未来经济的革命者：合成生物重塑世界
合成生物技术融合了生物学、生物信息学、计算机科学、化学、材料学等多门学科，以“人工设计与编写基因组”为核心，针对特定需求从工程学角度设计构建元器件或模块，通过这些元器件对现有自然生物体系进行改造和优化，或设计合成全新可控运行的人工生物体系。合成生物技术本质上是突破自然进化的限制，让细胞为人类活动生产想要的物质。作为一种颠覆性前沿技术，合成生物技术能够颠覆传统的物资获取渠道和变革生产制造方式，可用于解决食品缺乏、能源紧缺、环境污染等人类经济社会发展面临的重大问题。合成生物技术进步及产业化对于改变经济增长方式、实现绿色可持续发展具有重要战略意义。
据不完全统计，全球已有60多个国家或地区制定了合成生物或生物经济发展战略、发展路线图和行动计划等相关政策。2012年，美国《国家生物经济蓝图》将以基因组学、合成生物学为代表的生物制造技术作为重点发展领域加以支持。2022年9月，美国总统拜登签署了旨在推动美国生物技术生产和研究的行政命令。2023年3月，美国又发布了《生物技术和生物制造明确目标》，设定了新的明确目标和优先事项，用以推进美国生物技术和生物制造发展。2014年，欧盟发布的《工业生物技术工业路线图》提出了生物制造技术的主要研究与发展方向，并提出到2030年将生物基产品或可再生原料替代份额增加到25%的发展目标。2019年，日本发布的《生物战略2019》强调“力争通过发挥日本的生物制造优势并融合IT技术，为开拓和扩大市场、解决社会问题及实现可持续发展目标等作贡献”。澳大利亚政府对合成生物产业关注度较高，在高通量合成生物设施方面进行了大量布局。加拿大发布了《加拿大工程生物学白皮书：推动经济复苏和生物制造现代化技术平台》，出台了合成生物相关战略。
发展合成生物产业与我国可持续发展的重大战略需求相吻合，我国高度重视合成生物技术研发及产业布局。2021年5月，习近平总书记指出，科技创新精度显著加强，对生物大分子和基因的研究进入精准调控阶段，从认识生命、改造生命走向合成生命、设计生命。在《“十三五”生物技术创新专项规划》中，我国将合成生物技术列为“构建具有国际竞争力的现代产业技术体系”和“发展引领产业变革的颠覆性技术”之一。《“十四五”生物经济发展规划》提出，推动合成生物学技术创新，突破生物制造菌种计算设计、高通量筛选、高效表达、精准调控等关键技术。
与此同时，各省份纷纷出台支持合成生物产业发展的政策。2023年1月，山东省政府工作报告中明确提出把“合成生物产业”作为大力培育支持的创新产业。2023年2月，浙江省发布《浙江省人民政府办公厅关于培育发展未来产业的指导意见》，提出要优先发展“合成生物”等9个快速成长的未来产业。2023年4月，河北省发布《河北省支持北戴河生命健康产业创新示范区发展若干政策措施》，支持合成生物、功能性食品、生物医药等重大产业和重大项目、重大科研基础设施在示范区布局。2023年5月，深圳市光明区政府印发《深圳市光明区关于支持合成生物创新链产业链融合发展的若干措施》。2023年9月，杭州市发布《支持合成生物产业高质量发展的若干措施》。2023年10月，上海市出台《上海市加快合成生物创新策源打造高端生物制造产业集群行动方案（2023—2025年）》，并于同年设立上海合成生物学创新中心。2024年1月，北京市启动建设北京市合成生物制造技术创新中心和中关村合成生物制造产业集聚区。我国合成生物产业发展呈现出明显的区域梯度态势，体现在产业布局、科技实力、产业规模、国际化程度等多个维度上。在科技实力和产业规模方面，北京、上海、江苏、深圳、天津等地处于产业发展的第一梯队，拥有较为完备的合成生物产业体系，初步建立了从基础研究到应用开发、从人才培养到产业孵化的完整产业链条。山东、安徽、川渝等地区合成生物产业虽然起步较晚，但已启动了产业体系构建，形成了我国合成生物产业发展的第二梯队。
