細胞”2000-2021年合成生物學的四個階段和代表性進展2000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021人工細胞的

光合引擎人工合成首

例單染色體

酵母菌株賽諾菲利用

Amyris研

發(fā)

的酵母菌株

商業(yè)化生產(chǎn)

青蒿素擴展生物遺

傳密碼人工合成酵

母染色體改造噬菌體

水解細菌的

生物膜RNA裝置用

于基因表達

的調節(jié)模塊利用工程菌

侵入癌細胞>合成生物學的目的是設計符合標準的生物系統(tǒng)，基于工程設計原則利用工程可預測性控制復雜系統(tǒng)構建的“設計-構建-測試-學習”循環(huán)(DBTL

)

逐漸成為合成生物學的核心策略。生命系統(tǒng)具有高度的復雜性，人工設計的基因線路需要海量工程化試錯實驗去實現(xiàn)預設功能。這就需要用到“設計-構建測試-學習”

(DBTL)

循環(huán)過程這一工程原理。在生物制造領域，DBLT

循環(huán)四個階段循環(huán)往復可以成功構建需

要的細胞，生產(chǎn)出合適的產(chǎn)品?！?/p>

設計：合成生物學DBTL策略的基礎，在遵循一定的規(guī)則下利用現(xiàn)有的標準化生物元件對基因、代謝通路或基因組進行理性設計；相關技術：生物元件庫、計算機輔助設計、代謝通路構建：在生物系統(tǒng)中對目標基因進行操作，構建細胞工廠，該過

程包括DNA

合成，大片段組裝以及基因編輯；相關技術：

DNA合

成、DNA

拼接和組裝、基因編輯、

基因測序測試：由于邏輯線路及模塊化的代謝途徑在通過理性或非理性設

計后，都會存在大量的突變體或

候選目標，因此通常需要高效、

準確和經(jīng)濟的檢測，生成相應數(shù)

據(jù)，評估構建的細胞工廠的實用

性；相關技術：微流控技術、酶

活性測定、無細胞系統(tǒng)學習：利用測試數(shù)據(jù)，學習并隨

機搜索更有效地推進循環(huán)實現(xiàn)預

期目標的原則，為下一個循環(huán)改

進設計提供指導；相關技術：數(shù)

據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、機器學習、

建模分部組裝模塊組裝BT篩選來

源

：OECD,

東吳證券研究所

1.1合成生物學概念再梳理：造物致知，造物致用放大生產(chǎn)縮小規(guī)模發(fā)酵宿主修飾宿主選擇擴大生產(chǎn)驗證生產(chǎn)小規(guī)模生產(chǎn)

實驗室規(guī)模實驗設計機器學習通路分析》通路選擇東吳證券SO0CHOwSECURITIES合成生物學從核心DBTL循環(huán)到以發(fā)酵為主的放大生產(chǎn)方式生物精煉廠DL分析現(xiàn)代發(fā)酵工藝的組成平臺微生物溫度上游工程D0發(fā)酵條件優(yōu)化中游工程發(fā)酵工藝放大下游工程大腸桿菌發(fā)酵周期短、遺傳背景清晰、基因編輯工具及代謝調控策略成熟非糖基化重組蛋白表達系統(tǒng)類胡蘿卜素、紫杉醇、青蒿素枯草芽孢桿菌蛋白質分泌系統(tǒng)出色，有典型的芽孢形成能力、細胞分裂以及生

物膜系統(tǒng)微生物機理研究首選微生物之一核苷酸、維生素、透明質酸、抗生素釀酒酵母遺傳背景及代謝機制清晰、有較好的pH及滲透壓耐受性蛋白質、萜類、芳香族化合物乙酰輔酶A、香葉醇、胰島素、檸檬烯、白

藜蘆醇巴斯德畢赤酵母極佳的蛋白分泌能力、優(yōu)異的翻譯后修飾、胞外內源性蛋白極少異源蛋白的表達人促紅細胞生成素、人血清蛋白、膠原蛋

白>

底盤細胞：底盤細胞是合成生物學的“硬件”基礎，其中常用的模式微生物有釀酒酵母、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、谷氨酸棒桿菌等。不同的模式微生物具有特定的優(yōu)缺點，因此被應用于不同產(chǎn)物的生產(chǎn)。相關技術：菌株改造、菌株選擇>

發(fā)酵工程：根據(jù)生產(chǎn)流程可分為上游、中游和下游三部分，上游工程主要為菌種的選育和改造，以獲得生產(chǎn)性能良好的菌株；中游則為

發(fā)酵過程控制，通過對發(fā)酵過程中各種參數(shù)的采集、分析和反饋，以達到生產(chǎn)最佳發(fā)酵條件；下游則是對產(chǎn)品的分離和純化，采用多種

技術將發(fā)酵產(chǎn)品從發(fā)酵液或者細胞中分離、純化出來，在達到特定標準后制成產(chǎn)品。生產(chǎn)規(guī)模上發(fā)酵體積每增加10倍，生產(chǎn)成本下降37%-60%。大規(guī)模發(fā)酵罐需要機械攪拌以保證基質、氧氣和熱量的均勻分布，同時需要防范發(fā)酵過程中的染菌風險。來源：食品與生物技術學報，東吳證券研

1.1合成生物學概念再梳理：造物致知，造物致用常見模式微生物東吳證券SO0CHOW

SECURITIES菌株篩選和改造發(fā)酵過程控制無菌空氣制備取與純化制劑與分裝原料處理1.1合成生物學概念再梳理：造物致知，造物致用

O東吳證券>合成生物學借助菌株構建實現(xiàn)生物法合成高價值產(chǎn)物，替代傳統(tǒng)化學合成法，從技術源頭實現(xiàn)降本增效。以維生素B12(VB?)為例：·

化學合成法：經(jīng)典VB??

化學合成方法將VB??結構拆分為含有氰基(CN)

和溴原子

(Br)的片段(片段1)和含有環(huán)狀硫代酰胺的片段(片段2)通過會聚反應合成，片段1需要通過以(-)-樟腦和2,3-二甲基-6-甲氧基吲哚為起始物完成全合成，片段2以丁二烯和3-甲基-4-羰基-戊-2-烯酸為起始物完成全合成，最后再完成片段1和2的全合成。該方法缺點在于有機反應步驟多，合成路線太長，無法進行大量制備。生物合成法：2018年中國科學院天津工業(yè)生物技術研究所在大腸桿菌中實現(xiàn)了VB??的從頭合成，首先解析VB??

