文：生輝、莫十二

來源：iSynBio造物（ID：isynbio_zaowu）

ciqian
，disijiegongchengshengwuchuangxindahuijidierjiezhongguohechengshengwuxuexueshunianhuijishoujieyazhouhechengshengwuchuangxindahuizaishenzhenguangmingkexuechengchenggongjuban，bencidahuiyi“合成生物：未來生物經濟的引擎”為題。

蒙牛集團創投基金負責人高航出席大會並發表了精彩演講。以下為高航完整版演講內容，經少量編輯、修改後發出。

大家好，今天跟大家分享的是從傳統營養學到精準營養的發展，以及合成生物學可以如何助力精準營養。

營養學發展有四個階段：

階段一：維生素發現的大爆炸時代。在一、二戰時期，人類的營養非常匱乏
，使得人們更加關注營養素與疾病的關聯。B、C 族維生素
、維生素 D 等在這一階段被科學家們發現與研究；

階段二：脂肪
、碳水化合物爭論階段。二戰以後
，以美國為代表的國家開始研究碳水
、脂肪與健康的關係，並逐漸升級改造複合營養元素的製造；

階段三：膳食補充劑與慢性病。zaiqianfadaguojia，yingyangsuquefadaozhidejibingfashengrengshihenyanzhongdexianxiang，yincirenmenxiwangtongguoyixieshanshibuchongjilaijiangdiyingyangsuquefazaochengdejibing。erzaifadaguojia，manxingjibingfabinglvxianzhushangsheng，renmenrenweibuchongshanshibuchongjinenggouyouxiaodiyufangzhexiemanxingbingdefasheng；

階段四：證據積累，膳食模式。隨著大型前瞻性隊列研究、隨機對照試驗
、遺傳協作組的出現，隨著 BT
、IT 的發展，使得大數據
、人工智能大型隊列可以用在遺傳病和食品營養研究中。此時人們開始積累基於人群的營養證據，並利用遺傳工具來研究營養素
、食物和疾病可能有怎樣的因果關聯，並把焦點從營養素的研究轉向了膳食模式和食物整體。

以上就是營養學的大致發展路徑。

今天我們講到的精準營養，也稱為個性化營養幹預，是精準醫療在營養界的延伸
，即在綜合考慮個體遺傳特征
、腸道微生態
、代謝特征、生sheng活huo習xi慣guan以yi及ji生sheng理li狀zhuang態tai等deng因yin素su基ji礎chu上shang
，給gei與yu安an全quan高gao效xiao的de營ying養yang幹gan預yu，從cong而er實shi現xian有you效xiao預yu防fang和he控kong製zhi疾ji病bing的de目mu的de，包bao括kuo精jing準zhun的de營ying養yang元yuan素su補bu充chong和he醫yi療liao。

過(guo)去(qu)生(sheng)命(ming)健(jian)康(kang)領(ling)域(yu)最(zui)尖(jian)端(duan)的(de)技(ji)術(shu)集(ji)中(zhong)在(zai)治(zhi)療(liao)環(huan)節(jie)，未(wei)來(lai)將(jiang)更(geng)多(duo)關(guan)注(zhu)主(zhu)動(dong)健(jian)康(kang)管(guan)理(li)，此(ci)時(shi)需(xu)要(yao)通(tong)過(guo)攝(she)入(ru)食(shi)品(pin)的(de)方(fang)式(shi)來(lai)實(shi)現(xian)。從(cong)個(ge)人(ren)的(de)遺(yi)傳(chuan)因(yin)素(su)
、腸道微生態、代謝、生活習慣等等多方麵的因素來進行幹預，從而進行有效的疾病預防。隨著 BT、IT 的融合發展，以及機器學習、可穿戴設備的應用，我們可以精準獲取人體的生理數據，從而為精準營養帶來更大可能性。

根據瑞銀的統計
，2025 年精準營養的全球市場規模約為 13 億美元

，直到 2030 年，年複合增長率都在 50%—100% 以上，隨著底層技術的發展，我們認為 5 年以後
，精準營養將會是一個巨大的市場。

精準營養將從以下三個層麵逐漸實現
，分別為：初級的分層營養，試圖將具有共同特征（如性別、懷孕）的個人分組
，並提供適合每個群體的營養建議
；漸進的個性化營養，比分層營養更進一步

