

来源 | 《生物基生态》9月刊
合成生物:底盘细胞小型指南
对话 | 白挨玺
文 | 周欢
设计 | 刘玉瑶
排版 | 张荫楠
图|受访者提供
酶制剂属于知识、技术密集型产业。
虽然我国酶制剂行业起步时间较晚,高端市场长期被海外企业所占据,但随着我国国民经济和科技的发展,海外跨国企业凭借先发优势形成的技术壁垒已逐步被中国企业打破。在某些高端细分领域,我国企业已经形成了自主品牌和竞争力。
白挨玺,则是亲历和见证中国酶制剂行业变化的一员。
2013 年,白挨玺以研发高级科学家的身份加入南京百斯杰生物工程有限公司(以下简称“百斯杰”)。2022 年 3 月,白挨玺开始担任金斯瑞集团工业微生物事业部的总经理,主要负责南京百斯杰和济南百斯杰的运营工作,专注企业财务和战略事务。
南京百斯杰生物工程有限公司总经理白挨玺博士
从前三年“全是研发没有生产”的投入阶段,到成功做出市场需要的差异化产品,获得超额回报。10 年间,百斯杰一路走来,酶产品最终覆盖淀粉糖、酒精、烘焙、家具护理和饲料等多个领域,实现从研发到卓越企业的良性循环。
可以毫不谦逊地说,百斯杰的成长壮大,是中国酶制剂行业发展的一面缩影。
当然,所有行业的高质量发展都不容易。白挨玺坦言,高端研发对任何一个企业来说都是艰难的决定。研发所需的周期、资金、未来获得回报的不确定性等因素,都在阻碍企业进行研发投入。
一如百斯杰于 2022 年 6 月推出液洗蛋白酶,其在洗涤剂中的去污表现和稳定性都不逊色,甚至是高于国外公司的同类产品,这也让百斯杰成为国内少有能够提供高性能液体洗涤蛋白酶的公司。但从想做到做成,这条路百斯杰走了近 10 年。
“这个产品我们 10 年前就想做,但当时的能力达不到相应的要求。”白挨玺在接受《生物基生态》专访时坦然吐露了心声。念念不忘,终有回响。“随着我们不断在研发和生产中积累经验,我们最终拥有了优质的整体交付能力,2022 年将这种高端酶成功开发并推向市场。”
近些年,随着合成生物概念的广泛普及和应用,社会的发展潮流也在随之改变。健康和营养化,是百斯杰观察到的一个重要社会趋势。
白挨玺认为,科学研究已发展到了非常细致的地步,未来的食物将是各种功能性大小分子的再组合,不仅能维持生命体健康,甚至拥有治病的功效。当前,百斯杰会在坚持产品聚焦健康营养领域的基础之上,时刻洞察社会动向。
白挨玺说,他经常思考这么一个问题,到底是研发投入造就了顶级公司,还是顶级公司必须重点投入研发?
他的答案是,这是一个鸡和蛋的故事,一个相互促进、互为因果的循环。
酶制剂指具有催化功能的蛋白制品,目前已广泛应用于人们的日常生活。比如在食品中添加酶可以改善烘焙产品的质构和色泽,在洗衣粉中添加酶可以去除各种污渍。在细分领域中,我国法律法规对酶制剂的来源有具体要求。比如在食品和饲料领域,使用的酶制剂关乎人体或动物的健康和安全,因此生产酶的微生物必须获得安全认证 。
举例来说,植酸酶能显著提高动物对植酸磷及矿质元素的吸收效率,已被广泛用作经济动物的饲料添加剂。依照法规,植酸酶被允许的微生物来源必须是黑曲霉或毕赤酵母。再比如,木聚糖酶能够对粗纤维进行降解,可作为添加剂应用在动物饲料中,其微生物来源也必须是黑曲霉或毕赤酵母。
百斯杰植酸酶
百斯杰木聚糖酶
据白挨玺介绍,百斯杰的主要客户是传统企业,食品及食品添加剂领域的公司为数不少,因此百斯杰在挑选待深入研究的底盘细胞时尤为慎重。此外,不同的酶在不同微生物中表达效果不同,这也是挑选时需要考虑的因素。
“所以我们挑选的微生物表达系统基本属于食品安全型,过去这些年我们一直在开发和优化这些平台。但事实上,想到和做到是两回事。黑曲霉、米曲霉和里氏木霉,这些丝状真菌在基因操作上是非常困难的。我们也是克服了各种困难,才把它们打造成了工业级别的平台菌株。”白挨玺说。
目前,百斯杰已经开发出六大微生物表达平台,分别是枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、黑曲霉、米曲霉、毕赤酵母、里氏木霉,这些表达系统可用于生产工业酶和饲料酶中95%的酶制剂。
“另外,我们也在充分学习和利用自然界的规律。比如糖化酶,我们会选择用黑曲霉生产,因为它的生产效率较高。而这正是自然界长期进化的结果。”白挨玺补充道 。
“目前,我们用于基因操作的微生物原件已经非常完善,比如过去几年里我们把芽孢杆菌的基因操作效率提升了至少十倍。以前得花费两周时间才能敲除或者放入一个基因,现在我们操作枯草芽孢杆菌的速度比操作大肠杆菌还要快。”
随着百斯杰拥有的表达平台日益丰富,企业可生产的酶的种类就愈多,开发新品的效率就愈快,成本则可进一步优化。
近些年,合成生物学技术在美妆行业大热,不少功能护肤活性原料在新技术的加持下可突破原本的产率限制,吸引了不少初创合成生物企业和成熟企业参与其中 。
这些信号对百斯杰来说也意味着机会。至于是否涉身其中,白挨玺表示“我们仍在看”。
