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澎湃新聞 2025-06-25 08:28:56
合成生物學能夠通過將微生物（如酵母、大腸桿菌）改造為高效的“細胞工廠”，創(chuàng)造高價值功能分子，重構人們的營養(yǎng)“食譜”。
如果說計算機是通過0和1的二進制代碼構建了數(shù)字世界，那么合成生物學就是一門以DNA為“編程語言”，對生命體進行設計、改造甚至從頭創(chuàng)造的顛覆性學科。它讓我們得以像工程師設計電路一樣，重編程細胞這一最精密的“生命機器”，以滿足醫(yī)療、營養(yǎng)、材料等領域的特定需求。
6月23日，上海合成生物學創(chuàng)新中心主辦的“2025國際合成生物學產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”在上海張江科學會堂拉開帷幕。論壇匯聚了全球學術界、產(chǎn)業(yè)界與投資界的頂尖專家，共同探討如何利用合成生物學保障人類健康、促進綠色發(fā)展的核心議題。
“治療”衰老：從監(jiān)測到介入
人口老齡化是21世紀全球面臨的最大醫(yī)療挑戰(zhàn)之一。傳統(tǒng)的醫(yī)療模式往往在疾病出現(xiàn)后才介入治療，而合成生物學的前沿探索正試圖從根本上改變這一模式——通過對“生物學年齡”進行監(jiān)測來提前介入衰老進程。
“我們認為不能等到人生病的時候再給他治療。”新加坡國立大學特聘教授Brian Kennedy在主旨演講中強調，“在人健康的時候，就應該對他們進行干預?！边@種從“治療”到“預防”的理念轉變，核心在于精準量化和干預衰老過程。
Kennedy教授介紹，科學界在15年前還無法有效監(jiān)測和衡量人類的衰老速度，但如今情況已發(fā)生革命性變化。通過分析DNA甲基化等海量的組學數(shù)據(jù)，科學家們構建了多種“衰老時鐘”，能夠像天氣預報一樣預測個體的生理年齡和健康軌跡。
“現(xiàn)在可以識別出哪些人衰老過程是比較正常的，而哪些人衰老是有問題的?！彼忉尩馈；谶@些精準的生物標志物，科學家可以開發(fā)個性化的干預措施，例如通過特定的膳食補充劑或藥物，針對性地延緩特定維度的衰老，從而實現(xiàn)更長久的健康生活。
這一領域已催生出龐大的“長壽產(chǎn)業(yè)”，涵蓋了診斷公司、營養(yǎng)品、醫(yī)療技術乃至高端長壽診所等多個賽道，市場規(guī)模預計將達數(shù)萬億美元。合成生物學在其中扮演著關鍵角色，無論是開發(fā)新型抗衰老分子，還是生產(chǎn)高純度的營養(yǎng)補充劑，都展現(xiàn)出巨大的創(chuàng)新機遇。
產(chǎn)業(yè)化突圍：細胞與基因治療的機遇與挑戰(zhàn)
細胞與基因治療（CGT）是當前醫(yī)學領域最具代表性的前沿方向之一，它為攻克癌癥、遺傳病等疑難雜癥帶來了前所未有的希望。所謂細胞治療，就是將患者或捐贈者的細胞（如免疫細胞）在體外進行工程化改造，賦予其識別和攻擊癌細胞等特定功能后，再回輸?shù)交颊唧w內，如同為患者注入一支精準的“生物軍隊”。而基因治療，則是直接修復或替換導致疾病的缺陷基因，從根源上進行治療。
合成生物學為此提供了核心的“編程工具”?？茖W家利用先進的基因編輯技術，可以精準地修改細胞的DNA，實現(xiàn)復雜的“指令”植入。然而，從實驗室的驚人突破到惠及大眾的成熟產(chǎn)品，這條產(chǎn)業(yè)化之路依然充滿荊棘。
上海市普陀區(qū)中心醫(yī)院院長潘曙明坦言，臨床醫(yī)生能看到現(xiàn)象和問題，但解決方案亟須多方協(xié)作。“這些話題光靠臨床醫(yī)生解決不了，”他表示，“更加需要的是產(chǎn)業(yè)界和學界、企業(yè)界一起來努力來做這件事情”。
成本是產(chǎn)業(yè)化面臨的最核心挑戰(zhàn)之一。Stimuliver首席商務官Giles Dudley以歐洲的細胞療法為例，指出其“高得令人咋舌”的成本限制了其廣泛應用。他認為，中國在這一領域擁有獨特優(yōu)勢。他將之與電動車產(chǎn)業(yè)類比：“中國可以利用這樣強大的制造能力，真正實現(xiàn)顛覆細胞療法的價值鏈和成本鏈”。這意味著通過工藝創(chuàng)新和規(guī)?；a(chǎn)，中國有潛力將昂貴的尖端療法變得更加普惠。
