专访中科院植生所王勇：中国生物制造产业如何突破传统升级为新质生产力

随着2010年第一个人工合成细胞“辛西娅”的诞生，合成生物学由此被视为打开“未来世界”大门的钥匙，科幻电影的场景或将照进现实。而后，合成生物颠覆性的技术潜力从安静的暗处走入世人的视野。在2010年后在这数十年中，合成生物技术逐渐与全球产业形成历史性交汇，并作为重要的技术支撑之一，将生物制造产业推上全球科技和产业竞争的高点。

生物制造被认为具有引领“第四次工业革命”的潜力，市场规模将达到万亿级别，是世界各国竞争的热点。我国也把生物制造列为重点发展的战略性新兴产业，是提升新质生产力的重要手段之一。《工业和信息化部等七部门关于加快推动制造业绿色化发展的指导意见》特别提到，要聚焦轻工发酵、医药、化工、农业与食品等领域，建立生物制造核心菌种与关键酶创制技术体系。

不过，在王勇看来， “生物制造实际上是三匹马拉车，有三个重要的核心内容。首先要有好的菌株，但是只有好的菌株是不够的，就像种庄稼，当然要有好的种子，但是也要有肥沃的土壤、好的种植环境和技术，对生物制造而言，好的菌株、好的原材料、高水准反应器缺一不可，这是形成好的生物工艺的基础，三者中任何一个方面的落后都会影响最终的落地效果。”

王勇认为，目前火爆的合成生物学为菌株改造提供了最新的手段，但这只是手段之一，并非唯一。在工业生物技术领域，菌株选育是一项复杂的工程，有些菌株可以理性改造，但也有很多菌株连遗传操作都困难。无论是新方法还是老方法，都只是工具箱里的工具。高产菌株的选育是一个长期的工作，需要多种策略和方法并用长期持续的投入。但是有了好的菌株只是基础，因为细胞内的问题解决了，还有很多细胞外的问题需要解决。这些问题随着规模的扩大，可能会更加复杂。就像种庄稼，有了好的种子，种地的工作才刚刚开始，还有许多工作要做，每个环节都不能缺少，不是有了好的种子就一定能丰产，也不是丰产了就一定能丰收。还有许多问题要去解决，只有这些问题都解决了，才称得上是好的生物制造。

王勇现任中科院分子植物科学卓越创新中心研究员、博士生导师、中国科学院合成生物学重点实验室副主任，现任上海市生物工程学会秘书长。

值得一提的是，作为国内最早一批合成生物学的研究人员，王勇可谓见证了合成生物学技术的发展，也同时见证着海内外合成生物学产业落地的沉浮：海外资本市场上，一二级市场有倒挂之势，Amyris、Zymergen、Ginkgo Bioworks的市值持续走低，其中的开山鼻祖Amyris更是因难以平衡化妆品品牌的经营与原料研发生产业务而在2023年宣告破产；国内，一级市场逐渐活跃，却又与生物医药行业投资趋势相似，呈现出投早、投小的走势，做大做强尚待时日。

对此现状，王勇回溯了国内的教育体系，并指出了一种趋势，即目前国内在本科和研究生人才培养上，出现了工科教育过度理科化的倾向。“工科教育、工程教育过度理科化这是当下普遍存在的严重问题。当下工科专业的学生跟理科的学生一样，也主要是在实验室完成专业训练，通过发表SCI论文获得学位。工程思想的培养，工程技能的训练是不足的。近些年我们培养的学生，普遍不愿意进入生产一线实践或者从事相关工作；甚至很多教授、研究员也普遍缺乏生产一线的实践经验，类似的情况都会对生物制造行业会产生负面影响。我们今天看到很多生物制造项目难以落地的情况，实际上有些并不是不能，而是不会。因为我们的从业者尽管有很多帽子、光环，但是工科的功底不够，所以不会。作为制造业大国，我们必须重视工科人才的培养，同时也要提升从业者的工程能力和技术水平。”

“很多人并不清楚生命科学和生物工程是两个不同的专业，它的专业设置和基础课程是不一样的，这两类专业人群所受到的学术训练是不同的，其所面对的问题也不一样。生命科学要回答what和why的问题，而生物工程要解决的是how。然而，不只是学术评价体系将这两者的界限模糊了，在产业和投资领域，很多时候对于项目和人的评判，仍然简单粗暴的以SCI论文所带来的光环进行甄别，这是有问题的：筛选出来的人，只会回答what和why，而不能解决how，这是问题所在。

