全球硬核科技｜发展前景广阔，生物制造进入发展黄金期

工业尾气“变身”鱼饲料

“地沟油”“变”为飞机燃料

秸秆“变”成了薄膜

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让这一切看似不可能成为可能的

就是生物制造！

作为一种全新的生产技术，生物制造融合了生物学、化学、工程学等多种技术，主要涵盖食品行业、生物制药、生物基材料、生物化工、生物燃料、酶制剂六大领域，具有清洁、高效、可再生等特点，有可能引领“第四次工业革命”，是当前全球科技前沿重点领域。

本期《全球硬核科技》围绕生物技术产业发展态势、全球竞争格局、专利技术研发、创新资源布局等内容，展现全球生物制造技术竞争布局与创新资源图景。

作为以工业生物技术为核心的先进生产方式，生物制造是绿色、低碳、可持续的经济发展模式，是新质生产力培育重要赛道。据2024年《全球生物经济状况》报告估计，目前全球生物经济总价值约为4万亿美元。麦肯锡全球研究院《生物革命：创新改变了经济、社会和人们的生活》报告也显示，生物学创新应用在未来10-20年可能对全球产生每年2-4万亿美元的直接经济影响。

开展深度布局，发力抢占先机。全球主要经济体纷纷制定发展战略，加快技术创新和产品上市。

美国，生物制造占据全球先发地位优势明显，在基因编辑技术、合成生物学、生物制造过程优化和自动化及生物医药品开发等方面全球领先。2022年以来，美国接连出台新政加强生物技术创新和制造能力培育。

欧洲，生物制造领域已成为经济支柱之一。欧洲是全球最关注可持续发展的地区之一，将循环经济和可持续发展作为生物经济主要内容，加速生物制造布局。

日本、韩国近年开始发力生物制造产业，加速赛道转换提升产业竞争力；日本2023年发布《生物制造革命推进事业研究开发计划》，提出推进生物制造工艺转换，提升生物制造产品的全球市场流通能力；韩国2023年投入约4.39亿美元开展核心生物技术研发，涵盖脑科学、合成生物学、微生物组等前沿领域。

我国生物制造产业拥有强大产业基础和配套工业体系。氨基酸、有机酸、维生素等大宗生物发酵制品产量全球领先，发酵品年总产量超3000万吨，占全球产能约70%；产物分离纯化方面基础深厚，助力生物制造企业高效低成本进行产物提纯工艺开发。2021年我国生物经济总规模约20.8万亿元，其中生物医药约4万亿元、生物农业约9.9万亿元，构成主要市场。

技术创新也在驱动产业加速发展，全球生制造领域发明专利2016年后申请量增长加快，有望在2026年实现单年申请10000件的突破。

从专利申请来源看，生物制造发明专利申请主要来自中、美、欧、韩、日等全球主要经济体。中国以22229件（占全球43%）居首，美国20546件（占全球39。8%）紧随其后，中美技术实力强、研发热度较高、成果产出相对较多；欧洲、韩国、日本等国家/地区发明专利申请量处于百、千量级，与中美差距较大。

在具体研发方向上，全球生物制造研发热点集中在CRISPR基因编辑技术、DNA重组技术、底盘细胞技术、生物医药应用技术四个方向；其中，CRISPR基因编辑技术和DNA重组技术作为底层共性技术，研发热度较高。

“政策”“市场”双轮驱动，中国技术创新全球领先，自上而下全面布局，制造潜力逐步激发，技术支持面覆盖广阔。

区域上，京津冀地区生物制造区域功能布局明晰，研发重点聚焦基础研究和应用基础研究，以医学健康、农业育种和生物信息等领域为主，研发方向包括衰老与认知障碍、胰腺癌、肿瘤微生物组、小麦遗传改良、免疫兼容性干细胞、mRNA翻译规则等。

