300多年前，安东尼·范·列文虎克第一次把显微镜对准水，微生物世界由此进入人类视野。
50多年前，DNA双螺旋结构被破译，生命密码从“天书”变成了可读的“字母表”。
今天，我们已能亲手改写这些“字母”：让藻类像油田一样“流出”航空燃料，让酵母像酿酒一样“酿”出抗疟药青蒿素，让二氧化碳在发酵罐里“长”成淀粉——空气直接变粮食。
这一切并非魔法，而是合成生物学——被公认为继分子生物学、基因组学之后的“第三次生物技术革命”。它把生命视为可编程的硬件，正在重塑工业制造、医疗健康、食品、农业和能源的底层逻辑。
全球合成生物产业尚在襁褓中，市场却给出惊人预期：麦肯锡报告预测，到2025年全球合成生物学与生物制造产值将达1000亿美元；2030—2040年，其年度经济贡献有望达到1.8万亿至3.6万亿美元，届时全球60%的实物产品有望通过生物制造方式获得。
中国已在系统布局。2024年工信部等七部委联合发文要求“加快合成生物产业化”，江苏省早在2023年11月就将合成生物列入十大成长型未来产业。南京在“2+6+6”产业蓝图中将基因与细胞产业明确为未来产业新赛道，目标产业规模到2025年达到100亿元，目前拥有金斯瑞、诺唯赞、驯鹿生物、传奇生物、轩凯生物等全球和国内顶尖的行业龙头企业，以及一批高速成长的初创公司，为南京合成生物产业奠定起步基础。
一个酵母的数据大小约13M，相当于一首MP3歌曲的大小；一个人的全基因组加多组学数据总量约30GB，相当于一部4K蓝光电影。
这一切始于1977年。诺贝尔化学奖得主弗雷德里克·桑格创立了第一代DNA测序法，使人类第一次能像扫码一样逐字阅读DNA，并直接存成计算机可识别的符号。
这意味着，生命信息不再是“黑箱”。此后，每一次“读得更长、测得更准、算得更快”的跃迁，都把生命再向数字世界推进一步。生物体由此可被存储、复制、改写——“数据化”的大门正式开启。
合成生物学则把这份数字蓝图变成可执行的“生命程序”。它用工程思维对生物体进行重新设计、改造与合成，构建具有全新功能的细胞工厂。与传统的化学合成不同，合成生物把活细胞当作可编程的硬件，把“稀缺”变为“按需制造”，将大自然的“限量款”升级为人类的“量产款”。
而新技术的落地，会带来指数级增长，为医疗、能源、工业、农业等多个领域带来颠覆性变化。
8月14日上午9点，记者走进江北新区企业轩凯生物时，两位从河南专程赶来的老客户正拉着企业董事长冯小海商量接下来的新合作。作为农资经销商，他们想要带回去的产品“谷乐丰”特种肥料有奇用：一亩田多花390元，就能为每亩大蒜田带来4500斤的干蒜产量，比原先增产30%以上。
产生神奇作用的是聚谷氨酸——近日入选了工业和信息化部消费品工业司公示的首批生物制造标志性产品名单，是全省唯一入选产品。这是一种通过微生物发酵制备得到的生物高分子材料，有保水保肥、促进根系生长、提高肥料利用率、增强抗逆性等作用。目前，该公司的聚谷氨酸产品国内市场占有率超过60%。
合成生物在医药界已经造福了人类。传奇生物把CAR基因插入患者自体T细胞，制成“活细胞药物”。目前已上市产品实现复发/难治多发性骨髓瘤患者的总体缓解率高达98%。2024年全球销售额9.6亿美元，峰值预期50亿美元，意味着数万患者获得长期生存。
南京周子未来则是未来食品的探路者之一。企业研制出我国第一块细胞培养肉产品。从60斤到120斤的猪育肥周期需要至少五六个月，但一块细胞培养肉的生产差不多只需一个月。“合成生物用微生物这样很小的单位，来做物质和能量最高效的转化，生产出人类社会需要的东西。”周子未来总经理丁世杰说。
