概览 | 布局合成生物学的CDMO

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【华义文随笔】

合成生物学可能是近期最大的投资热点,相关概念股连续大涨,引发热议。

合成生物学看似一个新兴名词,其实在生物医药制造业早就广泛应用。按照最朴素的理解,由发酵生产起始物料的半合成原料药,还有一些使用酶催化工艺实现放大生产的原料药,都是合成生物学的范畴。作为化学原料药大国,对于生产成百上千吨抗生素都不在话下。

随着生命科学在21世纪快速迭代突破,合成生物学又被赋予更多内涵。前不久波士顿咨询联合上海合成生物学创新中心和B Capital发布的《中国合成生物学产业白皮书2024》对合成生物学的定义进行了深入阐述。

白皮书提到合成生物学的战略和商业意义之一,就在于“通过开发全新产品或成本更低的生产路线,快速、全面颠覆全球产品供给格局,实现商业获利”。生物医药细分赛道中的CDMO企业,尤其是在制药业大国的中国CDMO,一直以来都在努力提供高效的医药产品供应。

下面简单梳理下,国内化学CDMO企业在合成生物学方面的布局。

康龙化成

2020 年组建生物催化部门,已有3000多个生物催化酶,其中包涵2000多个天然酶和900多个基因改造的突变酶。在 2023 年新开发了800多个新酶,同时完成了200多个酶筛选项目,为放大生产项目筛选出了具有高转化率和立体选择性的催化酶,其中有十个酶已经成功的用于公斤级和百公斤级的生产中。

2023年公司还在酶催化领域建立人工智能模型,基于蛋白质三维结构及其序列信息等大量复杂数据的计算,高效准确地进行酶性能的设计和改造,目前已应用于预测酶的活性和稳定性,并与验证实验协同迭代。

此外,公司还在扩大催化酶的生产规模,酶生产车间相关设备已经到位,将在 2024 年上半年投入使用。

凯莱英

凯莱英应用合成生物学十分广泛且深入,也取得了卓有成效的成果。

公司已建立一站式合成生物服务能力,酶工程技术平台实现从基因合成、测序到 AI 辅助酶进化能力的全面提升,成功搭建 DNA 合成及测序平台和 AI 蛋白设计平台。

公司还完成了寡核苷酸和多肽生物合成,可以实现多肽生物合成技术路线设计、高产菌株开发、工艺开发及高效生产;以及,完成了非天然氨基酸全连续合成、大肠杆菌和酵母微生物细胞工厂等技术平台建设。

正是有了前期的平台建设,才有了在应用过程中收获经济效益。

2023年,合成生物技术确认收入同比增长 38.13%,接触新客户 70 余家,首个 IND 项目首批生产顺利交付,多个酶进化订单出色完成,并已接到订单后续生产订单。500L 和 5,000L GMP级别的新发酵产能建设中,酶进化周期已经缩短至最短一周。

九洲药业

公司通过产学研合作,开发合成生物学在复杂药物分子、多肽、核酸等领域的技术开发和应用。

在生物催化平台方面,公司具有丰富的酶反应路线设计、酶定制开发、酶制备工艺开发、酶反应工艺开发经验。

公司通过建立丰富的酶库,并利用酶定向进化技术对目标酶进行进化改造,从而获得高性能的酶催化剂,降低酶的使用成本,并实现目标产品绿色安全生产。公司持续扩大酶库建设,开发 150 多个各类型酶;平台完成项目吨位级试产和验证生产,申请专利 2 项。

泓博智源

2021 年,公司建立了酶化学技术平台,配置从计算机辅助酶设计、基因工程菌种构建、基因与蛋白鉴定、酶活力测试,到酶催化高通量筛选及酶工艺优化,再到发酵生产等各个研究生产阶段的一系列的先进仪器。

公司通过酶催化技术开发,建立了酮基还原酶、转氨酶、脂肪酶、酯酶、亚胺还原酶、氰基转化酶、氨基酸氧化还原酶等酶库,也建立了酶库筛选、酶工艺优化、新酶挖掘、酶定向进化到工艺放大的链条技术。在此基础上,平台已服务超 100 个项目,其中 15 个项目已完成公斤级验证,3 个项目已成功实现工厂放大生产。

诺泰生物

公司掌握了脂肪水解酶(lipase)和羰基还原酶(ketoredutase)等具有广泛适应性的生物酶固定化技术,解决酶循环利用和反应产物分离提纯等技术难点,有效降低生产成本,从源头减少污染和能耗,还大幅提高生物催化剂半衰期,实现手性化合物的连续规模化生产。

药石科技

2023年,公司基于原有的生物催化部门建立了合成生物学团队,共成功完成了 81 个公斤级以上项目,包括 9个百公斤以上项目。首次实现了苯丙氨酸裂解酶、氨基酸脱氢酶、烯烃还原酶、羟化酶、糖苷转移酶等新酶种的公斤级应用。还形成了手性氨基酸、环内手性胺、手性苄胺等多个高价值系列产品,促进公司新颖分子砌块产品储备;为 CDMO 业务提供酶进化、发酵产酶、化学筛选和工艺开发、车间生产、IP 支持的全流程服务。

公司目前常备酶总数量已超过 700 种,内部发酵生产的酶覆盖了绝大多数的生产项目。技术团队持续加强针对酶活性及选择性的进化技术,对多种酶进行定向进化,形成了全新的 IP 空间,并储备了大量的突变文库,可供快速的拓展筛选。在酶生产方面搭建了 7L、100L 和 500L 等不同规模的高密度发酵装置,满足了不同规模和菌种的发酵需求,开发了适用不同酶的固定化技术,提高了酶的稳定性,降低了后处理难度,促进了酶的工业化应用。

皓元医药

公司搭建了生物催化技术平台。2023年,完成酶库筛选 44 步,其中 21步反应完成克级验证,完成 8 个项目的百克级或公斤级生产。

可以看出来,CDMO都在研究和应用生物酶催化。生物酶催化具有选择性、高效性、环保性和优越性等优点。化学CDMO企业利用生物酶催化替代化学催化,可以将化学合成工业化生产成为绿色化学。

有些公司甚至在结合人工智能对生物酶性能进行设计改造,更加体现了合成生物学的跨学科性质。随着包括生物酶催化在内的合成生物学在制药工业的广泛深入应用,必将进一步提升生产效率,降低生产成本,有利于提高药物的可及性。

全部讨论

05-11 10:50

凯莱英在生物合成方面底蕴深厚,却暂时被市场小觑。是金子总会发光!

合成生物龙头药明生物,美国佬都害怕

06-05 16:43

CDMO