风起云涌,合成生物学的“定量”投资逻辑学

九合同学提出了判断合成生物学(主要在能源和化工领域)商业价值的三个维度,以及小试阶段效价的判断标准,这为后续量产的成熟落地奠定了最重要的基础,进而也决定了商业化成功的概率。
2021-06-11 14:32 · 投资界综合     
   

从“造物致知”到“造物致用”,小试阶段的效价指标既决定了创业公司商业化成功的概率,同时也是合成生物学投资的关键七寸。

在生物科技赛道,合成生物学是九合的重点布局方向,目前已经投资了相关公司。对于这个被喻为引领生物科技产业第三次革命的领域,商业化价值到底在哪里?如何实现将工厂搬进细胞里?什么是产业化的关键节点?九合创投生物科技组将推出一系列观点文章,分享我们的理解和认知。

在本篇文章中,专业的九合同学提出了判断合成生物学(主要在能源和化工领域)商业价值的三个维度,以及小试阶段效价的判断标准,这为后续量产的成熟落地奠定了最重要的基础,进而也决定了商业化成功的概率。

从1953年生物学家发现DNA的双螺旋结构,到1965年中国科学家首次用人工方法合成出结晶牛胰岛素,打开了生物学和工程学的交叉之源,从而引领了合成生物学的到来。如今,在AI、数据科学和自动化技术的助推之下,合成生物学的效率极大提升。业界估计未来10年内在AI的融合下,生物技术的进步将带来每年高达4万亿美元的直接经济收益。

合成生物学作为生命科学领域的新兴工程科学,被喻为是引领生物科技产业的第三次革命。

之所以被视为第三次生物技术革命,是因为这一生产方式意味着人类利用资源的方式正在发生变化,包括基因数据及基因数据背后大自然的进化成果。这一切使得我们可以把工厂搬进细胞里,利用大自然的“高端制造”工厂、通过改造优化,理性设计的方式为我们多用。

因此,针对用合成生物生产下游化工,能源,农业产品,能否实现目标产物的高效低成本生产,用于代替传统的化工生产方式,或者生产传统方式无法获得的产物,是九合创投在考察此类项目商业化中最重要的关注点。

商业价值判断的三大维度

“对于合成生物学公司来说,关键的产业化节点是能否做到成本具有竞争优势”,凯赛生物的董事长刘修才曾这样说。也就是说,成本的高低决定了与该物质的旧有生产方式相比是否具有替换优势。

从投资的角度来判断某合成生物学方向的商业价值大小,可以从三个维度进行考量。

附加值的高低,即毛利的高低。比如说肽、玻尿酸、氨基酸、维生素,这些高值化学品的毛利远高于生物塑料、生物尼龙等大宗化学品,例如华熙生物的毛利是80%,而凯赛生物的毛利是40%。

量产门槛及其背后隐含的固定资产投入。量产是个相对概念,一般是该产品在交易中的量纲,例如:药物蛋白达到数十克即可看作实现量产,肽类产品达到公斤可以看作实现量产,而生物塑料需要达到吨级才可算为实现量产。量产门槛决定着固定资产投入,高固定资产投入带来的高昂的管理成本和折旧成本最终会大幅吞噬其净利水平甚至成为阻碍其实现产业化的重要因素。

市场空间大小(市场空间=单价*需求量)。市场空间上尽量避免小众的物质,例如下游应用非常窄的天然产物,角鲨烯,龙涎香等。

因此,衡量合成生物类项目的商业价值需要综合考虑以上三个维度,最优先选择的一定是附加值高,且量产所需的固定资产投入低,同时市场空间大的品类(如下图所示)。

那么,如何在小试阶段判断最终量产的商业化成功概率?

评价生物工艺竞争力有两个可量化重要性能指标:效价(发酵结束时产物的最终浓度)和生产率。

如果生产需要高固定资产投入的大宗商品(塑料,尼龙,啤酒等, 1~10万元/每吨),由于碳源的成本占生产成本较大比例,因此获得高产就显得尤为重要。生产率与生物工艺的整体运行成本密切相关,因为它决定了整个生物工艺中发酵罐和其他操作单元的大小,进而影响到年度设备折旧成本和初始直接固定资本成本。

按照九合目前计算的合成生物发酵成本,生产低附加值的大宗商品时,小试效价需要达到100g/L,甚至最好>200g /L,才能实现量产时成本端和收益端的打平。而如果生产高附加值化合物(价格>1万/每公斤,或>1000万/吨),则小试的效价需要达到10g/L。这些数据在小试阶段都是可以获得的,因此可以用来在小试阶段来帮助创始人和投资人算账,避免出现投资大量固定资产后才发现算不过来账的情况。【1】

未来可期的中国创业公司

在合成生物学产业链中,从国家层面已开始重视产业转化,国家科研经费资助了四所高校/研究所和华大基因,共搭建了5个合成生物大基础设施,配备自动化的高通量试验平台供科研工作者使用,其中深圳先进院合成生物所更是将大平台免费开放给所有的创业公司,帮助创业公司节约早期宝贵的融资款,将资金用到真正的产品研发上,而不是重复的实验室建设上。

同时,几乎所有的公司都开始将利用AI,数据科学和自动化的技术去加速自己的菌种构建,筛选,优化效率。基于这样的优厚条件,九合认为国内的合成生物公司有条件用比国外公司更短的时间实现产品管线的量产和商业化验证,而不需要像Zymergen和Ginkgo一样,花费大量的时间和资金搭建自己的试验平台。以Zymergen为例,大量的投入直到很多年后才实现第一款产品电子生物薄膜的量产和商业化验证。

因此,合成生物的下游应用类公司非常值得期待,除了用于合成低价量产的不同物质以外,合成生物在医疗领域同样具有巨大的发展空间。比如说,具有逻辑门的智能细胞/工程菌,从头设计人工蛋白药物等。此外,上游也有非常重要的点位值得关注,例如酶促DNA合成。

参考:

Reference: 1,Choi K R, Jang W D, Yang D, et al. Systems Metabolic Engineering Strategies: Integrating Systems and Synthetic Biology with Metabolic Engineering[J]. Trends in Biotechnology, 2019.

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