對話Boston Bioworks邰超:專注精密發酵生產工藝商業化,合成生物中、下遊仍有巨大空間

明亮公司
2023.01.05
資金和資源大多奔向上遊的菌株開發,而中遊的精密發酵和下遊蛋白純化工藝仍然缺乏投資。

文:MD、Emilia

來源:明亮公司(ID:suchbright)


精密發酵行業開始從垂直整合進入精細化獨立分工模式。

在過去5-10年,合成生物學的行業整體規模比較小,絕大多數合成生物學公司比如ADM和嘉吉都選擇了垂直整合模式,從研發生產到分銷、市(shi)場(chang)服(fu)務(wu)全(quan)部(bu)由(you)公(gong)司(si)獨(du)立(li)完(wan)成(cheng)。當(dang)合(he)成(cheng)生(sheng)物(wu)學(xue)的(de)規(gui)模(mo)急(ji)劇(ju)擴(kuo)張(zhang),行(xing)業(ye)開(kai)始(shi)進(jin)入(ru)精(jing)細(xi)化(hua)獨(du)立(li)分(fen)工(gong)模(mo)式(shi),從(cong)上(shang)遊(you)菌(jun)株(zhu)開(kai)發(fa)到(dao)中(zhong)下(xia)遊(you)的(de)工(gong)業(ye)開(kai)發(fa)、商業化生產都不斷湧現初創公司。

此前進入精密發酵行業的資金主要集中於上遊菌株開發建立和篩選平台,Ginkgo Bioworks便bian是shi其qi中zhong的de典dian型xing代dai表biao,位wei於yu行xing業ye中zhong下xia遊you的de實shi驗yan室shi工gong藝yi開kai發fa和he商shang業ye化hua生sheng產chan等deng環huan節jie的de公gong司si一yi直zhi麵mian臨lin著zhe資zi金jin和he資zi源yuan的de限xian製zhi。隨sui著zhe資zi本ben湧yong入ru精jing密mi發fa酵jiao行xing業ye以yi及ji初chu創chuang公gong司si和he產chan品pin數shu量liang的de迅xun速su增zeng加jia,解決實驗室至商業化生產工藝瓶頸問題以及實現平價生產的專業平台則有潛力成為新的價值創造者。

「明亮公司」近期對話了Boston Bioworks(下稱Boston Bio)創始人兼CEO邰超博士。據他介紹,公司創始團隊看到了精密發酵行業的上述瓶頸,決定共同創業,切入點則為植物基蛋白公司提供了“首創平台”——公司可以更快地將產品從實驗室規模擴展到商業規模,而無需昂貴的資本支出。該平台將使初創公司能夠快速高效開發精密發酵產品(如肉類和乳製品蛋白質、脂肪、調味料和類似成分)和生物質發酵產品(如菌絲體),以無縫銜接菌株改造和工業規模生產之間的差距。

“首創平台”有兩個角度,一是精密發酵和下遊提取,二是以大數據為基礎的CDMO平台。在下遊工藝方麵,Boston Bio從技術上實現了目標蛋白和脂質物的提取,並且把整個過程達到最優化,隔離了垃圾副產品以及降低整體生產成本。

隨著積累的客戶數量增加,未來數據庫會把所有產品劃分到不同的菌株類別和產品類別來建立生產工藝的數據關聯性,比如80%的基礎問題都可以在數據庫中快速得到解答,剩餘20%的複雜問題再交給高級科學家來解決。AI也可以通過深度挖掘數據,繼續優化工藝的範圍和速度。

對於Boston Bio來說,目前有四個潛在細分市場:植物基市場、香味香料市場、能源市場以及新藥研發市場。邰超預測,公司未來2-3年的收入主要來自於植物基產品,未來3-5年隨著植物基產品逐漸成熟,客戶會過渡到香精香料市場,包括食品、化妝品和醫療行業。在5年之後,這四個細分市場會均衡發展,業務量會比較平均。

