未来健康:全球合成生物技术研发平台分析(100页报告)
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一、技术创新平台

技术创新平台是推动科技成果转化与产业化的关键支撑,它聚焦于前沿技术的研发与应用,通过整合科研资源、汇聚创新人才、搭建实验设施和提供技术验证服务,为企业的技术升级、产品的迭代创新以及新兴产业的培育提供了强大的动力。它不仅加速了从实验室到市场的转化进程,还通过产学研用的深度融合,促进了知识的共享与技术的扩散,成为提升区域创新能力、推动经济高质量发展的重要基石。全球具有代表性的生物制造技术创新平台包括美国敏捷生物工厂( AgileBioFoundry , ABF ) 、英国过程创新研究中心(TheCentreforProcessInnovation,CPI)、德国弗劳恩霍夫化学-生物技术过程中心(FraunhoferCenterforChemical-BiotechnologicalProcesses),以及丹麦诺和诺德基金会生物可持续发展中心(TheNovoNordiskFoundationCenterforBiosustainability,DTUBiosustain)等。

1、美国敏捷生物工厂(ABF)

ABF 是由美国7 家国家实验室组成的联合体,包括劳伦斯伯克利、桑迪亚、太平洋西北、国家可再生能源、阿贡、洛斯阿拉莫斯和橡树岭国家实验室,每年从美国能源部生物能源技术办公室获得2000 万美元的资助。ABF 旨在通过联合和扩大国家实验室的能力来推进生物制造,开发一个强大、灵活的生物制造平台,供私营和公共部门的研究人员使用。ABF 建立了一个面向私营和公共部门的分布式生物制造平台,通过产学研合作推动创新。其核心功能包括:(1)工艺创新:研发高效的发酵技术、分离纯化方法和智能控制系统,提升生产效率并降低运营成本;(2)人才储备:通过建立校企合作机制和培训体系,培养复合型专业人才。(3)产学研联动:通过建设联合实验室,加快科研成果的转化和技术交流。2023 年,美国国家可再生能源实验室(NREL)投入近2000 万美元对其综合生物精炼研究设施进行设备更新,以扩大原料范围、产品种类和生产规模。此外,ABF 还积极开展研究合作,例如与华盛顿大学合作开发人工智能平台预测生产工艺。

2、英国过程创新研究中心(CPI)

CPI 成立于2004 年,由英国政府资助,旨在连接学术界、投资者和企业,将创新想法和研究转化为市场产品。通过提供专家、设备和资金支持,降低产品开发的风险和成本,推动生物制造和制药领域的创新。CPI 提供全面的生物制造基础设施,规模从300 升到75000升不等,专注于支持中小企业和行业合作。

2023 年,CPI 在英国达灵顿开设了价值2640 万英镑的RNA 卓越中心,这是英国唯一能够生产脂质纳米颗粒包裹RNA 疫苗的良好生产规范(GMP)设施,年产能可达1 亿剂。CPI 正在苏格兰格拉斯哥附近规划一座新的云优先制造工厂,该工厂将使用人工智能(AI)、机器学习(ML)和物联网(IoT)等技术来加快新药生产速度。CPI与剑桥大学、斯特拉斯克莱德大学等学术机构,以及阿斯利康、葛兰素史克(GSK)、西门子、赛默飞世尔等制药商和行业参与者建立了广泛的合作关系。

3、德国弗劳恩霍夫化学-生物技术过程中心(CBP)CBP 是弗劳恩霍夫协会下属的重要研究机构,专注于化学和生物技术的研发,致力于推动可持续的生物制造技术。CBP 通过整合生物技术和化学工艺,推动工业生物技术的发展,重点关注生物精炼、生物催化和绿色化学等领域。CBP 拥有模块化的中试设施,发酵体积可达10 立方米,并具备高压处理能力。CBP 在Leuna 设有木质纤维素生物精炼试验厂,致力于将生物质转化为可持续化学品。2024 年6月,该中心参与完成了BioSPRINT 项目,成功实现了硬木生物质向生物基聚合物的全流程转化。此外,CBP 还与洛伊纳电解测试和试验平台(ELP)合作,开展绿色氢能生产的研究。

4、丹麦诺和诺德基金会生物可持续发展中心(DTUBiosustain)

DTUBiosustain 成立于2011 年,是隶属于丹麦技术大学(DTU)的一个重要研究机构,旨在使丹麦成为细胞工厂设计、建造和部署的全球领导者。2020 年,诺和诺德基金会宣布将在五年内(2020—2025年)向该中心资助1 亿欧元,用于开发设计细胞工厂,以可持续的方式生产药物。

该中心的研究活动主要围绕以下三个领域展开:(1)天然产物:开发可持续的生物制造方法,生产高价值的天然产物,如药物和营养补充剂;(2)微生物食品:利用微生物发酵技术生产可持续的食品和饲料,减少对传统农业的依赖;(3)可持续化学品:通过生物合成技术生产绿色化学品,替代传统的石油基化学品。

DTUBiosustain 在2020 年建立了可持续生物制造工厂(BiosustainBiofoundry),该工厂基于2011—2019 年积累的DBTL(设计—构建—测试—学习)工作流程,结合信息科学和数据科学技术,致力于开发基因组工具和建设工业级微生物细胞工厂。该工厂已开发多项实用工具,包括基因缺失预测和蛋白质组分析软件,并配备完整的数据管理系统。2024 年,该中心的研究人员开发出新型CRISPR-Cas

二、中试放大平台

中试放大平台是连接实验室研发与工业化生产的桥梁,它在科技成果的转化过程中扮演着至关重要的角色。中试放大平台的主要功能包括技术研发转化、性能工艺改进、工艺放大熟化、产品型式试验、产品性能测试、小批量试生产、仪器设备共享以及设备应用验证等专业化服务和系统化解决方案。这些功能为产业科技创新提供了战略支撑引领作用,加速了科技成果的商业化和产业化。

全球具有代表性的中试放大平台包括美国生物工业制造和设计生态系统(BioMADE)、欧盟Pilots4U、欧洲生物基地中试工厂( BioBaseEuropePilotPlant , BBEPP ) , 以及英国生物试点项目(BioPilotsUK)等。

三、产业孵化平台

产业孵化平台是推动创新创业和产业升级的重要载体,通过整合资源、提供资金支持、技术指导、市场拓展以及专业培训等全方位服务,为初创企业和中小企业搭建了从创意到市场的快速通道。它不仅帮助企业突破创业初期的瓶颈,还通过与高校、科研机构、金融机构以及产业链上下游企业的深度合作,加速科技成果的转化和产业化进程。得益于这些全面的支持,初创企业能够有效降低运营成本,提高研发效率,顺利跨越从产品到市场的“达尔文死海”,实现快速成长。

全球代表性生物制造产业孵化平台包括美国加利福尼亚定量生物科学研究所(TheCaliforniaInstituteforQuantitativeBiosciences,QB3)、英国合成生物学创新知识中心(SynbiCITE)、荷兰代尔夫特生物技术园区(BiotechCampusDelft)、美国IndieBio 等。