“美国也存在类似的问题，2021年12月24日，美国麻省理工学院化学工程与生物技术系教授、美国国家工程院院士Greg Stephanopoulos联合来自Manus Bio的产业人员在Science上撰文，如何促进工业生物技术在商业上获得成功。文中提到，在美国各大高校中，可以看到这样的一种趋势：学校教学体系以牺牲了部分工程重点课程为代价，向分子层面研究和纯科学上进行转变。论文指出，这将会损害工业生物技术这一整个行业，因为走向人才市场的毕业生缺乏了本应该拥有的关键技能的教育经验，例如参与发酵或下游分离纯化的技术人员。

“全球生命科学领域科学技术的发展非常迅速，这远超技术转化速度。我们都能感受到每天层出不穷的研究进展和突破，但我们不能只是沉浸在所谓的高分论文的欣喜中，生命科学基础研究的发现要成为生物技术的产品落地，这之间的跨度需要更多生物工程类人才的贡献，当下生物制造大发展的背景下，比以往任何时候都需要更多生化工程类的人才。要改变这一现状，我们必须要改变‘重理轻工’的现状，必须纠正‘以SCI影响因子论英雄’的模式。我们需要重视对工程人才的培养和使用，这才是长久提升我国生物制造竞争力的活水之源。”

近些年来，有海归经验、尤其是留美、熟悉硅谷创业模式的的年轻创业者往往更容易得到资方青睐。众多合成生物学初创企业，尤其是海归及年轻创业者引领的公司诞生。

“这当然是好事，说明我们吸引了一大批有才华的年轻人创业。这是我们这个行业迫切需要的。但是也有隐忧。”王勇说的隐忧，是部分产业参与者，特别是年轻的创业者，并没有充分理解中美两国在产业基础和发展路径上的区别。

“美国一直是一个创新驱动的国家，但是制造业空心化是它目前的问题，所以很多极具创造力的idea都在PPT里，很难落地。这是Amyris等公司接连暴雷的内在逻辑之一。中国是另外的情况：我们有非常好的产业基础。但是我们要看到这个产业基础是怎么来的？是我们承接了大量发达国家的产业转移，所以我们才成为了世界工厂。但是这些产业往往是一些很老的产品，没有知识产权，附加值不高，虽然是通过生物制造来实现，但是它们是一些高污染、高能耗的产品，这些构成了我们生物制造业的基本面，那就是抗生素、维生素、氨基酸、酶制剂、有机酸等。我们急需通过新的生物制造模式来实现产业升级，实现产品附加值的提升，突破知识产权，改变高污染高能耗的现状，也就是说，我们需要通过产业升级，实现从传统生物制造到新质生产力的突破。”

王勇认为，产业升级过程中技术水平和成本还只是问题的一个方面，要从传统生物制造实现新质生产力的升级，我们还需要有一批引领市场的原创品种，只有这样才能真正体现技术的价值。在如火如荼的合成生物学资本市场上，如何选品一直是一个津津乐道的话题，每个人都能对这个话题提出自己的见解，而投资逻辑的背后，既体现了创业人的水平，更凸显了投资人的慧眼和品味。

“我看到很多投资人投了平台型公司，也有很多初创企业用拿到的钱建设了豪华的研发平台，堆满了各种高大上的设施：人工智能的装备，体现高通量、自动化、智能化的装备等等。但是我也看到了，很多公司并没有因此而产出效益，甚至没有像样的产品或者技术落地。

“我经常做这样的比喻：原来我们每年生产那么多的衬衫和袜子，我们有最好的生产衬衫的生产线、技术和最训练有素的产业工人。全世界都能买到made in China的衬衫，这是我们作为一个制造业大国的标志。但是这些衬衫，在普通的外贸店里一件可能只卖几十元，而同样的一件衬衫如果贴上奢侈品牌的商标，就能卖到上千元。我们确实代工了苹果的手机，但是一台售价一万多元的苹果手机，我们能拿到的利润微乎其微。我们能把一样东西做的又便宜又好，说明我们有先进的技术，但显然这是不够的。无论是衬衫还是苹果手机，如果我们没有原创，那么我们只能在产业链底层赚取代工费。同样的戏码正在生物制造领域上演。

“这里有个基本的逻辑：先进的装备、技术和平台是为产品研发赋能的，但并不是说，堆砌出一个设施豪华、智能化自动化程度很高的平台，产品就会自然而然地出现。如果没有好的产品需要被研发，那些平台不过是摆设。我们今天要做的，不只是简单地把一样东西做的又便宜又好，而是要通过有竞争力的原创产品的研发，不断迭代技术的发展，持续推陈出新，以此占据市场，这就是我们今天所面临的产业升级的内涵。如果我们没有一批引领性的原创产品，那我们就谈不上真正的产业升级。”