目前公司團隊包括三位聯合創始人,其中邰超擔任CEO,負責生產工藝和項目管理;Mert Sahin博士畢業於德國漢堡大學細胞生物學專業,曾於GE Healthcare 擔任CMO;另一位聯合創始人Ted Netland擁有MIT的MBA學位,主要負責財務和投資分析,他曾在 Cambridge Associates 擔任分析師以及在Lever VC Advisers 擔任風險投資總監。

2022年公司已經與四家植物基蛋白公司達成長期合作協議,並與美國Lawrence Berkeley國家實驗室和康奈爾大學簽訂了合作意向,未來將共建實驗室和中試基地來服務於客戶進行產品開發,幫助開發可商業化的生產工藝。

以下為訪談正文(有刪節)

Q:明亮公司

A:邰超博士  Boston Bioworks創始人兼CEO


Boston Bioworks創始人兼CEO邰超  (來源:受訪人提供)

Q:此前你所任職的Motif FoodWorks由合成生物平台Ginkgo Bioworks成立,能否簡單介紹下二者在技術和產品上的關係?目前Boston Bio在技術上是否依賴於Ginkgo Bioworks?

A:Ginkgo是專注於菌株開發建立和篩選的生物技術平台,通過高通量篩選技術來服務所有客戶開發菌株。Ginkgo隻負責開發菌株,但菌株交付之後的過程工藝、商業化生產、市場開發都由Motif自己來做,比如如何去提取蛋白、精密發酵、提升產率和穩定性、生產出來的每一個食品原料要如何更好地應用到漢堡、香腸、肉餅等食物中、如何提供更好的口感等等。這些也是我之前在Motif作為生物工藝總監主要負責的工作。

Q:作為Motif的生物工藝總監,當時解決的主要問題是什麼?

A:我在Motif主要負責開發精密發酵工藝、下遊提取和供應鏈生產三部分。研發上需要把工藝打通,根據不同菌株的特性,以最低的成本來保障最穩定、最好的性能。

Q:Motif的植物肉的產品特點是什麼?和Impossible Foods的植物肉的區別在哪裏?有哪些優勢?

A:兩者提取的基因都是通過酵母來精密發酵產生具體的蛋白,技術上最大的差異是基因來源。Motif的血紅蛋白基因來源是奶牛,而Impossible Foods的基因來源是大豆等根莖植物。

在技術要求上,提取血紅蛋白對於溫度、PH變化都非常敏感,目前我們的發酵工藝已經剔除了可能致盲的甲醇,並且在下遊提取、濃縮等工藝效率上是在業內領先的,可以幫助植物基蛋白初創公司快速將規模從實驗室擴大至工業生產。

Q:提取奶牛的基因是否會有動物福利的擔憂?

A:不(bu)會(hui),整(zheng)個(ge)過(guo)程(cheng)並(bing)不(bu)需(xu)要(yao)動(dong)物(wu)的(de)參(can)與(yu),我(wo)們(men)隻(zhi)是(shi)提(ti)取(qu)了(le)動(dong)物(wu)基(ji)因(yin),在(zai)基(ji)因(yin)測(ce)序(xu)之(zhi)後(hou)合(he)成(cheng)特(te)定(ding)的(de)基(ji)因(yin)片(pian)段(duan),再(zai)把(ba)基(ji)因(yin)片(pian)段(duan)放(fang)到(dao)酵(jiao)母(mu)菌(jun)株(zhu)培(pei)養(yang)細(xi)胞(bao)。因(yin)此(ci)不(bu)會(hui)有(you)動(dong)物(wu)福(fu)利(li)的(de)擔(dan)憂(you)。

Q:創立Boston Bioworks的契機是什麼?具體有哪些裏程碑的時刻和細節?