好氧合成路徑中鈷鰲合與腺苷鈷啉醇酰胺磷酸的合成機理，將來源于5種細菌中的28個基因在大腸桿菌細胞中成功異源表達，并按其人工合成途徑劃分為5個模

塊進行人工途徑組裝，最終實現(xiàn)VB??

的從頭合成，通過途徑優(yōu)化和發(fā)酵過程調控，產(chǎn)量達到307.00

μg/g干細胞菌體，合成菌種發(fā)酵周期

僅為工業(yè)生產(chǎn)菌株的1/10,極具工業(yè)應用前景。ONH?Module丙氨酸

尿卟啉原Ⅲ(Ala)

(Uro

Ⅲ)Module

3Module19

stepsCo(Ⅱ)吡啉酸a,c-

二胺(CBAD)5-22

steps

Module

26

stepsModule

4

△H磷酸腺苷鈷酰胺-(AdoCbi-P)tepsBrH?CONC

OCH?5-35-4來源：《合成生物學》,《中草藥》,東VB??化學合成示意圖H?NNH?O=P-

OHo°0OCH?HN00cbiO

cbiQ

cbiN

cbiM--DCH?H?CONHHVB??

從頭生物合成示意圖氫丁酸a,c-二胺(HBA)0H?NO0

NH?NH?維生素B?2(VB1?)葡萄糖

(glucose)NH?CócobS

cobTModule

5Module4H?N0ModuleH?NOcoblcobCp

也NH?HONH?NH?OH25-1HI合成生物學產(chǎn)業(yè)鏈新藥開發(fā)

植物天然代謝產(chǎn)物

基因治療精細化工品

生物材料

食品/飲料

新藥發(fā)現(xiàn)工業(yè)酶

生物農(nóng)藥技術

生物基化學品

微生物藥工程設計

自動處理系統(tǒng)DNA元件設計軟件

高通量、自動化實驗室設備云端生物代工廠

(Bio-Foundry)

微流控大數(shù)據(jù)與機器學習合成與測試手段DNA/RNA合成

DNA測序

DNA

元件庫模式生物庫工具酶基因編輯服務(CRISPR-Cas9)合成生物學具有強科技屬性，從微觀的基因合成到宏觀的放大生產(chǎn)的發(fā)酵工程

存在大量know-how,技術壁壘高。1.

產(chǎn)業(yè)鏈前端以基因編輯相關技術公司

為

主

，為元件構建提供技術支撐，技術要求包括基因合成、編輯、組

裝、測序等，國內主要代表公司有

金斯瑞生物科技、諾禾致源。2.

中端以合成生物學平臺公司為主，通過搭建技術平臺，形成項目經(jīng)驗積累，為下游客戶提供研發(fā)支撐，

國內主要代表公司有弈柯萊、藍晶

微生物。3.

后端則以產(chǎn)品型公司為主，主導產(chǎn)品的放大生產(chǎn)與下游市場應用，市

場可延伸至醫(yī)療、化工、食品、農(nóng)

業(yè)等多種領域，國內主要代表公司

有凱賽生物、華恒生物、川寧生物、

富祥藥業(yè)等。應用層>開發(fā)產(chǎn)品或服務軟件/硬>生物體設計與自

件層

動化平臺提供數(shù)據(jù)標準相應的軟件與硬件來源：躍為資本，頭豹研究院，東吳證券研

1.2合成生物學強科技屬性構筑高壁壘東吳證券SO0CHOW

SECURITIES》開發(fā)使能技術提供必要的工具

和基礎原料工具層O>

合成生物學具有豐富的應用領域：1.

生命健康：合成生物學在醫(yī)療健康

領域的應用廣泛，包括創(chuàng)新治療療

法(細胞免疫療法、RNA

藥物、微

生態(tài)療法、基因編輯相關應用)、體外檢測、醫(yī)療耗材、藥物成分生

產(chǎn)和制藥用酶等諸多方向。2.

化學品、材料和能源：合成生物學

在化工領域的應用主要包含材料和

化學品、化工用酶、生物燃料等方

向，例如，生物可降解塑料、生物

燃料(生物柴油、燃料乙醇)等；3.

農(nóng)業(yè)：合成生物學在農(nóng)業(yè)領域的應

用主要涉及作物增產(chǎn)、蟲害防治、動物飼料及作物改良等方向，例如，

利用微生物固氮來幫助作物增產(chǎn)，通過生物發(fā)酵生產(chǎn)蛋白質為牲畜提

供蛋白飼料，利用基因編輯技術改

良作物等。4.

食品：合成生物學在食品領域的應

用包含肉類和乳制品、飲品、食品

安全、調味劑和添加劑等多個方向。合成生物學部分應用實例①

AmericanchestnuttreeEarly

versions

of

synthetic

biology

allowedscientists

to

engineer

an

American

chestnut

tree

that

is

resistant

to

the

deadly

fungaldiseasethatremovedthetreesformacro5S

theeastern

U.S.②

AthleticgearSynthetic

biology

was

used

to

engineerPD0,an

essential

component

inhigh-performance

textiles

like

running

andoutdoor

gear.③

FuelSyntheticamylasesandotherenzymes

lowerthe

cost

of

producing

ethanol

from

grain.4TechnicalfibersSpider

silk

is

both

stronger

and

lighter

thansteel.Silkworms

engineered

to

produce

thisspidersilk

mayoneday

be

usedto

produce

saferandmore

effcient

cars.⑤

BricksBiotechnology-based

bricks

are

made

withsandandbacteriafedwith

calciumcarbonate,a

key

structural

component

ofshellsandcoral

reefs.6

FurnitureSilk

proteins

producedbyengineeredyeastare

woven

into

fabrics

and

garments

likeclothing

or

sofas.MedicineSynthetic

biology

technologies

have

beenused

to

engineer

immune

cells

to

treatblood

cancer.8WoodproductsSynthetic

biology

helped

create

analternative

to

the

milk-based

casein

proteinfor

use

in

imitation

wood

decor

and

flooring.9Synthetic

leatherMicrobes

modifed

using

synthetic

biology10

PaperMicrobes

and

enzymes

modifed

bysyntheticbiologycanincrease

the

effciencyofpaperproductionanddecrease

theeffectsofpapermanufacturing.PerfumeEngineeredyeast

is

now

producingnootkatone,a

food-safe

product

with

manyapplicationssuchasbeverages

andperfumes.12Skincare

and

cosmeticsOilsandmoisturizersfor

make-upand

otherpersonalcare

productsarebeing

producedthrough

synthetic

biology,rather

than

beingharvestedfromnaturalsources.13

SoapSoap

made

with

oils

extracted

fromsyntheticalgaeinstead

of

palm

oil.

