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十年砺剑・未来已来|生物制造 何以“生”机无限?

来源:科协频道-光明网2026-06-01 09:18

  提起“制造”,你会想到什么?是工厂里灵巧的机械臂?还是火力十足的轰鸣声?作为一种全新的“造物”技术,生物制造让微生物、动植物细胞成为“工人”,改变了以往的生产方式。

十年砺剑・未来已来|生物制造 何以“生”机无限?

  在科协频道与光明网联合推出的《十年砺剑 · 未来已来》节目中,北京化工大学教授、化工资源有效利用全国重点实验室副主任袁其朋,北京恩泽康泰生物科技有限公司首席技术官/联合创始人赵立波回顾了过去十年生物制造领域的突破,同时展望未来十年可能取得的进展。

十年砺剑・未来已来|生物制造 何以“生”机无限?

十年砺剑・未来已来|生物制造 何以“生”机无限?

  生物制造:从古老发酵技术走向绿色高效

  生物制造,简单而言,就是让酶、细胞等生物体系“吃下”原材料,代谢出人们需要的材料。它以工业生物技术为核心,结合工程学原理进行产品规模化生产。它与粮食安全、“双碳”目标、生命健康密切相关。

  与传统化学制造不同,生物制造能生产极其复杂的分子,而它的原料大多是生物质,比如玉米、秸秆,甚至二氧化碳,可再生、来源广。在生产过程中也不需要高温高压,没有爆炸风险,污染也小得多。

  “我们日常生活与生物制造密不可分,比如酿酒、酿醋就是古老的生物制造技术。”袁其朋介绍,过去想要获取植物中的有效成分,需要经历种植、采收、提纯等多道繁琐工序,不仅周期长、成本高而且损耗大。如今所说的生物制造,是以合成生物学为核心技术支撑,构建高效的“细胞工厂”,将葡萄糖等绿色原料转化为高价值产物,实现生产方式的颠覆性升级。

  赵立波用自上而下与自下而上对比传统制造与生物制造区别。在他看来,传统制造依托物理化学手段做顶层设计,生物制造则是借鉴自然生命系统中的规律,优化细胞生产路径,以温和条件实现复杂分子高效合成,更适配安全、高效、分子结构复杂的生产场景。

  协同创新:科研与产业的“双向奔赴”

  作为生物制药领域的两大主体,高校专注“从0 到1”的原始创新,企业主攻“从1到100”的量产落地,双方互补协同,共同撑起了产业发展骨架。

  袁其朋和团队长期深耕两大核心研究方向,一是合成生物学与代谢工程。聚焦细胞工厂构建与优化,通过代谢工程调控微生物代谢路径,减少中间损耗、提升目标产物产出效率;二是天然产物分离、提取与活性挖掘。自然界蕴藏大量宝贵的天然产物,团队搭建分离纯化平台,为大健康产业提供支撑。

  赵立波则带领企业聚焦外泌体这一细分赛道,开辟了生物制造在精准医疗领域的新应用。“外泌体直径仅50至200纳米,约为头发丝的千分之一,肉眼完全无法观测,它如同人体内细胞间的‘快递小哥’,承担着细胞之间物质输送、信息交流的重要作用。”他介绍,几乎所有细胞都在持续分泌外泌体,它们包裹有效物质精准输送至靶向细胞,实现组织修复、抗炎再生等生理功能。正是基于这样的特性,团队专注于非病毒类纳米药物载体开发,将外泌体改造为药物递送工具。

十年砺剑・未来已来|生物制造 何以“生”机无限?

  从一篇科研论文到一款市场化产品,是最难跨越的一道坎,实验室小试环境工艺稳定,但放大到工业级几十吨、上百吨发酵生产规模,就像小锅炒菜切换到大锅烹制,物料均匀度、反应条件、稳定性都会出现偏差。高校与企业之间如何才能实现“1+1>2”?

  袁其朋表示,高校科研侧重探索技术边界、突破理论极限,企业研发侧重产品质量稳定、成本可控、可量产,两者研发逻辑和评价标准截然不同,因此更需要协同互补、互相尊重。单纯向企业一次性输出技术,虽能让其短期盈利,但数年后技术便会落伍。若企业与高校深度绑定、互相尊重、利益共享,高校就有动力助力企业始终处于技术领先水平。

十年砺剑・未来已来|生物制造 何以“生”机无限?

  “很重要的一点,是鼓励企业和高校之间的人才流动。高校的科研人员可以进到企业,让他们有机会去尝试。同样的,企业里做得好的人员也可以到高校做研发。”赵立波认为,在这个层面上,北京提供了很多的平台和机会。

  让生物制造加速落地生根

  过去十年,我国生物制造领域在政策扶持、科研实力、产业配套上实现蜕变,从零星科研探索走向系统性布局,为技术落地和产业壮大打下了坚实基础。

  “十五五”规划提出“前瞻布局未来产业”,瞄准引领未来发展重点领域,构建未来产业全链条培育体系,推动量子科技、生物制造、氢能和核聚变能、脑机接口、具身智能、第六代移动通信等成为新的经济增长点。

  如今,我国在发酵产能、产业规模、工程化经验等方面已具备领先优势,有望在这场未来产业的发展中占据重要位置。

  聚焦北京,2025年12月,工信部发布“生物制造标志性产品名单(第一批)”,全国入选的35个产品中,就有3个来自北京,凭借人才、资本聚集优势,北京已然成为生物制造创新策源地。

  “北京市科协提供了多次生物医药企业与医院、高校对接交流的机会。通过联动三甲医院、产业园区、科创企业,搭建医研企对接平台,整合临床资源、科研资源与产业资源。大家都意识到了产业的重要性,因为它确实是代表着未来。”赵立波说。袁其朋希望,有更多的年轻人加入生物制造领域,选准赛道、找准定位,沉心深耕细分领域,让科研贴合产业需求,真正落地惠民。(报道组光明网记者蔡琳 宋雅娟 林佳欣 肖春芳)

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