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押注下一个前沿:合成生物领域创新与投资趋势
2017-03-01 | 编辑: | 【 】|浏览次数:
    

  从微观角度来认识和重塑世界,是人类科学家一直孜孜以求的梦想。随着基因测序成本的下降、基因编辑技术可靠性的提升等因素的影响,合成生物学正在把他们的梦想加速变为现实:没有动物细胞的人造肉、不含葡萄的葡萄酒,由废气生产的生物燃料,下一代药品……合成生物学正在带来农业、能源、化工、医疗、食品等各行业的变革。
  根据《自然杂志》的解释,“合成生物学是设计和建造新的生物部件、设备和系统,以及为有用的目的而重新设计现有的、天然的生物系统。”从字面理解,“设计”是合成生物的核心。就像设计软件、芯片、建筑一样,合成生物学不仅包含了最前沿的技术进步,同时也充满了各种雄心、创意和想象力。

  具体来讲,合成生物学可以理解为工程原理在生物学中的应用,通常是通过对DNA的“操控”来实现。该技术可用于开发新的生物系统,如生产生物燃料或牛奶蛋白的微生物;或从根本上重新设计旧的系统,如攻击特定类型癌症的免疫细胞。

  一方面,合成生物学最大限度地吸引着科学家、产业界、投资界的目光和参与;另一方面又隐含着类似于“科学怪人”的各种担忧和质疑。但不管怎样,合成生物学不会改变前进的步伐,但其中可能的风险也没有理由去忽视。

  一、风险资本的“追逐” 

  总体来看,作为一个前沿产业,全球对合成生物创业公司的投资保持了持续的增长趋势。

  据CB Insights统计,在过去五年中,合成生物创业公司累计获得近40亿美元风险投资。2016年投资交易额13亿美元,首次超过了10亿美元;与2012年相比,本年度交易额增长了2.45倍。与此同时,交易数量达到40起,较2012年增长1.85倍。

  

    从近期来看,2016年较上年度增长31%;投资数量则从2015年的53起下降到2016年的40起,下降比例25%。2012至2016年,合成生物领域风险投资平均交易规模为2800万美元;有10家公司完成了1亿美元及以上的融资。其中,药物研发公司Moderna Therapeutics分别在2014年获得E轮4.5亿美元融资,在2016年获得4.74亿美元F轮融资,累计融资已经超过11亿美元,堪称史上最具价值的未上市药物研发公司。这家创立不到7年时间的公司基于实验室设计及合成的核糖核酸(RNA)来开发药物和疫苗。公司有一个雄心勃勃的计划:在未来十年内将100种药物投入到临床试验,用于治疗所有的疾病——从肿瘤到罕见的遗传性疾病。

  二、行业整体处于早期阶段 

  随着DNA测序和合成生物成本的降低、基因编辑工具如CRISPR可靠性的提升,以及资本的更多关注,众多创业公司涌入到合成生物领域。这直接导致了近几年来,该领域早期投资占主导。总体来看,该领域尚处于早期发展阶段。

  自2013以来,早期阶段投资数量(种子/天使和A轮)占全部投资的比例一直较高,分布在45%到60%之间。到2016年,该比例为45%。

  虽然合成生物学刚刚成为媒体的热门话题,但许多公司已在该领域耕耘多年。这就是为什么该领域中期与后期阶段投资在2012年时就保持了较高比例。

  与此同时,随着早期投资数量的增长,中期阶段投资(B轮和C轮)的比例由2012年的43%下降到2016的25%,但在之间的这几年一直相对稳定。

  自2013以来,后期阶段投资(D轮及以上)数量持续下降,2016年下降到8%。

  2017年伊始,也已经有几笔值得关注的交易:

  Novome Biotechnologies获54万美元融资。公司利用微生物工程技术改善胃肠道条件,并在适当的时候提供治疗方案;AgriMetis获2350万美元B轮融资,利用工程化的自然衍生化合物来为农业市场开发新的农作物保护产品;Synthego获4100万美元B轮融资,公司已经开发出RNA合成产品的可扩展流程,用于CRISPR基因编辑和研究。