“这么多企业参与进来,这意味着一个市场导向,说明一定有市场存在。”白挨玺分析道,“说明有美妆客户看到了有些原料可以由合成生物学技术来提供,这些采用新工艺生产的产品,无论从社会价值、环境保护、价格因素等方面来看,对美妆企业未来发展都是有利的,同时很多原料企业也都看到了这样的机会,所以大家很自然地选择了这样一个赛道,大家都想抓住这个机会。”
“当然,这个赛道会不会有点拥挤,我们还将拭目以待。如果赛道太拥挤,竞争就会激烈,自然而然会有一些公司退出。退出的方式可能各不相同,可能切换赛道,也有可能用相关技术提供服务。但这种热度对合成生物学产业来说是好事,至少市场还是给了大家机会去学习成长。”白挨玺补充道。
在白挨玺看来,合成生物学有其特殊性 —— 它将服务于不同行业的人聚集在一起,但用的都是合成生物学的技术。
对百斯杰来说,企业始终会持续关注其他领域,关注合成生物学技术在各个领域的应用,但在产品布局上,目前仍会坚持在营养和健康领域深耕细作。
“虽然合成生物学可服务于各行各业,但面向任何一个行业,我们认为没有五到十年的了解是不够的。对行业不了解,意味着对客户不了解,意味着客户将不接受我们做出来的产品,由此形成恶性循环,那我们的研发投入也不会有好的回报。”白挨玺如此阐述了理由。
在这些年实现良性循环的成功背后,百斯杰已经累积出一套选品逻辑,新品研发方向必然是现有技术和未来趋势的结合。一是永远站在市场需求的角度去看待研发,努力抓住一些细分领域的未来发展趋势;二是充分利用企业过去积累的酶制剂研发和生产经验,比如企业擅于用合理的成本表达和生产食品级的蛋白大分子,比如已开发和掌握的六大微生物表达平台。
除了酶制剂之外,百斯杰还将重点关注有机酸产品和功能性蛋白产品。
“有机酸是我们与一个合作企业共同开发的产品,使用酶法替代化学法,该新工艺除了具备成本优势之外,还将原工艺中使用到的酸和碱降低了 95%,对环境非常友好。功能性蛋白则是我们看到的一个社会趋势,未来的食物一定是再营养化的。比如人造肉,不一定说要做这个赛道,但是人造肉代表着一个营养的方向。随着科学研究到了非常细致的地步,未来的食物将会是不同功能的大小分子的再组合,其中富含的营养物质能把维持生命体健康、甚至治病的效果都考虑到。”白挨玺回答道。
百斯杰生物成长壮大的经历,是中国酶制剂行业发展的一面缩影 。
此前,国内企业已实现了部分酶制剂的自主生产,但一部分高端酶制剂仍然依赖进口。不过近些年,中国企业已逐步在高端细分领域形成自主品牌和竞争力。与国外相比,中国工业酶制剂企业的发展虽尚有不足,但取得的成绩可圈可点。
“导致中国酶制剂行业现状的成因主要有两点。第一个原因是早些年中国经济还没有现在这么强,而科技发展背后需要强大的资金支持,较低的科技发展投入不足以支撑研发创新。第二点与企业发展面临的不确定性有关,高端酶制剂必然需要高投入和长研发周期。如果市场不确定性太强,那绝大部分企业都不会进行投入。对我们来说,若遇到同样情形,也会做相同选择。”白挨玺分析道。
“至于大家都说的高端酶和低端酶,是如何划分的,每个企业都有自己的标准。同个名字的酶,因为性能差异,可以有高低端之分,价格也不同。另外,随着技术的发展和产品的普及,有些酶过去是高端的,现在可能非常普通常见。比如 90 年代早期,植酸酶推向农业、饲料领域的时候,它绝对是一个高端酶。当时它的价格也非常贵,约100 ~ 200 元 /kg,而现在它的价格已经低于 10 元 /kg,在中国已经是一个非常普及的酶了。当然 ,植酸酶中仍然会有高端酶,这说明它的性能更高,和市场同类产品有差异,给客户带来的价值更高。”
“还有些高端酶,没有对应的低端竞品,比如我们的液体洗涤蛋白酶。这个行业对酶的要求非常高,既需要在大量的表面活性剂中,在货架期两年内保持生物活性,还需要有广泛的非特异性,能够水解血渍、奶渍、巧克力渍等常见污渍,同时要保证在终端产品中的使用成本符合日化行业客户的要求。只要一个条件不满足,就无法商业化。所以在过去的几十年,这个酶在国内一直没有取得突破,直到去年百斯杰推出了一款新的液体洗涤蛋白酶璞智®。”
百斯杰高性能液体洗涤酶
随着合成生物学热度的攀升,酶制剂企业也将迎来新的发展时期 。
2013年 6 月,百斯杰于南京注册。2023年 5 月,百斯杰完成高瓴资本领投的总计 2.5 亿元人民币的A轮融资,华泰紫金、置柏投资、萱湾投资、华海创投、南京利旭、海盈天使等参投,投后估值 24 亿元。
10 年期间,百斯杰成功开发并产业化生产植酸酶、葡萄糖氧化酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶、α-半乳糖苷酶等多个具有自主知识产权的核心产品,逐步实现了研发到高回报的良性循环。目前,百斯杰拥有已授权和在申请的专利发明超过百项。鉴定通过科技成果 3 项,参与国家或行业标准的制定 6 项,其主导产品市场占有率居国内同行业前三。
过去 10 年,百斯杰立足本土,坚持“自主研发,突破核心技术,全面拥有知识产权”。未来 10 年,我们期待百斯杰的研发创新能力愈加坚实,更期待中国酶制剂产业愈发壮大繁荣。
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百斯杰生物工程有限公司