EggsSynthetic

biology

created

phytase

forchicken

and

pig

feed,which

helps

theanimals

absorb

more

nutrients

from

theirfoodandreduces

phosphorouswaste.15

FruitSynthetic

engineering

helps

prevent

the16

MeatYeast

altered

with

synthetic

biology

producelarge

quantities

of

heme—one

of

the

keycomponents

for

making

lab-produced

beeftastelike

real

beef.17

MosquitoesResearchersareusing

biotechnologiestopopulationsuppressionanddiseasevectorcontrol

mechanisms

of

mosquitoes.1.3合成生物應用場景豐富——下游空間廣闊

O

東吳證券approaches

produce

collagen

that

is

formedinto

leather

products.5.

消費品：涉及寵物食品、皮革、護

膚品等方向。來源：《Synthetic/Engineering

Biologbrowningprocessandreduces

foodwaste.developengineered

gene

drives

for合成生物學在醫(yī)療健康領域的應用分子層面疾病機制的認識為病原體的分析、疾病機制的研究提供了全新的視角。H7N]病毒基因組以重組的形式重建原發(fā)性無丙種球蛋白血癥模型建立合成疫苗通過合成生物的生物設計，直接設計mRNA、DNA疫苗，通過重編程基因以產(chǎn)生減毒病毒。輝瑞生物科技的mRNA疫苗基因治療(工程化設計)改造遞送載體，降低載體免疫原性、增強靶向遞送。作為基因治療的療法本身，合成基因回路，默、激活和調整所需基因表達的能力。腺相關病毒(AAV)載體的改造工程噬菌體/病毒療法使用噬菌體來對抗細菌病原體。通過工程化改造，來使其靶向特定的病原體和病理機制。工程化改造大腸桿菌特異性噬菌體T7來增強其

殺菌能力細胞層面疾病診斷通過在細胞中設計傳感電路，在發(fā)生疾病時，對體內相關的生理分子波動的檢測與感應。胃腸出血檢測器工程微生物療法伴隨診斷，工程化改造微生物用于活體生物療法。苯丙酮尿癥管線——改造大腸桿菌Nissle1917表達相關酶來幫助機體代謝苯丙氨酸細胞療法工程化改造CAR分子進入T細胞使其具有額外的抗原特異性來重新定向靶細胞。工程T細胞(CAR-T)藥物發(fā)現(xiàn)與生產(chǎn)藥物發(fā)現(xiàn)——設計基因回路，篩選特異藥物。藥物生產(chǎn)——改造細胞生物合成小分子藥物、單克隆抗體等。新型抗結核化合物2-苯乙基丁酸酯抗瘧疾藥物青蒿素前體的生物合成生態(tài)層面微生物群落療法合成微生物群落，實現(xiàn)復雜生理功能治療疾病。改善艱難梭菌感染、自身免疫病、炎癥性腸病治療和輔助癌癥免疫治療器官異種移植器官異種移植通過合成生物學技術，克服排斥反應等，實現(xiàn)器官的異種移植。一位57歲的男性患者在馬里蘭大學醫(yī)學中心接

受了基因編輯豬心臟的移植手術來源：解碼合成生物，東吳證券研究所1.3.1合成生物應用場景豐富——生命健康領域的十大方向

四

東吳證券>合成生物學在醫(yī)療健康多個細分領域得到廣泛應用。不僅可以通過設計全新的細胞內代謝途徑，使醫(yī)藥產(chǎn)品能夠通過微生物細胞利用廉價糖類

等原料進行合成，還可以根據(jù)不同的疾病和致病機制，進行人工設計、構建適宜的治療性基因回路，在載體的協(xié)助下植入人體，通過糾正機體

有功能缺陷的回路，實現(xiàn)治療疾病的目的。生命健康√√√健康保險；輔助服務POCT推廣；更多藥物從治療走向治愈減少媒介傳播傳染病基因治療新藥物開發(fā)農(nóng)業(yè)、食品1食品零售和飯店；房地產(chǎn)；物流周期調整；環(huán)境友好肉類價值鏈轉變；產(chǎn)業(yè)鏈可能整合動植物育種植物CRISPR基因工程植物蛋白質工程、人造肉微生物數(shù)據(jù)優(yōu)化農(nóng)業(yè)投入消費品、服務√√√健康保險；醫(yī)療保健價值鏈上移；數(shù)據(jù)服務DTC基因測試微生物美容基因工程寵物基于組學數(shù)據(jù)個性化健康服務材料、能源、化工1√時裝和化學品；電子價值鏈壓縮；平臺型企業(yè)原料新生物路線改進工業(yè)酶工藝新型材料來源：McKinsey