  三、活跃的产业生态 

  合成生物领域虽然整体处于早期阶段,但已经初步形成了一个丰富而活跃的生态系统:有的公司致力于打造下一代药品、燃料和食品,有的公司为各行业提供软硬件平台服务。CB Insights拟出了67家具有代表性的创业公司,他们分布在合成生物的9个细分领域,正在推动合成生物这一革命性技术在各领域的应用。

  
   1.医疗 主要包括利用合成生物学开发新药物、医疗设备或诊断技术的公司。例如,Poseida Therapeutics利用基因编辑技术开发针对多发性骨髓瘤和前列腺癌的治疗方案;Antheia使用酵母工程技术,将葡萄糖转化为鸦片类药物。

  2.工业化学品 此类公司聚焦用于香料、香精、医药和其他工业领域的化学品技术开发。例如,Lygos公司通过酵母工程菌,从糖和二氧化碳中生产化工丙二酸;Green Biologics公司通过细菌工程技术,生产用于油漆、粘合剂、清洁剂、香料制造的丁醇等化学品。  
  3.生物燃料 该类公司主要通过工程微生物技术开发生物燃料产品。例如,美国LanzaTech公司利用该项技术,从钢铁厂、炼油厂、化工厂的严重污染物中“寻宝”,把二氧化碳或甲烷等废气转化为低碳燃料和化学品。该公司获得启明创投、Khosla Ventures和美国联邦航空管理局等机构超过2亿美元的投资,已经与维珍航空公司合作生产航空燃料,还与中科院、宝钢合作了钢厂尾气制乙醇示范工程。

  4.DNA与RNA合成 这些公司主攻DNA或RNA合成技术,通常为其他行业提供应用服务。例如,Twist Biosciences建立了高通量、低成本的新一代硅基DNA合成平台,拥有非常独特的基于半导体芯片制造工艺的DNA合成技术,能够大量合成高质量的DNA片段及基因,并可用于多种药物的开发实验、化学生产以及临床诊断。据悉,微软公司向该公司订购了约1000万条DNA产品,以测试DNA用于信息存储和提取的技术。公司成立于2013年,累计获得超过1.3亿美元融资。

   5.软件 这些公司为科学家开发软件,帮助他们更高效地设计和建立定制化的DNA序列。例如,英国公司Desktop Genetics正在为CRISPR基因编辑打造一个人工智能平台。公司成立于2012年,新近获得基因测序巨头Illumina未披露金额的投资,累计融资近600万美元。

  6.生物设计与自动化平台  本类公司通过开发软件和硬件解决方案,以推动合成DNA的快速规模化。其中,Ginkgo Bioworks已经建立了一个自动化的生物设计系统,使科学家们能够比原来花费少得多的时间,完成成千上万的基因设计原型。MetaMixis开发了一个平台,可以发现各种化学品生产的新途径。这将使科学家们能够更快地进行微生物编程,以生产用于香料或香水的化学品。

  7.农业 这些初创公司正在开发能帮助植物和动物健康生长的合成生物解决方案。Agrivida以酶工程技术,提高动物营养产品摄入的消化率和利用率。公司累计已获得6430万美元融资。Plant Sensory Systems利用工程化的甜菜技术,提高作物产量、糖产量以及抗病虫害能力。

   8.消费品 部分初创公司致力于通过合成生物技术开发皮革或照明结构等消费品。例如,Modern Meadow设计出了能够产生胶原蛋白的细菌,并进行组合,进而生产出皮革制品。公司成立于2011年,累计获535万美元融资。

   9.食品和饮料 大胆的创业公司正在开发合成食品的生产与保存技术。例如,Ava Winery正在通过再造葡萄酒的化学构成,来制造不含葡萄的葡萄酒。在具体成分方面,该团队还利用酵母和玉米工程技术,来制造某些化合物,以及葡萄酒中发现的某些特定的氨基酸。通过组合,这些元素有潜力复制任何一种葡萄酒的口感和气味。

来源:战略前沿技术

 
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