，主要基於生物學測量（如表觀遺傳學）提供適合個人的營養建議；精準營養，也是終極目標，結合個人的遺傳（生物學）
、環境和生活方式信息
，提供適合個人的營養建議。

實現個性化營養不僅需要信息的輸入和引擎（數據的收集和闡釋）
，即數據的準確性、時效性和非侵入性

，符合數據保護和監管；還需要輸出和參與（如何“指導”和如何監控）
，即改變行為。

一個人的生活方式、環境
、營養決策的製定將會反複驗證營養健康回路，並對其進行實時跟蹤
，最終會產生很好的輸出參數來對個體的精準營養進行指導。基於此
，個性化營養主要集中在量身定製的食物建議和/或基於維生素和礦物質需求的膳食建議。

目前國內外采取的有四種方法：

①個性化產品：產品是基於個人的數據完全定製開發的
，數據來源包括問卷答複、血液、微生物組或 DNA。

②個性化體驗：作為 DTC 電商平台的一部分通過數據信息導航量身定製選擇
，如“按目標購物”或飲食偏好。

③個性化選擇：具備 VMS 能力或原產地的品牌量身定製的單一成分（或組合）產品的一係列選擇。

④個性化的生活方式：通常將產品和硬件包含在一起，並且越來越多地以食品或飲料的產品形式交付。

在精準營養的產業鏈圖譜上有一條服務鏈。通過個性化的檢測
，如基因檢測、營養代謝檢測
、腸道生態和生理生化等得到健康大數據
，為每個人建立個性化健康檔案
；再通過檢測
、幹預
、跟蹤的手段，對其進行營養評價，之後通過代餐、配送

、一日三餐，或者還可以通過 3D 打印技術把需要的營養元素製作成美味的健康餐，從不同維度為人們的營養健康需求，提供個性化服務的精準營養解決方案。

具體有以下三大維度
，分別是：

①生理特征、生活方式分析及幹預：在膳食營養
、體力活動、睡眠節律和社會心理等方麵進行生活方式的幹預
；

②表觀型分析及幹預：在臨床體格檢查、標誌物檢測、代謝組學和蛋白質組學等多組分方麵做整合健康管理；

③通過基因型分析及幹預：將腸道微生物組學、表觀遺傳學和基因組學檢測結果與臨床指標做結合，從而進行精準營養的幹預。

在合成生物學的產業鏈圖譜裏
，底層是工具層（使能技術和基礎原料），包括 DNA 合成、DNA 測序、DNA 元件庫
、基因編輯（CRISPR-Cas9）

、工具酶/酶工程和模式底盤生物庫

，應用層麵與精準營養相關的是食品飲料、醫療健康行業。

那麼合成生物如何助力精準營養
？

第一
，在健康科技方麵
，比如數字療法和健康管理平台中，可以通過 DNA 合成、測序、大da數shu據ju機ji器qi學xue習xi等deng，在zai這zhe個ge領ling域yu得de到dao應ying用yong。需xu要yao說shuo明ming的de是shi，合he成cheng生sheng物wu學xue不bu僅jin是shi選xuan品pin，更geng多duo的de是shi健jian康kang服fu務wu的de意yi識shi以yi及ji是shi一yi個ge服fu務wu的de平ping台tai
，整zheng體ti來lai說shuo是shi一yi種zhong生sheng態tai係xi統tong的de搭da建jian
；

第二，在未來新產品方麵，可以把基因編輯、工具酶工程等技術應用於特醫食品、營養健康食品的研發中；

第三，在創新製造方麵，如生物基的材料、功能食品的創製等，都需要廣泛應用 DNA 合成技術
、模式底盤合成生物的技術，以上都需要突破合成生物學關鍵技術壁壘；第四，在新蛋白

