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合成生物學(xué)能夠通過(guò)將微生物（如酵母、大腸桿菌）改造為高效的“細(xì)胞工廠”，創(chuàng)造高價(jià)值功能分子，重構(gòu)人們的營(yíng)養(yǎng)“食譜”。

如果說(shuō)計(jì)算機(jī)是通過(guò)0和1的二進(jìn)制代碼構(gòu)建了數(shù)字世界，那么合成生物學(xué)就是一門以DNA為“編程語(yǔ)言”，對(duì)生命體進(jìn)行設(shè)計(jì)、改造甚至從頭創(chuàng)造的顛覆性學(xué)科。它讓我們得以像工程師設(shè)計(jì)電路一樣，重編程細(xì)胞這一最精密的“生命機(jī)器”，以滿足醫(yī)療、營(yíng)養(yǎng)、材料等領(lǐng)域的特定需求。

6月23日，上海合成生物學(xué)創(chuàng)新中心主辦的“2025國(guó)際合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”在上海張江科學(xué)會(huì)堂拉開(kāi)帷幕。論壇匯聚了全球?qū)W術(shù)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(xué)保障人類健康、促進(jìn)綠色發(fā)展的核心議題。

“治療”衰老：從監(jiān)測(cè)到介入

人口老齡化是21世紀(jì)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(xué)的前沿探索正試圖從根本上改變這一模式——通過(guò)對(duì)“生物學(xué)年齡”進(jìn)行監(jiān)測(cè)來(lái)提前介入衰老進(jìn)程。

“我們認(rèn)為不能等到人生病的時(shí)候再給他治療?！毙录悠聡?guó)立大學(xué)特聘教授Brian Kennedy在主旨演講中強(qiáng)調(diào)，“在人健康的時(shí)候，就應(yīng)該對(duì)他們進(jìn)行干預(yù)?！边@種從“治療”到“預(yù)防”的理念轉(zhuǎn)變，核心在于精準(zhǔn)量化和干預(yù)衰老過(guò)程。

Kennedy教授介紹，科學(xué)界在15年前還無(wú)法有效監(jiān)測(cè)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(guò)分析DNA甲基化等海量的組學(xué)數(shù)據(jù)，科學(xué)家們構(gòu)建了多種“衰老時(shí)鐘”，能夠像天氣預(yù)報(bào)一樣預(yù)測(cè)個(gè)體的生理年齡和健康軌跡。

“現(xiàn)在可以識(shí)別出哪些人衰老過(guò)程是比較正常的，而哪些人衰老是有問(wèn)題的。”他解釋道。基于這些精準(zhǔn)的生物標(biāo)志物，科學(xué)家可以開(kāi)發(fā)個(gè)性化的干預(yù)措施，例如通過(guò)特定的膳食補(bǔ)充劑或藥物，針對(duì)性地延緩特定維度的衰老，從而實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)久的健康生活。

這一領(lǐng)域已催生出龐大的“長(zhǎng)壽產(chǎn)業(yè)”，涵蓋了診斷公司、營(yíng)養(yǎng)品、醫(yī)療技術(shù)乃至高端長(zhǎng)壽診所等多個(gè)賽道，市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)數(shù)萬(wàn)億美元。合成生物學(xué)在其中扮演著關(guān)鍵角色，無(wú)論是開(kāi)發(fā)新型抗衰老分子，還是生產(chǎn)高純度的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑，都展現(xiàn)出巨大的創(chuàng)新機(jī)遇。

產(chǎn)業(yè)化突圍：細(xì)胞與基因治療的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

細(xì)胞與基因治療（CGT）是當(dāng)前醫(yī)學(xué)領(lǐng)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(lái)了前所未有的希望。所謂細(xì)胞治療，就是將患者或捐贈(zèng)者的細(xì)胞（如免疫細(xì)胞）在體外進(jìn)行工程化改造，賦予其識(shí)別和攻擊癌細(xì)胞等特定功能后，再回輸?shù)交颊唧w內(nèi)，如同為患者注入一支精準(zhǔn)的“生物軍隊(duì)”。而基因治療，則是直接修復(fù)或替換導(dǎo)致疾病的缺陷基因，從根源上進(jìn)行治療。

