用工業(yè)尾氣合成高價(jià)值飼料蛋白，靠人工智能“從頭設(shè)計(jì)”功能性蛋白質(zhì)，讓酵母細(xì)胞“種出”珍稀藥用成分……從“自然索取”到“生命編程”，生物制造正將諸多的“不可能”變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。“十五五”期間，在國家戰(zhàn)略引領(lǐng)、技術(shù)突破賦能、市場(chǎng)需求拉動(dòng)等因素驅(qū)動(dòng)下，這一萬億級(jí)賽道將迎來全面提速的黃金發(fā)展期，開啟人類生產(chǎn)生活的跨時(shí)代變革。
在首鋼集團(tuán)旗下北京首鋼朗澤科技股份有限公司，曾經(jīng)被視為“污染物”的工業(yè)尾氣，如今已變成了生物乙醇及微生物蛋白等高價(jià)值產(chǎn)品，其粗蛋白含量≥80%，比進(jìn)口特級(jí)魚粉高出15個(gè)百分點(diǎn)，接近豆粕的2倍;氨基酸總量占粗蛋白質(zhì)比例超90%。
“變廢為寶”的背后是生物制造的“魔力”所在。“生物制造正在開啟‘第四次工業(yè)革命’。”北京化工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院黨委書記曹輝表示，傳統(tǒng)制造以“切削、組裝、合成”為核心，而生物制造則是“利用生命體的代謝網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行合成與組裝”，正以前所未有的深度和廣度滲透到醫(yī)藥、化工、材料、能源、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等關(guān)鍵領(lǐng)域。
放眼全球，生物制造已成為決勝未來的關(guān)鍵賽道。今年達(dá)沃斯世界經(jīng)濟(jì)論壇發(fā)布的2025年十大新興技術(shù)中，就有四項(xiàng)與生物制造直接相關(guān)，彰顯出這一領(lǐng)域的巨大發(fā)展?jié)摿Α?/span>
國家發(fā)展改革委宏觀經(jīng)濟(jì)研究院研究室主任張林山表示，“在生物制造領(lǐng)域，未來不能再滿足于個(gè)別產(chǎn)品的跟隨和模仿，必須立足國情，發(fā)揮制度優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，以全產(chǎn)業(yè)鏈視角在核心技術(shù)突破、產(chǎn)業(yè)生態(tài)培育、市場(chǎng)環(huán)境營造上持續(xù)發(fā)力，在這場(chǎng)產(chǎn)業(yè)變革中搶占先機(jī)，將其打造為驅(qū)動(dòng)中國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要引擎。”
此前審議通過的《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十五個(gè)五年規(guī)劃的建議》中，在“前瞻布局未來產(chǎn)業(yè)”與“加強(qiáng)原始創(chuàng)新和關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)”兩大部分，均明確提及發(fā)展生物制造。
地方層面也在加速布局生物制造賽道。“十四五”以來，北京、上海、廣東、浙江、河南、山東、新疆等20余個(gè)省(區(qū)、市)已出臺(tái)相關(guān)支持政策，通過加大資金支持、建設(shè)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心、打造高端產(chǎn)業(yè)集群等方式，助力產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
“目前，生物醫(yī)藥、生物農(nóng)業(yè)、生物能源、生物基化學(xué)品和材料是生物制造產(chǎn)業(yè)的核心應(yīng)用方向。”曹輝指出，這些領(lǐng)域的技術(shù)突破與場(chǎng)景落地，共同構(gòu)筑起這一萬億級(jí)賽道的發(fā)展基石。
在這些領(lǐng)域中，生物醫(yī)藥是生物制造技術(shù)最為成熟、應(yīng)用范圍最廣的板塊，其中單克隆抗體、疫苗、重組蛋白等生物藥更是絕對(duì)主力。
