年产能将达200吨，这家合成生物学企业如何率先抢占HMO市场？

合成生物学赛道近年来备受国内外资本市场的关注，迎来了新的发展阶段。2021年全球5家合成生物学公司上市，国内也涌现了凯赛生物、蓝晶微生物等创新公司。

合成生物学在医疗、农业、食品、化工等众多领域均有广泛的应用前景，近年来，母乳低聚糖（human milk oligosaccharides，HMOs）逐渐成为其热门领域。全球HMOs五大生产商（杜邦、巴斯夫、帝斯曼、Jennewein和Frieslan Campina）目前均采用传统菌株或者普通基因工程操作方法合成HMOs；雀巢、达能、伊利等食品快消巨头通过各种投资或合作的方式进军这一领域。

国内企业也看准了HMOs领域的巨大商机，开始入局。

北京芝诺科技发展有限责任公司（简称芝诺科技）成立于2020年，是一家致力于利用合成生物学、发酵工程技术开发高附加值天然产物的创新型科技公司，专注研究母乳低聚糖和新型微生物色素。据悉，芝诺科技已经完成了二代菌株的研发，目前其母乳低聚糖产品管线拥有约10吨的产能，预估今年年底能够完成200吨产能产线的搭建。

芝诺科技的创始人朱天择博士在合成生物学领域有约十年的研究经验。2012年朱天择本科毕业于北京大学生命科学学院，期间其研究课题就是利用合成生物学技术构建工程化大肠杆菌的金离子的生物传感器；之后赴英国牛津大学攻读博士学位，主要从事糖化学与生物催化方面的研究。此外，朱天择还曾参与英国自然科学研究理事会（EPSRC）重大专项——基于辅酶再生的生物催化项目，开发了一系列萜类化合物生物合成的底层技术路线。

还在牛津读书的朱天择，见证了博士生导师创办合成生物学公司的过程，意识到了其中的市场潜力以及个人未来职业发展的新路径；再加上参加的一些回国创业交流考察活动，了解到了国内地方政策的支持态度，渐渐萌发了创业的念头。

但由于长期在外求学，对国内情况不够了解，因此为了积累创业经验和行业资源，2018年回国后，朱天择便入职了一家合成生物学初创企业，负责公司业务的市场拓展，并于2019年被评为福布斯中国30位30岁以下青年精英。

凭借着在合成生物学领域的专业知识和经验积累，以及对于行业和政策的观察，经过2年的职场积淀后，朱天择觉得创业的时机已经成熟，但却面临着选品的难题。

虽然合成生物学应用场景十分广泛，但一旦选品错误，往往意味着更长的研发周期、更短的市场生命周期，及更大的经济损失，因此选择正确的品类对于企业来讲至关重要。

经过多方调研后，朱天择将目标确定为HM0s，并在2020年创办了芝诺科技。为何选择HMOs，朱天择表示主要基于以下几点考量：

大宗商品需要大规模量产。即使初创企业做到了技术领先，但大企业可以凭借其在行业资源、销售渠道、规模效应等方面的优势完胜初创企业。因此“一般来说，非大宗的高附加值产品更适合初创企业”朱天择解释道。

母乳是0-6个月婴儿最理想的食物，能满足其所需的全部液体、能量和营养素，是婴儿喂养的“黄金标准”，因此婴幼儿配方奶粉将无限靠拢母乳标准作为自身不断迭代升级的终极目标。

随着科学研究的不断发展，人们逐渐解开了母乳成分的谜底，HMOs的价值开始被越来越多的人熟知。HMOs是人乳中仅次于乳糖和脂肪的第三大固形物，具有促进婴儿肠道微生态平衡，促进肠道内有益菌的增殖、抑制有害菌的生长、阻碍致病菌的定殖、调节免疫系统和促进婴儿的认知发育等多重功效，所以购买含有HMOs的婴幼儿配方奶粉的市场需求获得了强劲增长，逐渐成为妈妈们的优先选择。

因此，高附加值的HMOs对于当时刚刚起步的芝诺科技来讲是一个非常好的选择。

和其他生成路径相比，利用合成生物学技术生产HMOs拥有最佳优势。

HMOs的生产技术可分为天然提取，化学合成以及微生物合成三种。HMOs含量甚微，天然提取的成本极高，难以产业化。化学合成法由于效率低、工艺复杂，且存在食品安全隐患，因而市场局限性大，发展前景一般。而基于大肠杆菌、酵母菌等生物工程菌的微生物合成技术因其生产成本低、环境污染小等优势，是当今HMOs商业化实践中表现最活跃的领域。

2021年初，卫健委开放“其他转基因食品添加剂的申报和审批工作”通道，允许受理转基因微生物食品添加剂新品种的行政许可申请，在此之前，卫健委只允许受理转基因酶制剂新品种的行政许可申请。这是对转基因食品添加剂管理方向的一大重要推进举措，它标志着企业目前可提交通过转基因技术生产或制备的食品添加剂或酶制剂产品。