长三角地区高度重视生物制造产业布局，研发多聚焦合成生物学、计算生物学创新应用及IT+BT融合，覆盖医药、食品、环保等多个领域，重点方向包括合成生物学、计算生物学、RNA药物递送、RNA疫苗、功能食品制造、环境污染物降解等。

粤港澳大湾区中，深圳生物制造实现多项“首个”，创新活力强劲，深港合作不断加码，研发强调合成生物学基础研究及生物医药、环境保护与资源利用、食品科技等领域的应用研究，重点方向包括病原体检测和菌群结构、药用植物生物合成、生物固碳、食品酶解等。

成渝聚焦技术引领，正加快产业拓展，其研发集中在农业生物、微生物应用和基因编辑的研发创新上，应用方面则在农业领域具有特色优势，重点包括生物转化、CRISPR/Cas9技术应用、微生物电合成、基因编辑、益生菌研究等方向。

专利研发主体上，我国生物制造发明专利申请Top20全部为高校院所，其中，农业类、生物类学科优势明显的高校院所是研发主力，位于无锡的江南大学领先优势显著，企业则更侧重生产工艺优化和产品营销。

在研发方向上，我国在主要技术方向上均有布局。技术研发应用导向明显，防治病媒传染的疾病发明专利申请量占据各技术分支首位、近5年占比超过90%，适用于大肠杆菌的载体或表达系统也超过70%；此外，对前沿技术关注度较高，成簇规律性间隔短回文重复序列（CRISPR）近5年申请占比超70%。

作为重点发展的战略性新兴产业，生物制造是培育新质生产力的重要手段之一，京津冀、长三角、粤港澳大湾区等已率先发力，全面开展关键技术攻关布局，出台系列政策积极推进。在此背景下，成都作为成渝地区双城经济圈重要增长极，又是如何发挥优势、抢占赛道，实现高质量发展?

顶层设计上，成都市《“十四五”科技创新规划》《“十四五”生物经济发展规划》顶层规划合成生物学、微生物学、生物信息等技术攻关和生物制造产业发展总体思路；出台《关于前瞻培育未来产业构筑高质量发展新动能的实施意见》，将前沿生物作为重点培育方向之首，布局基因及细胞治疗、生物育种、合成生物等生物制造多条核心赛道；近2年已布局多项“揭榜挂帅”等市级财政科技项目。

产业发展上，以生物医药为代表的生物制造产业已在成都迅速崛起，形成聚集态势。成都高新区以成都天府国际生物城为重要载体，汇聚超过3000家生物医药企业，建有覆盖全生命周期的生物医药功能平台累计超160个；全区生物医药产业规模连续6年保持20%以上增长率，在全国高新区生物医药园区综合竞争力排名中位居第一方阵。温江区成都医学城聚集药明康德、科伦博泰、百利天恒等580余家“三医”领域领军企业和默克生物谷CRO项目、国家高性能医疗器械创新中心等上下游企业及创新平台，形成项目转化生态闭环。

科技创新上，成都专利申请量居全国第11位、西部城市首位。川大、电子科大、四川农大、中国科学院成都生物所、中国农科院都市农业研究所等10余所在蓉高校院所，已在生命科学、医学、农学和跨学科应用领域，基于生物治疗国家重点实验室、转化医学国家重大科技基础设施、国家精准医学产业创新中心等高能级创新平台和新型研发机构，展开多方研发布局形成原创性成果，如电子科大材料与能源学院研究团队领衔的“二氧化碳人工合成葡萄糖和脂肪酸”等两项重大科技成果入选年度“中国十大科技进展新闻”，中国农科院都市农业研究所自主研发的首座无人化垂直植物工厂在蓉投用等。

下一步，成都还可加强生物制造工具类平台类关键核心技术攻关，围绕优势领域和前沿赛道育成头部企业、创建创新平台，推动生物制造产业补链延链，打造生物制造产业集群，构建富有竞争力的生物产品体系，赋能经济绿色转型升级，实现社会经济高质量发展。

精彩不止于此

生物制造产业？

国内有哪些政策举措？

全球有多少创新主体？

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