Global

Institute

analy

1.3.2合成生物應用場景豐富——在各領域的應用將持續(xù)發(fā)展，需求不斷擴大東吳證券SoOCHOW

SECURITIESO生命健康病原體篩查液體腫瘤的CAR-T細胞療法基因驅動預防媒介傳播疾病干細胞產(chǎn)生的可移植器官無創(chuàng)產(chǎn)前檢查液體活檢實體瘤的CAR-T細胞療法用于醫(yī)學目的的胚胎編輯農(nóng)業(yè)、食品輔助育種植物基蛋白質培養(yǎng)肉通過增強光合作用加快生長的基因工程作物安全性和真實性的遺傳追蹤作物微生物組診斷和益生菌治療可以更快生長的基因工程動物消費、服務DTC基因測試基于遺傳和微生物組的個性化膳食服務基于組學數(shù)據(jù)的個人健康、營養(yǎng)和健康狀況的生物監(jiān)測傳感器基因治療(如皮膚衰老)DTC基因測試：關于健康和生活方式的特殊護理材料、能源、化工新的生物合成路線——藥物新型材料：生物農(nóng)藥/生物肥料(如RNAi農(nóng)藥)新材料—生物高分子聚合物(如PLA和PET)生物太陽能電池和生物電池改進現(xiàn)有發(fā)酵工藝———生物農(nóng)藥和生物肥料改進現(xiàn)有發(fā)酵工藝：(1)食品和飼料成分(如：氨基酸、有機酸)(2)工業(yè)酶(如：洗滌酶)(3)織物和染料(蘑菇皮革和蜘蛛絲)(4)生物農(nóng)藥和生物肥料(如RNAi農(nóng)藥)(5)化學品(如IC工藝化學品)(6)利用基因工程微生物提取原料(如：利用微生物提高采油率)(7)生物燃料(8)其他(如角鯊烯)改進現(xiàn)有發(fā)酵工藝——其他(如水凝膠、香料香精、藥妝品)其他應用法醫(yī)DNA測序取證封存CO2生物修復污染來源：McKinseyGlobalInstituteanalysis>不同領域合成生物相關技術的采用速度和應用發(fā)展不同。新生物路線制造藥物等已在商業(yè)開始強勢應用。但其他如CAR-T細胞治療癌癥的方法在2020年才在商業(yè)上可行，目前處于早期階段，并在未來十年會迅速增加。1.3.2合成生物應用場景豐富——在各領域的應用將持續(xù)發(fā)展，需求不斷擴大東吳證券SOOCHOW

SECURITIESの東吳證券SoOCHOw

SECURITIES2.鼓勵合成生物學發(fā)展：政策密集出臺，資金持續(xù)涌入>

合成生物將對廣泛的領域產(chǎn)生重大的經(jīng)濟影響。根據(jù)麥肯錫的分析，預計在2030-2040年，合成生物學每年帶來的經(jīng)濟影響將達到1.8至3.6萬億美元，到2025年，合成生物學與生物制造的經(jīng)濟影響將達到1000億美元，同時生物制造的產(chǎn)品可以覆蓋60%化學制造的產(chǎn)品，并在繼續(xù)

拓展邊界。而應用最清晰的醫(yī)療健康領域每年受到的直接經(jīng)濟影響在未來20年內達到0.5至1.2萬億美元。而在這堆經(jīng)濟數(shù)字的背后，是碳中

和背景下節(jié)能減排的實際需求、生物技術的發(fā)展帶來的制造升級、政策與資金引導誘發(fā)的產(chǎn)業(yè)革命?！霰Ｊ仡A測口積極預測■保守預測口積極預測來源：McKinsey

Global

Institute

analysi

2.1鼓勵合成生物學發(fā)展：政策密集出臺，資金持續(xù)涌入2020-2050合成生物學預計每年直接經(jīng)濟影響(萬億美元)2020-2040合成生物學預計每年直接經(jīng)濟影響(萬億美元)東吳證券sO0CHOW

SECURITIESO20,00043.9%64.2%64.6%27.5%21.7%

18.9%5319.83892.66,0004,0002,000>合成生物學應用領域廣泛，在未來10年內將對各個行業(yè)產(chǎn)生重要影響。隨著合成生物學的應用，醫(yī)學、美容行業(yè)將在5年內迎來一定的產(chǎn)品替代和/或工藝改進，紡織品、食品、農(nóng)業(yè)、化學品等各個行業(yè)也都將受到合成生物學技術進步帶來的影響。>合成生物學行業(yè)快速擴容，預計到2024年全球市場規(guī)模將達到189億美元。隨著應用場景的增多和技術的改善，市場逐漸擴容，根據(jù)CB

Insights的預測，2019年全球合成生物學市場規(guī)模約為53億美元，到2024年將擴容至約189億美元，2019-2024

合成生物學對不同行業(yè)的預計影響時間(2022年)燃料1電力建筑

機械22.1鼓勵合成生物學發(fā)展：政策密集出臺，資金持續(xù)涌入■醫(yī)療健康

■科研■工業(yè)化學品

令

口

和

飲來源：CB

Insights,波士頓咨詢集團，,食品(不

包括肉類)非處方藥

醫(yī)療設備農(nóng)業(yè)(主要)原材料變化

水

手機2全球合成生物學應用細分領域市場規(guī)模(百萬美元)CAGR為28.8%,其中占比最高的為醫(yī)療健康細分應用領域。東吳證券SoOCHOW

SECURITIES18,00016,00014,00012,00010,0008,000生物制藥

美容

紡織品O注：1不考慮電子設備和自動化的發(fā)展(主要)工藝改進02017電子產(chǎn)品

時尚(主要)

產(chǎn)品替代2019大2024E弗

口肉類和水

產(chǎn)養(yǎng)殖可能的結果5-10年10+年0-5年化學品礦業(yè)18,884.74523.52018國內合成生物學相關政策時間

政策發(fā)布機構

相關內容2012《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》國務院支持先進生物制造科技研發(fā)

，完善微生物資源中心與基因信息庫，突破生物基原材料規(guī)?；a(chǎn)工藝、非糧原料轉化、合成生物技術、工程菌開發(fā)等關鍵技術，開發(fā)適用于化工、輕工、紡織等行業(yè)的生物法生產(chǎn)工藝。2016《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》國務院加強合成生物技術研發(fā)與應用。突破基因組化學合成、生物體系設計再造、人工生物調控等關鍵技術，研究推進人工生物及人工生物器件臨床應用和產(chǎn)業(yè)化。推動生物育種、生態(tài)保護、能源生產(chǎn)等領域顛覆性技術創(chuàng)新，構建基礎原料供給、物質轉化合成、民生服務新模式，培育合成生物產(chǎn)業(yè)鏈。2016《國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》中共中央、國務院發(fā)展引領產(chǎn)業(yè)變革的顛覆性技術。開發(fā)移動互聯(lián)技術、量子信息技術、空天技術，推動增材制造裝備、智能機器人、無人駕駛汽車等發(fā)展，

重視基因組、干細胞、合成生物、再生醫(yī)學等技術對生命科學、生物育種、工業(yè)生物領域的深刻影響。2016《關于促進醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的