江苏仅三生物在日化界闯出一条路。麦角硫因一直备受高端护肤品品牌追捧，被称为“抗氧化黄金”。“合成生物技术有效提高麦角硫因产量，麦角硫因生产成本直降九成，变为普惠型健康成分。”仅三生物创始人兼董事长丁威说。
这种跨界的影响还在扩展——合成生物学的魅力在于它的无限可能，万物皆可合成。它被研究者誉为“未来的上帝之手”，未来人类不再受限于自然界的限制，可以通过设计和改造生物体，生产传统制造业难以高效制造的、产量极低的甚至自然界稀有的或不存在的特殊产品。
这是人类史上的一次跨越。合成生物学让我们从“格物致知”走向“造物致知”，从认识生命、改造生命走向合成生命、设计生命，成本更低、功效更准。
南京理工大学副教授耿红军认为，与传统的化学方法相比，以合成生物为核心的生物制造可以从根本上改变化工、医药、能源、农业等传统制造产业高度依赖化石原料和不可持续的高污染、高排放加工模式，推动制造业向高端化、绿色化转型。
合成生物学一路高歌猛进，首要功臣是“读、写、改”三大底层技术的成本跳水。
基因测序是“读”基因的程序，一个人类全基因组测序从2001年需30亿美元降到2024年200美元左右。基因合成是“写”的程序，每个碱基对合成成本已从2003年的1美元降至龙80.001美元。基因编辑是“改”的过程，成本已经从10万美元降到1000美元以内。
技术门槛的急速下探，让合成生物从“象牙塔”走进车间、农田和药房。需求端随即沸腾，企业如雨后春笋般涌现。医药行业数据显示，截至2024年6月，全国合成生物相关企业已超680家，其中上市公司占17%，初创企业占82%以上；超过九成企业聚焦下游应用，医药健康领域覆盖率达88%。
擎科生物副总裁赵春德明显感受到合成生物市场上的活跃。作为一家平台型企业，擎科生物将自己定位为“底座型基础设施提供者”，从上游的设计与算法、中游的核酸制造与递送，到下游的检测与应用转化，提供解决方案和规模化产品。在全国34家子公司中，南京公司的规模位于第二。“目前企业的收入相较于2018年翻了3倍。”
江苏是国内最早布局合成生物的省份之一。江南大学、南京农业大学在国内外的植物蛋白、细胞肉领域有重要影响；江南大学的工业菌种与酶工程更是全球领先。
2023年12月，江苏省科技咨询协会牵头，联合省科技发展战略研究院、江南大学、南京工业大学等共同完成《江苏合成生物产业培育与创新发展的路径与政策研究》。记者从这份报告中获悉，江苏合成生物产业总体上处于初创期的快速发展阶段，主要是小规模开发与应用，大部分创业公司还没进入到产品落地的阶段，市场格局尚未形成。
目前，全省合成生物产业以南京、苏州、常州为主。南京超前布局合成生物的上游分支——基因与细胞产业，这是合成生物产业的“底层技术＋核心载体”，像“芯片厂”之于手机行业——它决定了合成生物能造什么、造多快、造多便宜。
按照目标，全市基因与细胞产业规模今年要达到100亿元。目前，南京形成了以基因检测、基因编辑、基因合成、诊断试剂、细胞精准医疗为特色优势的产业体系，江北新区、江宁区、栖霞区三区集聚发展初步形成，拥有全球最大的基因合成供应商金斯瑞，世和基因、驯鹿生物等基因与细胞行业二十强企业。南京江北新区生物医药谷集聚着生物医药企业1300余家，正在打造具有全球影响力的“基因细胞城”。
在栖霞仙林片区，南京（仙林）合成生物创新谷也在紧锣密鼓地建设中。该创新谷一期投资约3亿元，建设江苏省合成生物基础研究中心和南京师范大学国际合成生物学研究中心。“与传统学科的基础研究与产业之间跨度有很大不同，合成生物往往在概念或实验室样品的时候就开始商业化开发，协同递进中尤其需要我们为产业加速提供技术服务。”南京师范大学食品与制药工程学院党委书记吴丽娜说。