生物農(nóng)業(yè)則為保障糧食與蛋白質(zhì)供給提供了創(chuàng)新路徑。坐落于北京中關(guān)村生命科學(xué)園的齊禾生科通過自主研發(fā)的SEEDITTM平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)基因的精準(zhǔn)敲除、堿基替換、基因表達(dá)精細(xì)調(diào)控以及大片段DNA精準(zhǔn)插入等復(fù)雜的多重基因/基因組操作。
齊禾生科首席執(zhí)行官張蓓表示，目前企業(yè)已針對(duì)水稻、小麥、玉米等世界重要糧食作物以及經(jīng)濟(jì)特色植物建立了自主高效遞送體系，進(jìn)行精準(zhǔn)改良。
生物能源領(lǐng)域展現(xiàn)出“變廢為寶”的鮮明特質(zhì)。以微生物、藻類等生命體為“活體工廠”，成功將秸稈、林業(yè)廢棄物等農(nóng)林殘余物，餐廚垃圾等有機(jī)廢棄物，乃至工業(yè)廢氣中的二氧化碳等低碳資源，轉(zhuǎn)化為乙醇、生物柴油、生物航空煤油等清潔燃料。生物基化學(xué)品和材料領(lǐng)域，借助合成生物學(xué)技術(shù)改造的微生物，能夠?qū)⒔斩挼确羌Z生物質(zhì)、二氧化碳等低碳原料，高效轉(zhuǎn)化為塑料單體、多元醇等基礎(chǔ)化學(xué)品。這些生物基化學(xué)品進(jìn)一步加工制成的新材料，從根本上推動(dòng)了傳統(tǒng)材料工業(yè)向“可再生、可降解、高性能”的方向跨越。
人工智能和大數(shù)據(jù)模型的快速發(fā)展，也帶給生物制造騰飛的契機(jī)。以創(chuàng)新藥為例，慧博投研近日發(fā)布研究報(bào)告顯示，通過AI技術(shù)能將分子發(fā)現(xiàn)時(shí)間由傳統(tǒng)手段的2年降至11個(gè)月，總費(fèi)用從4.14億美元降低至20萬美元。
悅康藥業(yè)集團(tuán)董事兼藥物研究院院長(zhǎng)宋更申介紹，公司憑借AI技術(shù)深度剖析海量生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)，高效篩選出RSV(呼吸道合胞病毒)的潛在靶點(diǎn)，此過程相較于傳統(tǒng)篩選方法，時(shí)間效率提升了80%。目前，該集團(tuán)研發(fā)的mRNA疫苗YKYY025注射液已順利獲得FDA(美國食品藥品監(jiān)督管理局)的臨床試驗(yàn)批準(zhǔn)。
“未來3至5年，生物制造行業(yè)將進(jìn)入一個(gè)由技術(shù)和政策雙輪驅(qū)動(dòng)的加速發(fā)展期，它不僅會(huì)重塑許多傳統(tǒng)行業(yè)的生產(chǎn)方式，更將重塑生產(chǎn)生活方式。”曹輝表示，據(jù)預(yù)測(cè)，到2050年，生物制造有望創(chuàng)造30萬億美元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，占全球制造業(yè)的三分之一。
還需注意的是，生物制造產(chǎn)業(yè)雖然前景廣闊，但目前仍面臨不少挑戰(zhàn)。例如，中試資源適配不足，生物制造上游的部分核心工具與裝備存在供應(yīng)鏈安全隱患等。
對(duì)此，曹輝建議，應(yīng)積極培育建設(shè)生物制造中試能力建設(shè)平臺(tái)，打通“實(shí)驗(yàn)室到工廠”的轉(zhuǎn)化瓶頸;集中資源重點(diǎn)投入高效酶制劑、核心菌種、高端儀器裝備等重點(diǎn)環(huán)節(jié)的研發(fā)，提升核心技術(shù)自主可控水平;優(yōu)化生物制造項(xiàng)目的審批與監(jiān)管流程，探索建立適度的容錯(cuò)機(jī)制和精準(zhǔn)的環(huán)保、安全準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，明確項(xiàng)目落地全流程規(guī)范，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)I造更優(yōu)質(zhì)的制度環(huán)境。
責(zé)任編輯：陸迪
