2024年生物制造与微生物产业研究报告.pdf

目录第二部分：微生物是生物制造产业的“芯片”第一部分：生物制造产业是经济增长新引擎第三部分：微生物在食品与新消费品中的应用第四部分：微生物在农业与养殖业中的应用第五部分：微生物在医疗健康产业中的应用第六部分：微生物与生物制造标杆企业（部分）目录第一部分：生物制造产业是经济增长新引擎1.1 政策背景：政策推动，生物制造将成为拉动经济增长的重要引擎1.2 生物制造的定义：以生物技术为基础，改造现有生产制造过程1.3 生物制造的优势：与传统化工产业相比，具备独特优势1.4 生物制造的应用：生物基可降解塑料就是生物制造的典型应用代表1.5 生物制造的发展：中国生物制造产业需要在四大层面共同发展nn数据来源：国投证券合成生物学行业专题系列三：生物制造继往开来，细分领域皆有可为；易凯资本整理几乎不涉及“生物制造”2021及之前202220232024支持“生物质能”发展，推进“绿色低碳”技术首次提出“生物制造”产业提法强调打造“新质生产力”轻工业稳增长工作方案（20232024年）n非粮原料应用促进生物制造可持续发展绿色低碳先进技术示范工程实施方案n关于加快传统制造业转型升级的指导意见n大力发展生物制造推动生物技术在多领域的加快融合应用2023年中央经济工作会议n新质生产力生物制造2023年政府工作报告n发展新质生产力创建一批未来产业先导区nn多底层学科交叉n底盘细胞基 因 元 件蛋 白 元 件体 外 酶 催化 的 酶改造基因测序基因编辑代谢路径设计优化生产发酵分离与纯化预计到2030 年生物基材料将替代20%的石化产品约8000亿美元市场目前替代率不足5%生物基材料生物基材料在医药、化工、农业等领域具有广阔应用前景医 疗 医 药合成青蒿酸治疗疟疾细菌合成可降解PHA绿色生物燃料乙醇化 工 材 料生 物 能 源生 物 农 业微生物植保产品制备特定分子量透明质酸真菌蛋白植物肉美 妆 日 化食 保 健 品数据来源：谭天伟（中国工程院院士、北京化工大学校长），中国科学报(2021-11-15 第3版 能源化工)；OECD；易凯资本整理n数据来源：弈柯莱招股说明书；易凯资本整理体 外 合 成 生 物 学 法体 内 合 成 生 物 学 法化 学 合 成 法n现在使用的塑料制品大部分是由石油化工生产的石油基塑料，随着石油资源逐步匮乏和突出的环保问题，以可再生的天然生物质资源为原料，通过合成生物学构建工程细菌或工程细胞来生产生物基塑料，具有愈加广阔的市场应用前景。数据来源：合成生物学在生物基塑料制造中的应用，浙商证券研究所；易凯资本整理葡 萄 糖甘 油C O2葡 萄 糖木 糖葡 萄 糖酪 氨 酸葡 萄 糖目录第二部分：微生物是生物制造产业的“芯片”2.1 微生物种质资源是生物制造发展的重要基础设施，是国家级战略资源2.2 微生物产业的机遇：中国是全球生物多样性最高的国家之一，具备发展土壤2.3 微生物产业的应用：微生物技术在多领域展现出广阔的应用前景nn数据来源：Rosario del Carmen Flores-Vallej,2019,数据来源：戴磊，Lu Wu#,Xu-Wen Wang#,Zining Tao,Tong Wang,Wenlong Zuo,Yu Zeng,Yang-Yu Liu#,Lei Dai*.Data-driven prediction of colonization outcomes for complex microbial communities.Nature Communications(2024)；易凯资本整理地球上真菌物种的保守估计数量为220万至380万种，已被认知的真菌有15万种，不及估计数量的6%，其中能够人工培养的真菌远不及十分之一。nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn数据来源：第一批国家级农业微生物种质资源库公示；易凯资本整理nn丰富的生物多样性完善的生物安全法nnn 010203nnnnnn目录第三部分：微生物在食品与新消费品中的应用3.1 新食品全球政策环境：中国当前审批与监管仍严格，加大配套支持力度3.2 技术迭代：生物制造在新食品价值链各环节中的创新助推产业升级3.3 应用赛道：生物制造在食品与新消费品产业中具备广阔的应用潜力 3.4 代表案例：重点关注以微生物蛋白质为代表的替代蛋白质行业3.5 应用优势：微生物蛋白在多个方面具备显著优势，拥有极大的应用潜力3.6 市场规模：中国市场有极大的替代蛋白缺口，预计2032年市场规模达到508亿元3.7 核心竞争力：从消费者视角出发，替代蛋白企业应具备三大核心竞争力3.8 中国市场代表性企业：富祥生物&慕恩生物3.9 替代蛋白：海内外其他代表性企业nn010203nnnnnnnnnnnnnnnnnnn数据来源：Deeptech2023合成生物学在食品微生物制造中的应用与前景研究；易凯资本整理n02040103肉类乳制品鱼类海鲜蛋类nnnnn技术成熟度数据来源：联合国粮农组织；易凯资本整理nnnnnnnnnnnnnnnnnn接近100元/斤nn数据来源：波士顿咨询；天风证券；易凯资本整理nn01002003004005006002020A2021A2022A2023A2024E2025E2026E2027E2028E2029E2030E2031E2032E中国替代蛋白市场规模测算（亿元）数据来源：波士顿咨询；东吴证券合成生物学系列深度报告（二）：合以新质，成以造物；易凯资本整理nnnnnnnnnnnnnnnnn数据来源：富祥药业官网；易凯资本整理nnnnnnnnnn目录第四部分：微生物在农业与养殖业中的应用4.1 政策背景：微生物农药受到政府及政策大力支持4.2 应用赛道：微生物的开发已经使农业生物化成为农业发展中的重要分支4.3 代表案例：微生物农药目前的应用四大产品方向4.4 市场趋势：中国是生物农药应用大国，微生物农药是未来主要发展方向4.5 代表企业：慕恩生物全球领先微生物发掘和生物制造平台4.6 生物农药：海内外其他代表性企业nn“十四五”全国种植业发展规划n化肥化学农药减量化取得新成效，种植业生产方式绿色低碳转型新进步。对十三届全国人大四次会议第9683号答复n在保障安全、有效的前提下，鼓励企业研发、登记高效低风险生物源农药“十四五”全国农业绿色发展规划n农业绿色发展的核心关键技术有望逐步破解关于推进实施农药登记审批绿色通道管理n加快生物农药、高毒农药替代产品的用药登记审批进程“十四五”全国农药产业发展规划n加强绿色农药研发，加大微生物农药、植物源农药的研发力度。“十四五”生物经济发展规划n发展面向农业现代化的生物农业，重点围绕生物育种、生物肥料、生物饲料、生物农药等方向，推出新一代农业生物产品，完善种质资源保护、开发利用体系nnnnnnnnnnnnnnnnnn微 生 物 杀 菌 剂n微生物杀菌剂利用微生物产生的抗真菌物质或直接对真菌进行阻碍、杀灭的作用，实现对农作物真菌病害防治。n目前微生物杀菌剂主要分为：1）细菌杀菌剂（主要的微生物杀菌剂类型）；2）真菌杀菌剂（木霉菌等）。nn微 生 物 调 节 剂n微生物调节剂利用微生物对农作物生长的促进、激活植物免疫系统等作用，达到提高植物的抗逆性、生长势和产量的目的。nn91.03%8.97%中国在登记的生物农药数量占比（2022年）化学农药生物农药6.14%0.01%1.19%0.48%1.16%农用抗生素天敌生物生物化学农药植物源农药微生物农药10714242562016-2022年中国登记状态生物农药及微生物农药有效成分数量已登记生物农药有效成分微生物农药有效成分nnn数据来源：农业农村部农药检定所；易凯资本整理nnnnnnnnnnnn目录第五部分：微生物在医疗健康产业中的应用5.1 应用赛道：随着微生物组的不断发展，活菌药物成为新药研发领域的前沿方向5.2 代表案例：活菌药物在肿瘤免疫治疗中取得阶段性临床突破5.3 全球进展：活菌药物在肿瘤领域的研发是全球热点5.4 全球进展：全球已有多家活菌生物药公司布局代谢疾病相关活菌生物药研发管线活菌药物类别单菌药物复合菌药物工程菌药物n数据来源：邹丹阳,董雨萌,陈晶瑜.