指導意見》國務院辦公廳實施綠色改造升級。利用現(xiàn)代生物技術改進傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，大力推廣基因工程、生物催化等生物替代技術，積極采用生物發(fā)酵方法生產(chǎn)藥用活性物質。2017《“十三五”生物技術創(chuàng)新專項規(guī)劃》科技部將合成生物技術列為“構建具有國際競爭力的現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)技術體系”所需的“發(fā)展引領產(chǎn)業(yè)變革的顛覆性技術”之一。2019《關于支持建設國家合成生物技術創(chuàng)新中心的函》科技部建設國家合成生物技術創(chuàng)新中心，聚焦于合成生物關鍵核心技術和重大應用方向，重點突破工業(yè)酶和核心菌種自主構建與工程化應用的技術瓶頸制約，引領構建未來生物制造新的技術路徑，形成重大關鍵技術源頭供給。2020《關于擴大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資培育壯大新增長點增長極的指導意見》國家發(fā)展改革委系統(tǒng)規(guī)劃國家生物安全風險防控和治理體系建設，加大生物安全與應急領域投資，加強國家生物制品檢驗檢定創(chuàng)新平臺建設，支持遺傳細胞與遺傳育種技術研發(fā)中心、合成生物技術創(chuàng)新中心、生物藥技術創(chuàng)新中心建設，促進生物技術健康發(fā)展。2021《關于推動原料藥產(chǎn)業(yè)高質量發(fā)展實施方案的通知》國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部推動生產(chǎn)技術創(chuàng)新升級。順應原料藥技術革新趨勢，加快合成生物技術、連續(xù)流微反應、連續(xù)結晶和晶型控制等先進技術開發(fā)與應用，利用現(xiàn)代技術改造傳統(tǒng)生產(chǎn)過程。2022《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》國家發(fā)展改革委開展前沿生物技術創(chuàng)新。推動合成生物學技術創(chuàng)新，突破生物制造菌種計算設計、高通量篩選、高效表達、精準調控等關鍵技術，有序推

動在新藥開發(fā)、疾病治療、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、物質合成、環(huán)境保護、能源供應和新材料開發(fā)等領域應用。2024《2024年國務院政府工作報告》目

>

中國持續(xù)出臺政策助力產(chǎn)業(yè)發(fā)展，合成生物學符合發(fā)展新質生產(chǎn)力要求。從“十二五”,國家提出對生物制造技術的支持；到“十三五”,國家將合成生物技術列為引領產(chǎn)業(yè)變革的顛覆性技術之一。此后國家出臺一系列政策支持合成生物的發(fā)展，“十四五”強調了對生物合成

的應用，《2024年國務院政府工作報告》提及要加快發(fā)展新質生產(chǎn)力，打造生物制造等新增長引擎。在政策的大力支持下，合成生物產(chǎn)業(yè)

也迎來了重要的發(fā)展機遇。2.2政策支持下合成生物學成為未來主流發(fā)展方向，合成生物學迎來發(fā)展機遇

東吳證券來源：中國政府網(wǎng)站，國務院，發(fā)改委，科打S00CHOW

SECURI1IES歐美地區(qū)對合成生物的政策、資金支持美國歐洲2006美國自然科學基金會投入2000萬美元建立合成生物學工程中心2005歐盟委員會針對合成生物學展開專題討論，并在六個框架計劃下投入3200萬歐元支持合成生物學研究和

政策研究項目2009美國國家科學院、經(jīng)濟合作與發(fā)展組織、英國

皇家學會共同主辦了題為“合成生物學新興領域中的機會與挑戰(zhàn)”的國際學術研討會2009德國研究基金會、德國科學與工程學

院、德國Leopoldina科學院聯(lián)合發(fā)表《合成生物學———機遇與風險》的報告2017美國國防部宣布一項被稱為“生命鑄造廠”的計劃2010美國生物技術工業(yè)組織總結了合成生物學的8個應用領域2014美國DARPA發(fā)起“生命鑄造廠一千分子”計劃，預計生產(chǎn)1000個自然界不存在、獨特的分子和化學模塊2017法國高等教育與研

究部發(fā)布《合成生物學發(fā)展、潛力與挑戰(zhàn)》的報告2014美國能源部發(fā)起了三項合成生物學的應用項目2012英國發(fā)布《合成生物學路線圖》,推動了英國合成

生物學研究中心和產(chǎn)業(yè)中心的建立2014美國國防部將合成生物學列為21世紀優(yōu)先發(fā)展的六大顛覆性技術之一2016美國NSF發(fā)起“非酶RNA復制”項目，研究自然界原始的RNA復制2076英國發(fā)布《英國合成生物學戰(zhàn)略計劃2016》2016美國國家科學院啟動“合成生物學帶來的新威脅識別與應對策略研究”項目2018英國發(fā)布《2017年英國合成生物學初創(chuàng)調查》2018美國國家科學院對合成生物學可能引發(fā)的生物威脅進行了評估，并發(fā)布了《合成生物學時代的生物防御》報告201

英國皇家合成生物提出下一個五年戰(zhàn)略(到2023年)2022美國白宮簽署生>歐美國家高度重視合成生物學領域的科學研究，通過一系列科技發(fā)展計劃和研究項目，從基礎研究到產(chǎn)品研發(fā)應用全鏈條布局。(1)美國2006年，由美國國家科學基金會(NSF)向新成立的合成生物學研究中心(SYNBERC)提供為期十年共3900萬美元的資助，為美國的合成生

物學研究領域奠定了基礎。(2)歐洲：頂層設計布局始于2009年，英國、德國、法國研究學院分別發(fā)表在合成生物學行業(yè)研究報告或設立研

發(fā)中心，旨在提升行業(yè)發(fā)展優(yōu)先級以及指定本國未來行業(yè)發(fā)展目標。來源：《2010—2019年國家自然科學基

2.2政策支持下合成生物學成為未來主流發(fā)展方向，合成生物學迎來發(fā)展機遇東S00CH吳OW

R券I1IESの>合成生物學成為資本最看好賽道之一，全球合成生物融資快速增長。據(jù)SynbioBeta數(shù)據(jù)，2009-2021年全球合成生物融資規(guī)?？焖僭鲩L，從

2011年的400百萬美元增長至2021年的18000百萬美元，年復合增長率達46%。2021年，第四季度的2800百萬美元融資金額相比前三季度

略有下滑，但全年初創(chuàng)公司籌資金額來到18000百萬美元，約為2009年-2020年籌資金額總和。2021年第四季度共發(fā)生了44筆融資，平均融資

金額6330萬美元。2.3資金涌入合成生物賽道，合成生物產(chǎn)業(yè)投資正當時全球合成生物學年度和季度平均融資額與融資數(shù)量全球合成生物學融資金額(2009-2021)(百萬美元)O