“刚破土”的合成生物产业尚小，短期内难见茂密森林。业内受访人士普遍表示，目前合成生物产业化才刚刚起步，企业数量少、规模小，大部分为初创企业，而且分布零散，难以形成产业链上下游的良性互动，相互促进整体发展的驱动力不强。
时间轴上，2030年之前合成生物技术应用都将以散点突破为主，2030—2035年有望迎来多点规模化。尽管目前合成生物产品在总生产规模中的占比较小，但行业正跨越奇点，后续增速或将远超线性预期，甚至重塑多个传统行业。
“其实没几家现在在过好日子。”冯小海的话，掀开了合成生物热潮的B面。在这个充满前景的领域，企业能否真正立足，核心在于两大关键考验：选品是否切中市场刚需，以及能否跨越规模化量产的鸿沟。
轩凯生物的经历堪称行业标杆。其王牌产品聚谷氨酸，不仅助推年产值达到3.5亿元，更累计服务180家大型肥料企业，年供应肥料超1000万吨。公司宣称，目前国内每5吨增效复合肥中，就有1吨是其产品，直接带动农民增收百亿元。
这份难得的成功，源于长达26年的接力长跑：2000年南工大教授徐虹在国内首次发现聚谷氨酸，中国工程院院士欧阳平凯前瞻性地断定其具有重要价值，2010年轩凯生物成立、将实验室成果推向工业化，凝聚了三代师生坚持不懈的努力。
然而，从研发到市场的征途充满荆棘。消费品生命周期通常仅3—4年，而合成生物学新产品的开发周期长达约5年，投入高达5000万美元。选品错误或市场突变，随时可能导致商业化折戟。“技术达到一定水平、实现规模化生产后，应用产品最终比拼的必然是价格。”冯小海一语道破竞争本质。
轩凯生物的应对策略是双管齐下：一方面，持续投入研发（占营收7%—8%），瞄准聚谷氨酸的“升级版”泛菌多糖，布局下一代产品；另一方面，深挖现有产品价值，从单纯卖原料转向创立品牌、提供制剂产品，以维持溢价空间。同时，积极拓展应用场景——随着成本下降，产品在食品、化妆品、日用品等领域的潜力被不断挖掘，打开了“无数种可能”。
规模化量产，则是横亘在众多企业面前的更大难关。工艺放大绝非简单的等比例缩放。“酵母这些生物体没那么‘乖乖听话’。”酵富实验室负责人潘登解释道，“大规模反应器的混合均匀度和参数一致性往往不如小试设备，生物体反应存在变数，实际效果常低于理论预期。”这使得理论可行的生物合成路径，真正能在成本上超越化学合成且规模达到十万吨级的材料屈指可数。
这直接导致了困扰初创公司的“规模—成本悖论”：生物制造是资本密集型行业，研发和商业化需巨额资金。初创企业缺乏规模优势，被迫小批量运行，结果成本居高难下。若无法显著降本增效，生物合成产品将难以撼动成熟且成本优化的传统产业链，市场立足无从谈起。
资本市场的反应清晰印证了这一困境。尽管2021年全球合成生物学融资曾冲上近218亿美元的高峰，但2022年迅速回落至103亿美元，投资趋向理性和精准化。
然而，长远前景依然被广泛看好。众多券商认为，当前产业仍处爆发前的初期阶段。凭借在产品创新与成本控制方面的潜力，中国企业有望在全球竞争中崭露头角，成为领军力量。
“新技术的革新发展，最终将为患者、为大众带来切实福利，对人类社会的进步至关重要。”前沿生物首席商务官王昌进说。
前路漫漫，未知犹存。但企业家们如王昌进一样，依旧对行业未来充满信心。他们深知，合成生物的春天不会凭空降临，唯有在长路上埋头深耕，静待产业真正成熟时刻的到来。返回搜狐，查看更多