2-岩藻糖基乳糖（2’-FL）是HMOs中含量最高的成分，多年前就已在美国和欧洲市场获得监管许可。雅培和雀巢/惠氏分别在2016年和2017年上市了含有2’-FL 成分的婴配奶粉产品，成为最先上市含有HMOs成分的婴配奶粉产品的两大跨国公司。

不过目前包括2’-FL在内的HMOs作为添加剂尚未得到国内相关部门的批准，因此HMOs在国内的应用处于空白状态，但政策形式逐渐转好。

2021年10月，国家食品安全风险评估中心（CFSA）完成了对2’-FL的安全性与必要性审查，对于扩大使用范围的申请开始征集公众意见，这标志着HMOs即将开始大规模应用。2021年下半年，卫健委共受理了3款2’-FL作为食品添加剂新品种的申报事项，此3款产品目前均已经在补正资料中。

虽然目前国内政策还未开放，但在朱天择看来，这是一个利好消息。“国外的企业已经在HMOs领域布局多年，技术肯定比国内企业成熟。如果现在政策就开放，那么国内市场很可能直接被国外企业给占领了。这个窗口期反而给了我们积累经验，快速提升技术和产品质量，追赶国外企业的时间和机会。”朱博士解释道。

同时，他认为政策开放只是时间早晚问题，并预估今年第四季度国家将可能开放HMOs作为添加剂使用的政策。

芝诺科技目前已入驻苏州北大分子工程苏南研究院，依托北京大学强大的研发能力进行多管线的研发。同时芝诺科技还获评苏州“昆承英才”领军企业称号，获得了地方政府数百万元资金支持。

全球已有多家企业布局HMOs领域，国内也涌现了一兮生物、恒鲁生物等创新企业，行业整体欣欣向荣。相较于其他企业而言，芝诺科技有着自己的独特优势和差异化布局。

高产且稳定的HMO菌株对于时间和技术有着较高的要求。芝诺科技在2020年初就开始布局该领域，经过此前约2年的积累，已经完成了从菌株的构建到二代菌株的研发。

芝诺科技利用代谢通路设计，结合新一代基因编辑技术，对大肠杆菌、酵母菌等底盘微生物进行基因工程化定向改造，并建设有高通量筛选平台，通过规模化迭代筛选进行工业级稳定、高产菌种选育，获得的工程化菌种生产效率较传统菌株提高了30-40%。

HMO属于糖类，极易溶于水，因此提取难度非常大。每提高一个百分点的纯度，就意味着更多的成本。如何用最低的成本分离提纯，同时又保证杂菌、重金属、致敏性蛋白质等有毒物质的完全清除，保证成品的质量，对于合成生物学企业来说是一大难题。

“我们通过使用国产培养基等方式优化分离纯化技术，实现了成本和纯度的平衡，在保证纯化精度的情况下，将分离纯化成本降到最低。”朱天择博士介绍。

狭义上的合成生物学更多地聚焦于对底盘微生物的工程化设计从而获得高产稳定的菌株。而要想做成成熟可商业化的产品，下游的发酵工艺、放大工艺，以及分离纯化等都需要通盘考虑。而且整个生产体系呈现明显的木桶效应，任何一处细节上的短板都会造成整个项目的失败。

因此，芝诺科技一方面招募了具有丰富产业化经验的研发人员，其中不乏具有在上市公司10年以上工作经验的发酵工程师；另一方面十分重视与高校合作，通过利用北京化工大学等高校丰富的规模化、产业化经验推进产品落地。

“我们现在能够保证每升发酵产量超过100g。”朱天择表示，目前芝诺科技的多条产品管线拥有约10吨的产能，预估今年年底能够完成200吨产能产线的搭建。

在商业化方面，考虑到国内外的政策差异，芝诺科技目前主要与跨境电商新消费企业合作，向国外功能性食品企业供应HMOs。同时，芝诺科技积极在婴儿配方奶粉、保健品与功能性食品、特医食品等方面积极布局，通过推进和各领域龙头企业的合作，为后续国内批准HMOs后的大规模应用做好准备。

合成生物学的一大优势就在于其工程化的技术特点可以在多个产品管线加以复用，从而节约在研发上资金与时间成本的投入。除了比较成熟的HMOs以外，芝诺科技还在积极开发其他产品管线，比如可用于纺织品印染的天然微生物基色素。传统色素多是利用化工方法生产，往往具有高耗能、高碳排、高污染等缺点。芝诺科技利用合成生物学方法生产的微生物基天然染料在克服了这些缺点的同时还具有生物亲和性强等独特的优势。

凭借着上述优势，芝诺科技在2021年完成了超千万元的天使轮融资，目前正计划进行新一轮pre A融资。

谈到未来规划，朱天择表示：“我们希望能在母乳低聚糖领域做到领先地位，并通过产业化成功经验，拓展更多的应用领域，实现立体多维的产品布局”。