東吳證券sO0CHOW

SECURITIES平均融資金額(百萬美元/筆，左軸)

—

融資數(shù)量(筆，右軸)來

源

：Synbiobeta,東吳證券研究所>合成生物學成為資本最看好賽道之一，全球合成生物融資快速增長。國內合成生物學投融資在2019年后重新保持增長，2021年，中國合成生物學獲得投融資16起，較2020年增長10起；2021年獲得22.95億元的融資金額，較2020年增長1.36億元。在2021年16起投融資事件中，各

個初創(chuàng)公司融資輪次均有涉及，資本對國內合成生物學公司進展保有持續(xù)關注。>從技術發(fā)展、政策、投融資等方面綜合來看，合成生物學正處于行業(yè)成長期，憑借其在各個領域的廣泛應用前景，未來有望推動生產(chǎn)制造升級，帶來新一輪產(chǎn)業(yè)革命。2.3資金涌入合成生物賽道，合成生物產(chǎn)業(yè)投資欣欣向榮■融資金額(億元)

-投融資數(shù)量(起)■融資金額(億元)

投融資數(shù)量(起)2021年中國合成生物學投融資金額、數(shù)量輪次分布中國合成生物學融資金額和投融資數(shù)量(2015-2021)O東吳證券S0OCHOw

SECURITIES26.71201822.95202121.592020來源：智研咨詢，東吳證券研究所3025201510508.4820164.0320192.7720150.0320173.合成生物學終端應用：微生物蛋白(食品)東吳證券SoOCHOw

SECURITIES3合成生物學終端應用：微生物蛋白(食品)

O

東吳證券>合成生物學可以提高食品生產(chǎn)的資源轉化效率。合成生物學可以通過使用程序化的單克隆細胞工廠、工程微生物群落或無細胞生物合成平臺來改善食品生產(chǎn)。這有利于擺脫傳統(tǒng)農(nóng)牧業(yè)的弊端，同時提高資源轉化效率。世界資源研究所分析，到2050年，相比2010年糧食缺口高達56%。牛奶和肉類的需求將更大?！?/p>

合成肉類：合成肉包括植物蛋白生產(chǎn)的植物肉、動物細胞培養(yǎng)的養(yǎng)殖肉以及其他可持續(xù)蛋白生產(chǎn)的肉類類似物(如藻類和真菌蛋白質)。植物肉利用大豆、小麥、豌豆等合成。養(yǎng)殖肉又稱體外肉，通過將動物的胚胎干細胞或肌肉組織在生物反應器中增殖，然后用支架或微載體獲得特定的肌纖維和大塊組織。無動物生物工程奶：

使用大腸桿菌或酵母細胞工廠培養(yǎng)牛奶的主要成分，乳清蛋白、酪蛋白等，然后將純化的蛋白與水、脂肪以及其他

成分(低聚糖、維生素等)混合即可制成合成牛奶。·

食品添加劑：用細胞工廠生產(chǎn)取代傳統(tǒng)的植物提取甜味劑等。250002000075000100005000020102050Make

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BiologyCellfactorySyntheticbiologyo0農(nóng)作物產(chǎn)量(每年萬億卡路里)合成生物學在食品工業(yè)中的作用Our

bioreactors

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/mFoodScience來源：《Synthetic

biology

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food:Researchp·BonelessSkinlessSpottedOwl

BreastHummingbirdSkewersTigerSteaksSyntheticWholePorkShoulder$16.99/1bnology&AgTech》,東吳證券研究所SyntheticPandaBear

Steak$27.99/1bSyntheticChickenTenders$12/dozenMorenutritious$11.99/1b$19.99/1b$19.99/1bSyntheticCubed

SwanMeatSynthetic

Porcupine

ChopsSyntheticWhale

Steaksdeliciousfunctionse··>聯(lián)合國糧農(nóng)組織將“替代蛋白質”定義為“微生物蛋白質(微藻和真菌蛋白)、昆蟲基蛋白質、細胞培養(yǎng)肉、植物肉類替代品和乳制品替代

品”。替代蛋白的興起和發(fā)展將大大緩解傳統(tǒng)蛋白生產(chǎn)方式出現(xiàn)的問題，如碳排放量高、能量轉換效率低、土地資源占據(jù)大等，有助于實

現(xiàn)蛋白質高質量供給，提升人類健康水平。>一般替代蛋白的具體分類包括：植物蛋白(以大豆蛋白為代表)、微生物蛋白(以酵母蛋白、食用真菌為代表)、昆蟲蛋白、藻類蛋白、

動物細胞蛋白(以各種細胞培養(yǎng)肉為代表)。>目前植物蛋白成熟度高，細胞培養(yǎng)蛋白和微生物蛋白國外也有產(chǎn)品上市。植物蛋白成熟度最高，主流的大豆蛋白已有數(shù)十年使用歷史；細

胞培養(yǎng)蛋白技術難度高，生產(chǎn)成本昂貴，全球僅eatjust和UpsideFoods兩家美國企業(yè)產(chǎn)品獲批上市；微生物蛋白海外已有部分產(chǎn)品實現(xiàn)商

業(yè)化，國內安琪酵母的酵母蛋白也已獲批；目前國內以安琪酵母、富祥生物、昌進生物等為代表的企業(yè)商業(yè)化進度靠前。替代蛋白動物細胞蛋白骨骼肌細胞、脂肪細胞、干細胞3合成生物學終端應用：替代蛋白(食品)替代蛋白分類微生物(鐮刀菌)蛋白樣品大豆分離蛋白樣品螺旋藻、小球藻等來源：聯(lián)合國糧農(nóng)組織，1688,公司公告東吳證券SO0CHOW

SECURITIES微生物蛋白細菌蛋白、酵母蛋白、霉菌蛋白、食

用真菌。植物蛋白大豆蛋白、花生蛋白、可食用新植物の昆蟲蛋白鞘翅目藻類蛋白>世界人口持續(xù)增長，傳統(tǒng)蛋白受制于獲取方式已無法滿足蛋白需求。2050年世界人口將達到90億左右，食品蛋白需求增量為30-50%,達到2.65億噸左右，存在嚴重缺口。我國人口從1949年的5.4億人增長至2023年的14.1億人，按每人每日消耗100g蛋白質計算，中國每年蛋白質需求超5000萬噸。>替代蛋白可作為傳統(tǒng)蛋白補充，需求量持續(xù)擴大：