合成生物學(xué)為此提供了核心的“編程工具”?？茖W(xué)家利用先進(jìn)的基因編輯技術(shù)，可以精準(zhǔn)地修改細(xì)胞的DNA，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的“指令”植入。然而，從實(shí)驗(yàn)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(zhǎng)潘曙明坦言，臨床醫(yī)生能看到現(xiàn)象和問(wèn)題，但解決方案亟須多方協(xié)作?！斑@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(xué)界、企業(yè)界一起來(lái)努力來(lái)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(wù)官Giles Dudley以歐洲的細(xì)胞療法為例，指出其“高得令人咋舌”的成本限制了其廣泛應(yīng)用。他認(rèn)為，中國(guó)在這一領(lǐng)域擁有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。他將之與電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)類比：“中國(guó)可以利用這樣強(qiáng)大的制造能力，真正實(shí)現(xiàn)顛覆細(xì)胞療法的價(jià)值鏈和成本鏈”。這意味著通過(guò)工藝創(chuàng)新和規(guī)?；a(chǎn)，中國(guó)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(guān)重要。Giles Dudley分享了國(guó)際生物創(chuàng)新孵化機(jī)構(gòu)的成功經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)“以終為始”的理念。“對(duì)于創(chuàng)新企業(yè)來(lái)講，必須從退出開(kāi)始反向建構(gòu)，而不是獲得資金后再進(jìn)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(fèi)，提高創(chuàng)新效率。

合成生物學(xué)重構(gòu)人類營(yíng)養(yǎng)體系

如果說(shuō)生物醫(yī)藥是守護(hù)健康的“盾”，那么人類營(yíng)養(yǎng)就是構(gòu)筑健康的“基石”。合成生物學(xué)能夠通過(guò)將微生物（如酵母、大腸桿菌）改造為高效的“細(xì)胞工廠”，創(chuàng)造高價(jià)值功能分子，重構(gòu)人們的營(yíng)養(yǎng)“食譜”。科學(xué)家首先解析出目標(biāo)營(yíng)養(yǎng)分子（如某種維生素、稀有甜味劑或特定蛋白質(zhì)）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(nèi)。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(jià)原料為“食”，便能持續(xù)不斷地生產(chǎn)出高純度的目標(biāo)產(chǎn)物。

多名與會(huì)者提到這種制造方式的必要性和優(yōu)勢(shì)。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(guò)捕殺鯊魚(yú)獲得，而合成生物法則能實(shí)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(wèn)題。更重要的是，它還能創(chuàng)造出更優(yōu)質(zhì)的分子，比如祛除天然食物中的過(guò)敏原，從而生產(chǎn)出更健康的蛋白質(zhì)。

然而，與生物醫(yī)藥類似，營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化也是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。華東理工大學(xué)的魏東芝教授在討論中一針見(jiàn)血地指出，當(dāng)前行業(yè)過(guò)于聚焦前端的分子和細(xì)胞層面，而忽視了后端。“往往在過(guò)去這些年的時(shí)間里，大家過(guò)于集中于分子和細(xì)胞的水平，對(duì)于反應(yīng)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(gòu)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(fù)雜、成本高昂等問(wèn)題，才是決定項(xiàng)目成敗的真正瓶頸。魏教授強(qiáng)調(diào)，必須以“全鏈條”的思維進(jìn)行產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，從菌株設(shè)計(jì)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(xué)的瞿旭東教授則用一個(gè)“卷”字生動(dòng)描繪了營(yíng)養(yǎng)健康產(chǎn)品領(lǐng)域的現(xiàn)狀。由于目標(biāo)分子池有限，國(guó)內(nèi)大量科研單位和企業(yè)蜂擁而上，競(jìng)爭(zhēng)異常激烈。在他看來(lái)，要想突圍，一方面技術(shù)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(shí)的科學(xué)證據(jù)以獲得審批。

多名與會(huì)者提到，監(jiān)管部門對(duì)生物合成方法的安全性、副產(chǎn)品等方面有著嚴(yán)格的規(guī)定?？茲h森公司前亞太區(qū)總監(jiān)江華強(qiáng)調(diào)相關(guān)企業(yè)應(yīng)提前進(jìn)行全球合規(guī)布局、利用生態(tài)協(xié)同效應(yīng)以及構(gòu)建堅(jiān)實(shí)的專利壁壘的重要性。“任何一項(xiàng)顛覆性的創(chuàng)新天然就會(huì)和監(jiān)管產(chǎn)生碰撞，”他指出，“提早通過(guò)扎實(shí)的臨床科研數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)服監(jiān)管部門，是縮短產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化周期的有效方法”。

責(zé)編：李傳新

一審：李傳新

二審：劉文韜

三審：楊又華

來(lái)源：澎湃新聞