、功能原料方麵，需要通過合成生物學中一些生物設計軟件和雲端生物鑄造廠等，來完成整個代謝通路的搭建，從而構建起較好的服務。

合成生物學在醫療板塊主要有以下三方麵的應用：

①基因治療
，基因治療涉及的多種關鍵組件，包括了含有目的基因的重組核酸、遞送載體

、基因編輯工具以及靶細胞。目前


，病毒載體仍舊是基因治療最主要

、最常用的遞送技術，尤以腺相關病毒（AAV）的應用最為廣泛。

②微生物療法，涉及微生態製藥、微生態疫苗、噬菌體療法等諸多方向。合成微生物群落在療法上也在不斷地取得進展，其已經被設計用於改善艱難梭菌感染

、自身免疫病、炎症性腸病治療和輔助癌症免疫治療等，這些群落在動物模型中取得了良好的效果。

③細胞療法，T 細胞、B 細胞
、NK 細胞，甚至紅細胞

，都被用作療法設計的對象。該方向上，CAR-T 無疑是最具代表性的合成生物學設計，嵌合抗原受體（CAR）是模塊化融合蛋白
，由細胞外抗原識別元件

、跨膜結構域和細胞內信號結構域所組成。而通過將 CAR 分子工程化改造進入 T 細胞當中，可以使後者具有額外的抗原特異性來重新定向靶細胞。

在醫藥、醫療健康板塊包括：

①人工智能先導藥物的發現與生產。利用合成生物技術改造的細胞也被應用到了與藥物相關的領域，代表性案例是“抗瘧疾藥物青蒿素前體的生物合成”。合成生物學也為發現新型抗癌藥物提供了全新的方法論。

②mRNA 藥物/疫苗的合成。目前主要有寡合苷酸藥物和 mRNA 藥yao物wu。此ci外wai
，還hai可ke以yi利li用yong合he成cheng生sheng物wu技ji術shu來lai重zhong編bian程cheng基ji因yin以yi產chan生sheng減jian毒du病bing毒du
，活huo體ti的de減jian毒du脊ji髓sui灰hui質zhi炎yan病bing毒du疫yi苗miao的de成cheng功gong構gou建jian便bian是shi其qi中zhong的de典dian型xing案an例li。

③體(ti)外(wai)檢(jian)測(ce)。利(li)用(yong)合(he)成(cheng)生(sheng)物(wu)學(xue)工(gong)具(ju)層(ceng)和(he)平(ping)台(tai)層(ceng)

，可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)精(jing)準(zhun)的(de)體(ti)外(wai)檢(jian)測(ce)。采(cai)用(yong)個(ge)性(xing)化(hua)診(zhen)斷(duan)以(yi)識(shi)別(bie)從(cong)健(jian)康(kang)到(dao)疾(ji)病(bing)的(de)最(zui)早(zao)轉(zhuan)變(bian)
，以(yi)及(ji)在(zai)疾(ji)病(bing)顯(xian)現(xian)之(zhi)前(qian)采(cai)取(qu)可(ke)以(yi)逆(ni)轉(zhuan)病(bing)理(li)生(sheng)理(li)變(bian)化(hua)的(de)預(yu)防(fang)措(cuo)施(shi)。這(zhe)種(zhong)策(ce)略(lve)包(bao)括(kuo)對(dui)個(ge)人(ren)進(jin)行(xing)深(shen)入(ru)的(de)表(biao)型(xing)分(fen)析(xi)，並(bing)結(jie)合(he)數(shu)據(ju)采(cai)取(qu)行(xing)動(dong)來(lai)改(gai)善(shan)健(jian)康(kang)狀(zhuang)況(kuang)，避(bi)免(mian)或(huo)減(jian)輕(qing)疾(ji)病(bing)軌(gui)跡(ji)。

在食療保健板塊包括：

①精準合成高質量低成本的食品原料：比如利用微生物
，如酵母、細菌或酶發酵產生特定的食物分子，並生產動物性食品

，如肉類

、乳製品。美國植物肉品牌 Impossible Foods，其主營產品人造肉便是基於 DNA 合成、DNA 組裝、遺傳元件庫建設以及基因線路設計來改造優化巴斯德畢赤酵母菌種
，將其生產的大豆血紅蛋白添加到人造肉餅中改善漢堡風味。

②精準合成關鍵功能性營養因子：隨著越來越多的功能性食品代謝途徑被闡明，合成生物學已廣泛應用於類胡蘿卜素（如番茄紅素、β-胡蘿卜素和蝦青素）、甲萘醌-7（維生素 K2）、葉黃素和母乳低聚糖（HMO）等功能性食品的生物合成。