GFI

曾指出：如果沒有替代蛋白，到2050年，地球將無法養(yǎng)活全球近100億人口。BCG

報告顯示替代蛋白市場預計在2035年可達到9700萬噸，占全球蛋白質消費總量11%,對應價值2700億美元，并將繼續(xù)增長。目前，全球替代蛋白

市場北美占比38%,歐洲占比31%,亞太地區(qū)占比22%。3.1替代蛋白缺口擴大，市場空間廣闊世界總人口變化趨勢中國總人口變化趨勢替代蛋白與傳統(tǒng)蛋白需求變化趨勢東吳證券SO0CHOw

SECURITIES來源：BCG,

,東吳證券研究所年平均人口增長率

(%)

中國：總人口(萬人)>經(jīng)測算，國內替代蛋白市場將保持較快速度增長，預計2032年市場規(guī)模達到508

億元。按《2023版中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量》建議的每日蛋白質攝入量計算，中國居民平均每人每天需要攝入60克蛋白，則可計算得全年中國居民所需蛋白總量。根據(jù)BCG

和Blue

Horizon的研究表明，目前全球替代蛋白份額為3%,而亞太地區(qū)份額基數(shù)更低，增速更快。國內微生物蛋白用于食品預計24年11月獲批，所以24

27年會有市占率的顯著上升。通過市占率可算得國內年替代蛋白總需求量。已知目前大豆蛋白價格在2萬元/噸以上，微生物蛋白獲批后競

爭格局可能導致替代蛋白整體價格下行。最后可算得替代蛋白市場總規(guī)模。測算得2024年國內替代蛋白市場規(guī)模約為118億元，在2032年

達到508億元。替代蛋白市場規(guī)模測算替代蛋白市場規(guī)模(億元)

yoy45%40%35%30%25%20%15%10%5%0%2021A60050040030020010002020A來源：東吳證券研究所測算3.1替代蛋白缺口擴大，市場空間廣闊東吳證券SOOCHOwSECURITIESO全球替代蛋白領域投資2018年后快速升溫，2022在整體投融資市場遇冷情況下仍具韌性。據(jù)GFI數(shù)據(jù)顯示，全球替代蛋白領域融資在2018年開始變熱，2020年熱度高漲，當年投資

金額32億美元，同比增長185%。而2022年投融資市場遇冷，替代蛋白領域投資金額仍高達29億美元，同比下降42%,對比其他領域投資金額(氣侯技術-40%,金融科技-51%,食

品技術融資-61%)仍具韌性。

亞太地區(qū)相比全球更被看好市場發(fā)展前景，2022年投資金額逆勢增長43%。分地區(qū)看，2022年在全球投資金額整體減少42%的情況下，亞太地區(qū)實現(xiàn)投資金額5.62億美元，逆勢增

長43%,占全球投資金額比重提升至1%。亞太地區(qū)是全球肉類、海鮮和乳制品生產(chǎn)額最大的地區(qū)，伴隨人口和經(jīng)濟景氣度的提高，蛋白質需求持續(xù)增長，因此成為投資替代蛋白

最具吸引力的地區(qū)。

2021年以來全球資本對技術路線的偏好由植物基轉向發(fā)酵蛋白和細胞培養(yǎng)。投資金額按技術路線拆分可以看出，2020年之前資金主要流向植物基蛋白企業(yè)，植物基蛋白投資金額

占整體比重超60%。而21年以來資本更加偏好新技術，流向發(fā)酵蛋白和細胞培養(yǎng)。2022年植物基、發(fā)酵蛋白、細胞培養(yǎng)投資金額比例約4:3:3.投融資金額占比表明企業(yè)與投資機構均看好新技術路徑未來前景。企業(yè)在加速布局新技術路線，而資金面上也認可新技術路線的技術優(yōu)勢和前景，為其提供資金以推動項目孵化

技術完善和商業(yè)化。3.2替代蛋白行業(yè)投融資熱度高漲，亞太地區(qū)機遇豐富

細胞培養(yǎng)蛋白(百萬美元)植物基蛋白(百萬美元60005000400030002000100002019

2020發(fā)酵蛋白(百萬美元)yoy2021

2022全球替代蛋白領域投資金額亞太地區(qū)替代蛋白領域投資金額全球替代蛋白投資金額分地區(qū)占比來

源

：GFI,PitchBook,東吳證券研究月■拉美■中東+非洲

亞太■歐洲

■北美海外部分國家扶持替代蛋白相關政策時間

國家政策/事件內容時間

政策/事件

內容2019

泰國泰國公共衛(wèi)生部建議農(nóng)村社區(qū)食用昆蟲以滿足其營養(yǎng)需求2021年11月關于政協(xié)第十三屆全國委

員會第

四將支

持

替代

蛋

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相

關

產(chǎn)業(yè)

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持、次會議第5062號

(農(nóng)

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47

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索，安排中央財政

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函資金支持新型非糧蛋

白資源的研

究開

發(fā)2021.03

澳大利亞成立替代蛋白委員會(APC)在國家層面參與政策問題，為該行業(yè)提供集體聲音，并提供一個討論共同

問題和機會的平臺，實現(xiàn)該行業(yè)的共2021年12月《“十四五”全國農(nóng)業(yè)農(nóng)村科技發(fā)提出研究細胞培養(yǎng)肉、合成蛋奶油等營展規(guī)劃》養(yǎng)型食品的制造技術同愿景2021.8新加坡允許培養(yǎng)肉進餐廳，發(fā)首個允許培養(yǎng)肉進餐廳的國家，把開2021年12月《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》提出探索研發(fā)“人造蛋白”等新型食品，

降低傳統(tǒng)養(yǎng)殖業(yè)帶來的環(huán)境資源壓力布“30by30”計劃發(fā)替代蛋白作為2030年的目標之一要“樹立大食物觀”,發(fā)展生物科技、2024.5英國出資1.2億英鎊給英國研究與創(chuàng)新署(UKRI)戰(zhàn)略發(fā)展替代蛋白2022年3月習近平主席在全國政協(xié)十三屆五次會議上的講話生物產(chǎn)業(yè)，向植物動物微生物要熱量、要蛋白《通過替代蛋白質創(chuàng)造2024.5