虽然我国合成生物产业培育取得较大进展，一些重点领域的发展也取得了显著成效，但我国合成生物产业仍处于起步晚且迎头追赶的状态。具体而言，我国合成生物产业发展面临科研基础相对薄弱、技术原始创新不足、成果转化率偏低、优质产业主体不足、企业竞争力较弱、学科发展体系不健全、复合型领军人才匮乏及产业发展缓慢等问题和挑战。究其原因，可以归结为顶层设计及支持政策不完善、产业发展缺乏必要统筹、要素市场及产品市场不健全等方面。
从未来发展形势看，全球合成生物产业发展将保持强劲势头。底层技术方面，合成生物产业发展将带动基因测序、基因编辑等使能技术迭代升级和成本下降。与此同时，合成生物领域的使能技术融合也已成为趋势。未来，合成生物技术将向系统化方向发展，有望全面实现各种化合物的低成本、高效率生产。推广应用方面，2030年之前合成生物技术应用以化学材料中的部分基础化学品及聚合物、农业食品中的食品添加剂、植物蛋白、发酵蛋白等散点突破为主。2030—2035年，围绕各大领域的合成生物技术应用进一步拓展，并实现部分全新子品类的技术突破和规模化生产。2035年以后，合成生物技术有望在热门应用领域及当前科研早期或技术瓶颈较难突破的领域实现产业化应用。市场潜力方面，全球合成生物产业过去五年经历了高速发展，市场规模从2018年的53亿美元增长到2023年的超过170亿美元，平均年增长率超过26%。麦肯锡研究院预测，到2025年全球合成生物产业规模将达到1000亿美元。2023年，我国合成生物产业市场规模约为11.5亿美元，预计未来几年将以23%的年增长率增长。
面对有利的发展形势及难得的发展机遇，我国应深入贯彻党的二十大精神，积极落实习近平总书记关于发展新质生产力的重要指示，将合成生物产业发展放在培育新质生产力、构建现代化产业体系、构筑国际竞争新优势的突出位置。进一步而言，我国应突破合成生物使能技术，掌握生物制造核心工艺，实现高水平科技自立自强；提升企业创新能力和产业链配套能力，保障供应链安全稳定，培育壮大合成生物产业体系；完善产业政策体系，创新产业管理体制机制，加强高水平对外开放协作；推动新一代信息技术在不同应用领域与合成生物技术深度融合，形成创新驱动、绿色智能、多元协同、安全高效的合成生物产业生态。
为实现合成生物产业高质量快速发展，我国应健全和完善产业支持政策体系，做优做强合成生物产业内核，加快构建产业发展的保障体系。第一，健全产业支持政策，明确合成生物产业发展的战略导向，研究制定国家合成生物产业发展规划及合成生物技术、产业发展路线图。构建产业发展的组织机制，组织开展联合攻关、成果转化、示范应用、标准制修订等工作。选取京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝等有条件的地区，探索建设国家合成生物产业先导区。第二，做优做强合成生物产业内核。加强合成生物技术自主创新，引导企业构建多管线菌种研发能力，加强龙头企业培育，加快提升产业配套能力和生产装备智能化水平，构建多元化生物制造原料体系。第三，做好产业发展的保障体系建设。加快完善合成生物产品生产、入市的审批认定细则，打通合成生物产品上市渠道。培养合成生物技术前沿和产业发展急需人才，加大对海外顶级专家、学术骨干和海归人才的招引力度。推进产业投资渠道多元化，引导社会资本持续为产业创新提供支持。提高合成生物产业开放水平，统筹产业发展与安全，提升产业链供应链韧性及生物安全风险监测、评估、保障能力。
本书是国研智库联合国家发展改革委产业经济与技术经济研究所、工业和信息化部赛迪研究院、国家合成生物技术创新中心共同形成的研究成果。在研究开展和书稿撰写的过程中，工业和信息化部消费品工业司、科技部调研室、中国农业科学院、中国科学院天津工业生物技术研究所及上海市政府发展研究中心、深圳市政府发展研究中心、上海昌进生物科技有限公司等单位给予了较大支持。本书的撰写还得到了中国社会科学院、中国宏观经济研究院、清华大学、上海交通大学、西湖大学等单位有关领导、专家的指导和帮助，在此一并表示感谢。限于精力和水平，疏漏之处敬请批评指正。本书的出版将为各级政府部门、高等院校、科研院所、智库机构、产业服务平台及合成生物领域各类企业、投资者提供有价值的参考。
（以上内容引自《合成生物产业：经济增长的新引擎》前言）