③精準合成食品風味物質：通過微生物來生產香料、甜味蛋白和甜味劑

，用細胞工廠生產甜菊糖苷
、阿洛酮糖等天然甜味劑及檸檬烯、香蘭素等香料產品。

來自全球的新興技術公司、國際乳品巨頭、國內巨頭都在合成生物學方向有布局。比如在精準營養上的布局
，以 BASF
、IFF、雀巢為主的國際巨頭都有相關動作。

BASF 是shi世shi界jie著zhu名ming的de化hua工gong企qi業ye，近jin幾ji十shi年nian也ye在zai中zhong國guo布bu局ju營ying養yang健jian康kang的de技ji術shu，比bi如ru與yu湯tang臣chen倍bei健jian展zhan開kai戰zhan略lve合he作zuo
，共gong同tong致zhi力li於yu開kai發fa精jing準zhun營ying養yang解jie決jue方fang案an
，推tui出chu了le係xi列lie精jing準zhun營ying養yang測ce試shi服fu務wu

，包bao括kuo眼yan健jian康kang-黃斑色素檢查和葉黃素精準營養解決方案
；

IFF 主要專注於益生菌與營養健康；DSM 以營養功能為主，近 10 年在全球做了廣泛的投資布局和並購布局，至今已經投資了從事營養、3D 打印
、生物醫學等方向的初創公司，重點關注人造肉、替代蛋白、香精香料、有益菌群、防腐劑等等領域；

雀巢重點關注生命科學以及底層技術

，在臨床醫藥和臨床營養做了布局
，希望先從臨床上進行精準營養的突破，專注於兒科疾病
、老年、重症/外科疾病
、腦健康、代謝性疾病和消化疾病六大治療領域，目前雀巢已經往醫療健康、主動健康方向做轉型升級了。

在國內，華大基因作為精準營養的先行者，有著大數據、大平台的優勢，以及先進成熟的基因測序技術
，為個性化營養服務提供了堅實的基礎，打造了從檢測到幹預的精準營養健康管理閉環。

湯臣倍健聯合京東健康，依托大數據實現 C2M 反向定製
，以用戶為中心，根據用戶的個性化需求組織生產，不斷優化京東專供產品。

華東醫藥與安琪集團成立的美琪健康將推進以微生物技術為基礎的營養健康食品原料和個人護理功能原料等大健康產品研發
、生產和銷售。目前華東醫藥也在持續布局司美格魯肽降糖減肥的產品。

對於行業的未來發展，我們有以下幾點展望:

1、合成生物學可以通過基因編輯、蛋白質工程等技術，創造出新型蛋白質和新型代謝產物，解決傳統營養解決不了的問題
，為健康個性化定製提供更多的可能；

 2、hechengshengwuxuezaiyingyangjiankangdeyingyongxuyaodaliangshujudezhichi，zhexieshujukeyitongguoxianjindejisuanjimonihejiqixuexijishulaichulihefenxi
，congershixiangengjiajingzhundeyingyanghejiankangganyu；

 3、營養加工設備商會有很好國產替代的可能，國產替代可以把營養品的成本降低

，這也是未來合成生物學助力營養健康的一大板塊；

 4

、合成生物技術已經成功地應用於植物和動物組織培養、腸道微生物組
、蛋白質改良等多個領域。未來，還將有更廣泛的應用以滿足不同的營養需求。

整體來看合成生物學與精準營養結合有以下幾點：

1、合成生物學促進大健康發展。在慢性病領域，合成生物學公司的 2.0 版ban本ben可ke能neng不bu是shi做zuo原yuan料liao的de，而er是shi提ti供gong健jian康kang解jie決jue方fang案an的de公gong司si。從cong基ji因yin檢jian測ce一yi直zhi到dao製zhi造zao管guan線xian

，這zhe樣yang可ke以yi形xing成cheng一yi個ge很hen好hao的de服fu務wu閉bi環huan，而er不bu是shi簡jian單dan的de商shang業ye閉bi環huan；

