從延緩衰老到“細胞工廠”，合成生物學重構生命密碼
·合成生物學能夠通過將微生物（如酵母、大腸桿菌）改造爲高效的“細胞工廠”，創造高價值功能分子，重構人們的營養“食譜”。
如果說計算機是通過0和1的二進制代碼構建了數字世界，那麼合成生物學就是一門以DNA爲“編程語言”，對生命體進行設計、改造甚至從頭創造的顛覆性學科。它讓我們得以像工程師設計電路一樣，重編程細胞這一最精密的“生命機器”，以滿足醫療、營養、材料等領域的特定需求。
6月23日，上海合成生物學創新中心主辦的“2025國際合成生物學產業發展論壇”在上海張江科學會堂拉開帷幕。論壇匯聚了全球學術界、產業界與投資界的頂尖專家，共同探討如何利用合成生物學保障人類健康、促進綠色發展的核心議題。
“治療”衰老：從監測到介入
人口老齡化是21世紀全球面臨的最大醫療挑戰之一。傳統的醫療模式往往在疾病出現後才介入治療，而合成生物學的前沿探索正試圖從根本上改變這一模式——通過對“生物學年齡”進行監測來提前介入衰老進程。
“我們認爲不能等到人生病的時候再給他治療。”新加坡國立大學特聘教授Brian Kennedy在主旨演講中強調，“在人健康的時候，就應該對他們進行干預。”這種從“治療”到“預防”的理念轉變，核心在於精準量化和干預衰老過程。
Kennedy教授介紹，科學界在15年前還無法有效監測和衡量人類的衰老速度，但如今情況已發生革命性變化。通過分析DNA甲基化等海量的組學數據，科學家們構建了多種“衰老時鐘”，能夠像天氣預報一樣預測個體的生理年齡和健康軌跡。
“現在可以識別出哪些人衰老過程是比較正常的，而哪些人衰老是有問題的。”他解釋道。基於這些精準的生物標誌物，科學家可以開發個性化的干預措施，例如通過特定的膳食補充劑或藥物，針對性地延緩特定維度的衰老，從而實現更長久的健康生活。
這一領域已催生出龐大的“長壽產業”，涵蓋了診斷公司、營養品、醫療技術乃至高端長壽診所等多個賽道，市場規模預計將達數萬億美元。合成生物學在其中扮演着關鍵角色，無論是開發新型抗衰老分子，還是生產高純度的營養補充劑，都展現出巨大的創新機遇。
產業化突圍：細胞與基因治療的機遇與挑戰
細胞與基因治療（CGT）是當前醫學領域最具代表性的前沿方向之一，它爲攻克癌症、遺傳病等疑難雜症帶來了前所未有的希望。所謂細胞治療，就是將患者或捐贈者的細胞（如免疫細胞）在體外進行工程化改造，賦予其識別和攻擊癌細胞等特定功能後，再回輸到患者體內，如同爲患者注入一支精準的“生物軍隊”。而基因治療，則是直接修復或替換導致疾病的缺陷基因，從根源上進行治療。
合成生物學爲此提供了核心的“編程工具”。科學家利用先進的基因編輯技術，可以精準地修改細胞的DNA，實現複雜的“指令”植入。然而，從實驗室的驚人突破到惠及大衆的成熟產品，這條產業化之路依然充滿荊棘。
上海市普陀區中心醫院院長潘曙明坦言，臨牀醫生能看到現象和問題，但解決方案亟須多方協作。“這些話題光靠臨牀醫生解決不了，”他表示，“更加需要的是產業界和學界、企業界一起來努力來做這件事情”。
成本是產業化面臨的最核心挑戰之一。Stimuliver首席商務官Giles Dudley以歐洲的細胞療法爲例，指出其“高得令人咋舌”的成本限制了其廣泛應用。他認爲，中國在這一領域擁有獨特優勢。他將之與電動車產業類比：“中國可以利用這樣強大的製造能力，真正實現顛覆細胞療法的價值鏈和成本鏈”。這意味着通過工藝創新和規模化生產，中國有潛力將昂貴的尖端療法變得更加普惠。
除了成本，創新的模式也至關重要。Giles Dudley分享了國際生物創新孵化機構的成功經驗，強調“以終爲始”的理念。“對於創新企業來講，必須從退出開始反向建構，而不是獲得資金後再進行改造”，他建議道。這種從創立第一天起就將監管、商業化和最終退出路徑納入考量的模式，能夠有效減少資本浪費，提高創新效率。
合成生物學重構人類營養體系
如果說生物醫藥是守護健康的“盾”，那麼人類營養就是構築健康的“基石”。合成生物學能夠通過將微生物（如酵母、大腸桿菌）改造爲高效的“細胞工廠”，創造高價值功能分子，重構人們的營養“食譜”。科學家首先解析出目標營養分子（如某種維生素、稀有甜味劑或特定蛋白質）的天然合成路徑，然後將編碼這條路徑上各種酶的基因片段，“組裝”並植入到微生物體內。在巨大的發酵罐中，這些被賦予新功能的微生物以糖等廉價原料爲“食”，便能持續不斷地生產出高純度的目標產物。
多名與會者提到這種製造方式的必要性和優勢。首先，它能克服自然資源的稀缺性，如角鯊烯，傳統上需通過捕殺鯊魚獲得，而合成生物法則能實現綠色、可持續的生產。其次，它能確保產品的純淨與安全，避免傳統植物提取中可能存在的重金屬殘留和批次不穩定的問題。更重要的是，它還能創造出更優質的分子，比如祛除天然食物中的過敏原，從而生產出更健康的蛋白質。
然而，與生物醫藥類似，營養產品的產業化也是一項複雜的系統工程。華東理工大學的魏東芝教授在討論中一針見血地指出，當前行業過於聚焦前端的分子和細胞層面，而忽視了後端。“往往在過去這些年的時間裡，大家過於集中於分子和細胞的水平，對於反應器水平和分離純化的環節往往是忽視的”。
他以合成生物法生產“角鯊烯”爲例，前期菌株構建可能僅需數月，但放大生產中目的基因丟失、下游分離純化工藝複雜、成本高昂等問題，纔是決定項目成敗的真正瓶頸。魏教授強調，必須以“全鏈條”的思維進行產業規劃，從菌株設計之初就要考慮發酵、分離乃至廢水處理等所有環節。
上海交通大學的瞿旭東教授則用一個“卷”字生動描繪了營養健康產品領域的現狀。由於目標分子池有限，國內大量科研單位和企業蜂擁而上，競爭異常激烈。在他看來，要想突圍，一方面技術上要做到極致，成爲“卷王之王”，將成本降到最低；另一方面，還要與監管部門積極溝通，提供紮實的科學證據以獲得審批。
多名與會者提到，監管部門對生物合成方法的安全性、副產品等方面有着嚴格的規定。科漢森公司前亞太區總監江華強調相關企業應提前進行全球合規佈局、利用生態協同效應以及構建堅實的專利壁壘的重要性。“任何一項顛覆性的創新天然就會和監管產生碰撞，”他指出，“提早通過紮實的臨牀科研數據來說服監管部門，是縮短產業轉化週期的有效方法”。