除了成本，創(chuàng)新的模式也至關重要。Giles Dudley分享了國際生物創(chuàng)新孵化機構的成功經(jīng)驗，強調“以終為始”的理念?！皩τ趧?chuàng)新企業(yè)來講，必須從退出開始反向建構，而不是獲得資金后再進行改造”，他建議道。這種從創(chuàng)立第一天起就將監(jiān)管、商業(yè)化和最終退出路徑納入考量的模式，能夠有效減少資本浪費，提高創(chuàng)新效率。
合成生物學重構人類營養(yǎng)體系
如果說生物醫(yī)藥是守護健康的“盾”，那么人類營養(yǎng)就是構筑健康的“基石”。合成生物學能夠通過將微生物（如酵母、大腸桿菌）改造為高效的“細胞工廠”，創(chuàng)造高價值功能分子，重構人們的營養(yǎng)“食譜”。科學家首先解析出目標營養(yǎng)分子（如某種維生素、稀有甜味劑或特定蛋白質）的天然合成路徑，然后將編碼這條路徑上各種酶的基因片段，“組裝”并植入到微生物體內。在巨大的發(fā)酵罐中，這些被賦予新功能的微生物以糖等廉價原料為“食”，便能持續(xù)不斷地生產(chǎn)出高純度的目標產(chǎn)物。
多名與會者提到這種制造方式的必要性和優(yōu)勢。首先，它能克服自然資源的稀缺性，如角鯊烯，傳統(tǒng)上需通過捕殺鯊魚獲得，而合成生物法則能實現(xiàn)綠色、可持續(xù)的生產(chǎn)。其次，它能確保產(chǎn)品的純凈與安全，避免傳統(tǒng)植物提取中可能存在的重金屬殘留和批次不穩(wěn)定的問題。更重要的是，它還能創(chuàng)造出更優(yōu)質的分子，比如祛除天然食物中的過敏原，從而生產(chǎn)出更健康的蛋白質。
然而，與生物醫(yī)藥類似，營養(yǎng)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化也是一項復雜的系統(tǒng)工程。華東理工大學的魏東芝教授在討論中一針見血地指出，當前行業(yè)過于聚焦前端的分子和細胞層面，而忽視了后端?！巴谶^去這些年的時間里，大家過于集中于分子和細胞的水平，對于反應器水平和分離純化的環(huán)節(jié)往往是忽視的”。
他以合成生物法生產(chǎn)“角鯊烯”為例，前期菌株構建可能僅需數(shù)月，但放大生產(chǎn)中目的基因丟失、下游分離純化工藝復雜、成本高昂等問題，才是決定項目成敗的真正瓶頸。魏教授強調，必須以“全鏈條”的思維進行產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，從菌株設計之初就要考慮發(fā)酵、分離乃至廢水處理等所有環(huán)節(jié)。
上海交通大學的瞿旭東教授則用一個“卷”字生動描繪了營養(yǎng)健康產(chǎn)品領域的現(xiàn)狀。由于目標分子池有限，國內大量科研單位和企業(yè)蜂擁而上，競爭異常激烈。在他看來，要想突圍，一方面技術上要做到極致，成為“卷王之王”，將成本降到最低；另一方面，還要與監(jiān)管部門積極溝通，提供扎實的科學證據(jù)以獲得審批。
多名與會者提到，監(jiān)管部門對生物合成方法的安全性、副產(chǎn)品等方面有著嚴格的規(guī)定?？茲h森公司前亞太區(qū)總監(jiān)江華強調相關企業(yè)應提前進行全球合規(guī)布局、利用生態(tài)協(xié)同效應以及構建堅實的專利壁壘的重要性?！叭魏我豁楊嵏残缘膭?chuàng)新天然就會和監(jiān)管產(chǎn)生碰撞，”他指出，“提早通過扎實的臨床科研數(shù)據(jù)來說服監(jiān)管部門，是縮短產(chǎn)業(yè)轉化周期的有效方法”。
責編：李傳新
一審：李傳新
二審：劉文韜
三審：楊又華
來源：澎湃新聞
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