“我们经常看到大家扎堆做同一个产品，许多产品在布局的时候就已经过剩，浪费了多少人财物，这固然体现了这些产品本身的旺盛需求，但这种内卷的本质不过是我们做不出更加原创性的产品，更喜欢随大流。这是一个养猪的逻辑，猪肉贵了大家都来养猪，扎堆的人太多，猪肉就便宜了，结果大家又一哄而散。这个逻辑在生物制造产业反复出现，曾经我们的抗生素、维生素、氨基酸产业总处在这样的周期性震荡中。只有鼓励原创，提升知识产权门槛，才能根本性地改变这种扎堆的情况。”

除了长期的科研研究外，出于对产业落地的重视，王勇还进工厂、下车间，亲临实践一线，因此对于当前生物制造产业面临的问题，他拥有自身独到的见解。

提及国内合成生物学产业为何显得竞争激烈时，王勇认为还需要澄清一个常见的误区。这种“卷”的现象，很大程度上源于对产业本质和产品定位的模糊认知，其中，质量和成本，这两个要素必须在明确的产品定位前提下讨论才有意义。比如人参皂苷，作为饲料、保健品或高端注射药物，其成本和质量要求截然不同：饲料或许能容忍较低的纯度，而注射药物则需极高纯度。

当前，许多投资者和媒体在探讨合成生物学时，往往忽略了这种产品特性的差异化，导致行业陷入了单纯比拼成本的误区。这种导向的问题在于，忽视了创新的价值和产品的最终应用场景。类似的情况也出现在化妆品和医药领域。高端化妆品如海蓝之谜的高价并非仅因成本，而是品牌溢价、技术专利及独特配方等多重因素的综合体现。同样，高端药物的价格也并非单纯由成本决定，而是基于其疗效、研发成本及市场需求。

“生物制造所辐射的产业链是很广的，但是目前我们过多地聚焦于原料端的竞争，所有的布局都扎堆在原料的生产制造，缺乏对整个产业链的全面把控与深度拓展。正如新能源汽车行业从电池到整车制造，包含了众多高科技元素的革新，合成生物学也应从单一原料生产向终端产品、高科技应用及品牌塑造全面迈进。我们要培育出我们世界级的，类似于百事、可口可乐、雀巢、雅诗兰黛这样的终端消费品的巨无霸。”

这种转变要求国内合成生物学领域的各个参与方具备更高的能力：不仅要在技术研发上不断创新，更要在市场布局、品牌建设上有所作为。媒体和投资者作为行业风向标，也应当引导资源向产业链的高端和薄弱环节倾斜，避免过度集中在原料端的低层次竞争。

“想象一下，当原料价格回落，正是我们发展深加工、提升产品附加值的好时机。然而，由于我们缺乏世界级的终端品牌和原创产品，导致下游市场消化能力有限，产能过剩问题凸显。这种情况下，我们不得不依赖少数大客户的订单，但这种依赖是脆弱的，因为大客户随时可能更换供应商。因此，我们需要从根本上改变策略，这需要大家看到现状形成共识：不要都扎堆在原料端内卷，我们需要将产业链延伸布局，从产业链的最低端向更高层次攀升。这需要我们不仅在技术上领先，更要在市场洞察、品牌建设、供应链管理等方面全面提升。”

随着海外合成生物学公司争先恐后地冒头、上市又破产，到国内生物制造一级市场的崛起，无论是作为技术的合成生物学，还是作为产业的生物制造，都成为2024年的爆款名词；又因我国长期处于制造业产业链的底端，而生物制造成为当前最有望逆风翻盘的支点，一时喧嚣骑上，乐观情绪也随之弥漫到产业链各端。

不过，王勇在生物制造的一片热闹声中，给出了冷思考，也是他的肺腑之言——

“我们培养的人不能只会发表论文，还要懂得知识产权，需要从育种、发酵到产品的分离纯化、放大等整个全流程的相关技能和知识。市场需求、行业的需求、国家的需求、人类发展的需求，是合成生物学家从选题到产业化必须要考虑的问题。生物工程、生物技术只有转化为产品，服务于人、国家和行业，才有价值。”

换言之，要想真正逆转制造业底端的局面，就必须面对综上所述的、生物制造产业面临的更深层、更本质也更宏观的问题，也必须正视并衡量为解决这些问题要迈过的荆棘，由此，才能上下一心，真正抓住难得的机遇。