A:在新冠疫情之後,各行各業的供應鏈都多多少少受到衝擊。對於生物科技行業來說,絕大多數的資金和資源都去了上遊的菌株開發,而中遊的精密發酵和下遊蛋白純化工藝目前仍然缺乏投資。這幾年有很多專注於產品、以投資為導向的公司應運而生,他們的優勢在於能夠把菌株應用到蛋白、脂類的食品商,但他們麵臨了一個很大的問題在於工藝的商業化生產,我們團隊創業正是看中了這一塊中下遊領域目前的空白。

對於裏程碑來說,今年9月份三位合夥人正式全職加入工作,10月份我們與美國能源部下屬的Lawrence Berkeley 國guo家jia實shi驗yan室shi以yi及ji康kang奈nai爾er大da學xue簽qian訂ding了le合he作zuo意yi向xiang,未wei來lai將jiang共gong建jian實shi驗yan室shi和he中zhong試shi基ji地di來lai服fu務wu於yu客ke戶hu進jin行xing產chan品pin開kai發fa,幫bang助zhu開kai發fa可ke商shang業ye化hua的de生sheng產chan工gong藝yi。

Q:目前國內疫情防控措施也在放開,長期來看供應鏈還會是一個挑戰嗎?

A:疫情對供應鏈的影響大約40%,剩餘60%來自投資導向和行業發展所麵臨的問題。我們認為目前精密發酵這一領域的合成生物技術很像80年代石油工藝所處的發展階段——在過去5-10年,合成生物學的行業規模比較小,絕大多數合成生物學公司比如ADM和嘉吉都選擇了垂直整合,從研發生產到分銷和市場服務等全部自己來做。

但目前合成生物學已進入高速發展期,隨著行業內的公司數量越來越多,我們預測未來行業分工將進一步細化,因此Boston Bio選擇專注於商業化生產工藝這一細分市場,未來與行業內其他巨頭(比如專注菌株開發的Ginkgo)之間也不會形成競爭關係,更多的還是互補價值。

Q:目前Boston Bio在產業鏈上也和CDMO比較類似?兩者之間有什麼相似點和不同點?

A:相似的地方是都服務於客戶來進行商業化生產過程,區別是絕大多數的CDMO隻是承擔生產,不會選擇進入客戶的過程工藝開發。而(er)我(wo)們(men)在(zai)建(jian)立(li)硬(ying)件(jian)設(she)備(bei)的(de)同(tong)時(shi),也(ye)在(zai)建(jian)立(li)一(yi)個(ge)數(shu)據(ju)庫(ku)。數(shu)據(ju)庫(ku)會(hui)把(ba)所(suo)有(you)產(chan)品(pin)劃(hua)分(fen)到(dao)不(bu)同(tong)的(de)菌(jun)株(zhu)類(lei)別(bie)和(he)產(chan)品(pin)類(lei)別(bie)來(lai)建(jian)立(li)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)的(de)數(shu)據(ju)關(guan)聯(lian)性(xing)。當(dang)數(shu)據(ju)庫(ku)更(geng)豐(feng)富(fu)之(zhi)後(hou),它(ta)可(ke)以(yi)快(kuai)速(su)服(fu)務(wu)於(yu)客(ke)戶(hu),比(bi)如(ru)80%的基礎問題都可以在數據庫中得到解答,而更高級、更複雜的20%的部分就會由我們的高級科學家來完成。另一部分是通過深度挖掘數據,繼續優化工藝的範圍和速度。這一部分類似AIDD(人工智能新藥開發),通過AI先找到大概的方向再去實驗室中測試,這樣可以大幅降低成本。

Q:“首創平台“的核心技術原理是什麼?可否用易懂的方式描述下?

A:“首創平台”有兩個角度,一個是精密發酵和下遊提取,還有以大數據為基礎的CDMO平台。目前市場上絕大多數競爭對手還是專注在精密發酵以及如何與菌株結合方麵,這一塊占據了80%-90%的精力。在過去十年,合成生物學的產品在發酵環節結束後基本就結束了(比如二代酒精、食品氨基酸等),然而目前以及未來趨勢是以血紅蛋白為代表的新型的合成生物學產品精密發酵環節隻占到了總生產環節的50%,後麵還有細胞收集、細胞裂解、提純濃縮目標產品環節。