2、youhuashipinheyinliao。liyonghechengshengwujishu，tongguojingmifajiaodexingshi
，gailiangshipinheyinliaodekouganheyingyangchengfen，yimanzurenmenduigezhongshiwuheyinliaodexuqiuheqiwang，zhejiangshirenmenyougengduogengjiankang、更營養豐富的選擇
；

3、加(jia)速(su)創(chuang)新(xin)與(yu)推(tui)廣(guang)。合(he)成(cheng)生(sheng)物(wu)學(xue)還(hai)需(xu)要(yao)充(chong)足(zu)的(de)人(ren)才(cai)梯(ti)隊(dui)，從(cong)大(da)的(de)商(shang)業(ye)邏(luo)輯(ji)來(lai)看(kan)，合(he)成(cheng)生(sheng)物(wu)學(xue)還(hai)處(chu)在(zai)起(qi)步(bu)階(jie)段(duan)
，未(wei)來(lai)希(xi)望(wang)大(da)量(liang)的(de)大(da)健(jian)康(kang)或(huo)者(zhe)商(shang)業(ye)人(ren)才(cai)進(jin)入(ru)這(zhe)個(ge)行(xing)業(ye)
、更好的品牌商進入這個領域


，從而能夠給消費者、患病人群、慢病人群更多的選擇

；

4、取得更好的成果。隨著大數據越來越發達
，IT、BT 的融合，ChatGPT 的發展
，這些技術都將在大健康服務裏麵占據一席之地。通過人工智能手段可以獲取到消費級的數據，同時通過 DNA 表觀遺傳學的檢測得到一些數據，給大家提供更好的健康服務
，從而幫助做出更加準確的預測和更加精細的幹預
，並達到更好的效果。

整個精準營養和合成生物學也麵臨一些挑戰和問題：

首(shou)先(xian)在(zai)監(jian)督(du)管(guan)理(li)方(fang)麵(mian)
，需(xu)要(yao)建(jian)立(li)相(xiang)應(ying)的(de)監(jian)管(guan)管(guan)理(li)機(ji)製(zhi)，加(jia)強(qiang)技(ji)術(shu)標(biao)準(zhun)製(zhi)定(ding)和(he)執(zhi)行(xing)情(qing)況(kuang)的(de)審(shen)查(zha)，確(que)保(bao)所(suo)有(you)產(chan)品(pin)和(he)服(fu)務(wu)都(dou)符(fu)合(he)真(zhen)正(zheng)的(de)營(ying)養(yang)需(xu)求(qiu)和(he)環(huan)境(jing)考(kao)慮(lv)，所(suo)以(yi)在(zai)這(zhe)方(fang)麵(mian)我(wo)們(men)要(yao)有(you)前(qian)瞻(zhan)意(yi)識(shi)；

其qi次ci在zai費fei用yong成cheng本ben方fang麵mian
，由you於yu研yan究jiu需xu要yao巨ju額e資zi金jin投tou入ru，而er且qie生sheng產chan成cheng本ben可ke能neng較jiao高gao，使shi得de相xiang關guan技ji術shu難nan以yi普pu及ji到dao廣guang大da民min眾zhong中zhong，所suo以yi社she會hui化hua資zi本ben和he民min間jian資zi本ben的de參can與yu也ye非fei常chang關guan鍵jian；

接(jie)著(zhe)，在(zai)知(zhi)識(shi)產(chan)權(quan)方(fang)麵(mian)
，隨(sui)著(zhe)行(xing)業(ye)持(chi)續(xu)發(fa)展(zhan)，我(wo)們(men)如(ru)果(guo)做(zuo)出(chu)海(hai)的(de)業(ye)務(wu)
，就(jiu)會(hui)跟(gen)國(guo)際(ji)上(shang)的(de)巨(ju)頭(tou)公(gong)司(si)進(jin)行(xing)競(jing)爭(zheng)，所(suo)以(yi)在(zai)知(zhi)識(shi)產(chan)權(quan)上(shang)要(yao)做(zuo)更(geng)好(hao)的(de)設(she)計(ji)和(he)保(bao)護(hu)措(cuo)施(shi)
；

最後要強調的是，合成生物學是環境安全、綠色生物製造的新技術

，未來國家一定會大力支持這個領域。