活体生物药：生物技术推动的创新药研发前沿J.生物工程学报,2023,39(4):1275-1289.；易凯资本整理n数据来源：张宇龙，许晓敏，阳奕琰，尹意铭，郝淮杰，寇岩，谭验.活菌药物在肿瘤免疫治疗中的应用进展和未来展望J.肿瘤代谢与营养电子杂志,2021,8(2):198-204.；易凯资本整理nnn数据来源：Clinical trials；医药魔方数据库；易凯资本整理，数据截止到2024年6月30日nn数据来源：Clinical trials；医药魔方数据库；易凯资本整理，数据截止到2024年6月30日n数据来源：Clinical trials；医药魔方数据库；易凯资本整理，数据截止到2024年6月30日目录第六部分：微生物与生物制造标杆企业介绍6.1 标杆企业：诺维信全球大型酶和微生物技术提供商6.2 标杆企业：Vedanta临床阶段微生物组公司6.3 标杆企业：慕恩生物专注于微生物发掘与生物制造的技术型平台nnnnn单位：亿美元n有40000种数据来源：诺维信官网；易凯资本整理nn数据来源：Vedanta Bioscience官网；易凯资本整理nVedanta Bioscience，旨在开发创新性疗法以调节人类微生物组与宿主免疫系统之间的互作关系。n通过与临床合作伙伴进行合作，公司拥有了来自人类干预研究的海量专有数据，以确定细菌植入与临床反应之间的有效关联。nVedanta拥有全球领先的人类微生物组相关细菌菌株库。该公司从全球各地经过测试的健康受试者中获取肠道菌群，并对它们进行表征以确保获得每一株菌株的安全性。n目前该公司在研药物有4种，分别针对不同疾病，且有多个合作者，包括 CARB-X、强生、BMS等。n与粪菌移植不同，Vedanta 公司采取的是细菌联合疗法，这种治疗方法是由可触发靶向免疫反应，经过培养分离出的细菌产生的药物组合物。n与 CARB-X 合作的药物是 VE3030 和 VE707，分别针对艰难梭菌感染和多耐药性生物（MDRO）。n其中，VE3030 由 8 种人类共生细菌菌株组成，目前已经进入 期临床研究。该 期临床研究是一项随机双盲试验，旨在评估 VE3030 在 146 例艰难梭菌感染（CDI）复发 1 次或多次（包括当前发作）的成年受试者中的安全性、耐药性和功效等。n在之前的一项针对健康志愿者的 期研究中，VE303 表现出快速、丰富、持久和剂量依赖性的定植，并在经过一个疗程的抗生素治疗后加速了微生物菌群的恢复。n保存了超27万株具有自主知识产权的微生物菌株n依托于高规格的菌种资源、深度的微生物组研究和数据挖掘，以及领先的合成生物学技术平台，公司针对生物农业、生物医药、微生物蛋白等细分领域，开发并提供一流的生物基产品及其解决方案。数据来源：慕恩生物官网；易凯资本整理慕 恩 微 生 物 菌 株 库 具 有 最 高 生 物 和 新 物 种 多 样 性收集并保存具有自主知识产权功能菌株全球首次发现的新物种高价值微生物菌株数量高效分离难培养的微生物，分离效率比传统方法提高5至15倍生物多样性高通量筛选具有关键生物活性的菌株和菌群，及其天然产物真菌高密度固体发酵、广谱高通量厌氧发酵、厌氧生理学研究技术领先种子/固体表面微生物微膜包衣技术；靶向缓释剂型技术生物农业生物医药微生物蛋白n已获得 34项微生物菌剂产品登记证书，完成研发和正在登记的生物农药产品超过15个n年服务耕地面积超2000万亩nn是中国第一个中外双报获批临床的肿瘤活菌药物nn目前2株生产菌株进入到新资源食品注册申报阶段。公司已与上市公司富祥药业达成合作，围绕微生物蛋白领域开展技术研究和产业化落地