目前絕大多數的CDMO平台還沒有發展下遊工藝中的提取濃縮,不具有一整套服務,而這一塊恰恰是我們的優勢。我們已經意識到這一點並且依托Lawrence Berkeley實驗室去實現以及優化這個提取濃縮的過程。在zai下xia遊you工gong藝yi方fang麵mian,我wo們men具ju有you兩liang方fang麵mian的de優you勢shi。一yi是shi從cong技ji術shu上shang實shi現xian把ba目mu標biao蛋dan白bai和he脂zhi質zhi物wu提ti取qu出chu來lai,二er是shi把ba整zheng個ge過guo程cheng最zui優you化hua,隔ge離li垃la圾ji副fu產chan品pin以yi及ji降jiang低di生sheng產chan成cheng本ben。

Q:目前Boston Bio商業化方向包括哪些細分市場?

A:我們目前有四個細分市場。一是植物基市場,比如植物肉、蛋白和脂肪。這塊市場受關注度大,但其實對於Boston Bio來說是最小的一塊市場。二是香精香料市場,包括食品、化妝品和醫療行業。三是能源市場,包括酒精、丙酮、丁醇等產品的發酵效率以及產率的提升。四是API、新藥研發領域,這一塊類似CDMO,是一個比較大的市場。

我們預測公司未來2-3年的收入主要來自於植物基產品,未來3-5年隨著植物基產品逐漸成熟,客戶會過渡到香精香料市場,包括食品、化妝品和醫療行業。在5年之後,這四個細分市場會均衡發展,業務量會比較平均。

Q:目前看到行業麵臨的核心挑戰是什麼?

A:目前行業最大的問題是很多產品的生產在技術層麵已經實現了,但成本離達到最優還有很長的距離。從成本的分類來看,研發工藝條件直接決定了30%-50%的生產成本和設備使用效率,占比最高。其餘的原料供應,人工運營推廣費用各自占據約30%的成本。

Q:如何理解植物基和細胞基產品在替代蛋白技術路線上的區別和前景?

A:keyicongjishuchengshuduheshangyechengshudulianggejiaoduqulijie。duiyuzhiwujichanpin,jishuchengshuduyijingyoule,chanpinyijingkaifachulaile,danshimuqianchengbenhaishihengao。congguimoxiaoyingdejiaodulaikan,muqianzhiwuroushichangxiangbichuantongrouleideshichanghaishitaixiaole,chengbenheguimoshiyigexianyoujihaishixianyoudandewenti,shichangguimokuodahechengbenjiangdishixiangfuxiangchengdeguocheng,tadezengchangbushixianxingde,ershidengdaogefangmianjishudouchengshudeshihou,zhenggexingyedouhuijinrujiasufazhandejieduan。對於細胞肉市場,目前技術成熟度和商業成熟度都不高。從行業發展的角度來看,這也是逐漸發展成熟的過程,我們預測5-10年後才可能在超市中看到細胞肉平價產品。

Q:目前公司的基本團隊情況如何?接下來團隊擴充的計劃是怎麼樣的?

A:目前團隊隻有三位合夥人,其餘候選人還在評估階段。關於具體分工,聯合創始人Mert Sahin是德國漢堡大學細胞生物學博士,曾在 GE Healthcare 擔任首席營銷官CMO,負責歐洲和北美市場GE醫療設備、影像設備。另一位聯合創始人Ted Netland擁有MIT的MBA學位,主要負責財務和投資分析,曾在 Cambridge Associates 擔任分析師以及在Lever VC Advisers 擔任風險投資總監。我本人主要負責二代能源乙醇的發酵開發、生產及項目管理。我此前在 Motif擔任生物工藝總監直到今年 8 月,負責開發血紅蛋白的商業化生產工藝。在此之前,我曾在 ADM 工作過6年時間,擔任發酵項目負責人,負責生產和項目管理,以及參與了ADM投資部門的工作。

左為Ted Netland,右為Mert Sahin(來源:受訪人提供)

接下來團隊擴充主要集中在技術和運營兩塊,由於中試基地和實驗室的建設還需要時間,2023年預計不會擴充太多人,等設備開始正式運行之後,會招聘更多科學家。

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