以色列一個充滿活力的食品創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)》白皮書來源：各國政府官網(wǎng)，東吳證券研究所強調了政府在推動替代蛋白質進步方面發(fā)揮的重要作用

以以色列作為國2024年3月

《2024年國務院政府工作報告》加快發(fā)展新質生產(chǎn)力，積極打造生物制造、商業(yè)航天、低空經(jīng)濟等新增長引擎>鼓勵替代蛋白發(fā)展已成為全球共識。近年來，各國均有替代蛋白政策出臺或里程碑式事件發(fā)生，且主要集中在發(fā)達國家。發(fā)達國家通常蛋白

質消耗量大，又是環(huán)保主義思潮發(fā)展的沃土，對非動物來源的蛋白質需求度較高，因此成為替代蛋白發(fā)展的“橋頭堡”。替代蛋白扶持政策

的密集出臺表明，發(fā)展替代蛋白是各國政府的戰(zhàn)略要求，政府引導可能在這一領域帶來較大投資機會。>我國也已多方位出臺政策鼓勵替代蛋白發(fā)展：習主席在全國政協(xié)十三屆五次會議闡述“要樹立大食物觀”,向生物技術要熱量、要蛋白，

《“十四五”全國農(nóng)業(yè)農(nóng)村科技發(fā)展規(guī)劃》《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》支持功能重組蛋白、人造蛋白食品研發(fā)探索。>

替代蛋白是新質生產(chǎn)力的典型代表。習近平總書記在中共中央政治局第十一次集體學習時強調：“發(fā)展新質生產(chǎn)力是推動高質量發(fā)展的內在

要求和重要著力點”“新質生產(chǎn)力已經(jīng)在實踐中形成并展示出對高質量發(fā)展的強勁推動力、支撐力”。替代蛋白作為擺脫傳統(tǒng)種植養(yǎng)殖的食

品蛋白獲取方式具有高科技、高效能、高質量特征，是新質生產(chǎn)力的典型代表。3.3政策面：全球政府鼓勵替代蛋白發(fā)展東吳證券sO0CHOW

SECURITIESの蛋白種類蛋白來源

價格

優(yōu)點缺點

代表公司植物蛋白大豆等植物低生產(chǎn)技術成熟，成本最低豆制品味道難以去除；國內大豆消費量80%以上依賴于進口，食品供應鏈安全與穩(wěn)定性存在問題；營養(yǎng)程度較低。Beyond

Meat、

ImpossibleFoods等微生物蛋白利用微藻、細菌、真菌等微生物較低成本相對較低，技術進步仍存在較大

降本空間；營養(yǎng)更豐富，平均蛋白質含量是肉類的2

-

2

.

5倍，是大豆的

1.7倍，比動植物更具備經(jīng)濟價值；從風味、口感上來說較為接近動物肉口感擬真度與動物肉仍存在一定差

距。富祥藥業(yè)、Quorn、Algenol

Biotech、、Enough、MycorenaAB

和

Roquette

Frè

reSource等昆蟲蛋白黃粉蟲、黑水虻、蝗蟲、蟋蟀等昆蟲較高

來源廣泛，營養(yǎng)價值高普遍范圍內對昆蟲作為食品的接受度較低，且口感和安全性難以得到保障，因此尚未大規(guī)模量產(chǎn)。豐晟生態(tài)、自然創(chuàng)造、無兩生科、Blue

Protein等細胞蛋白利用生物組織培

養(yǎng)技術從動物體中提取特定類型

的細胞高可以有效規(guī)避激素和抗生素濫用，口感最接近動物肉創(chuàng)

智

匯

德

整

理

，由于培養(yǎng)基成本和反應器能耗成本

居高不下，技術成熟度、法規(guī)監(jiān)管、消費接受度仍存在較大挑戰(zhàn)，商業(yè)僅

供

學

習

參

考MeaTech、Aleph

Farms等來源：公司公告，東吳證券研究所>

微生物蛋白是指通過微生物發(fā)酵合成蛋白。微生物蛋白具有很高的蛋白質含量，包含所有人體必需氨基酸，并且富含維生素和礦物質以及其

他各種營養(yǎng)物質。>

微生物蛋白具備以下優(yōu)勢：1)高效率，微生物蛋白合成效率是養(yǎng)殖方式效率的上千倍；2)健康性，高蛋白質、高膳食纖維、低脂肪、零膽固醇；3)可降碳，生產(chǎn)1公斤微生物蛋白碳排放量僅為肉類10%;4)可持續(xù)，微生物蛋白與傳統(tǒng)蛋白相比資源依賴性更低。3.4微生物蛋白顯著優(yōu)于植物蛋白、細胞培養(yǎng)蛋白東吳證券SO0CHOw

SECURITIES>我國大豆嚴重依賴進口，植物蛋白原料短缺：大豆這一首要蛋白質原料，我國對外依存度常年高于80%,年進口量約1億噸。大豆主要由美國、巴西等國家掌握，嚴重威脅著我國的糧食安全與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展，植物蛋白原料受限。>植物蛋白原料為豆粕，價格波動較大。豆粕是大豆提取豆油后的產(chǎn)物，蛋白含量高，通常用于提取大豆蛋白。近年來我國豆粕價格在3000元/噸到5000元/噸波動，波動幅度較大，給植物基蛋白的成本控制帶來較大挑戰(zhàn)。>發(fā)展微生物蛋白符合我國糧食安全的戰(zhàn)略要求。我們認為國內發(fā)展替代蛋白是大勢所趨，主要由于可以：1)提高蛋白制造效率，提升國民健康水平：2021年我國人均蛋白消費比日本韓國分別低30.5%和43%,而供給路徑上微生物蛋白提高蛋白生產(chǎn)和轉化效率；2)滿足國家戰(zhàn)略

需求，保證食物供給安全：我國動物蛋白缺口嚴重，2020年大豆產(chǎn)量2028萬噸，消耗量11136萬噸，進口大豆80%用于飼料蛋白，肉類產(chǎn)品缺

口大于500萬噸，奶類缺口約2000萬噸，優(yōu)質蛋白自給率嚴重不足，在國際上排名也較低。20%

中國：現(xiàn)貨價：豆粕40%10%10%20%■美國

■巴西

■阿根廷■印度

其他

2017/5/252018/4/112019/2/262020/1/92020/11/22021/10/182