生物制造5.0到底长啥样？实探华熙生物天津工厂 | 追寻新质生产力
本报（chinatimes.net.cn）记者陈岩鹏 天津报道
在追求可持续发展的全球浪潮中，生物制造以其独特优势，正逐步成为推动社会进步的新质生产力。6月28日，由华熙生物自主建设的生物制造5.0科技馆在天津正式开馆。作为全球首座生物制造领域的科技馆，这是华熙生物继成功打造透明质酸博物馆、合成生物科学馆后，建设的第三座产业展馆，它的落成不仅将助推生物制造产业的发展进程，也为社会公众提供了一个深入认知生物科技的重要窗口，标志着华熙生物再度从产业引领向文化引领的前沿迈进。
在生物制造5.0科技馆开馆当天，华熙生物医药级中试生产线也正式建成投产。加之此前已建好的护肤品级以及食品级中试生产线，华熙生物的中试成果转化平台实现全面建成。该中心占地30000 平方米，拥有64条中试生产线，通过“模块化”和“抽屉式”的先进理念优化中试环节，可承接医药级、护肤品级、食品级等多种生物活性物原料产品的中试及小规模商业化生产，堪称全球最大的中试成果转化平台。
据了解，该中心不仅致力于推动华熙生物内部研发成果的中试转化，更以“平台化”模式向全社会开放，提供生物制造的中试转化服务。这一里程碑式的进展，将为中国产学研一体化注入新活力，成为打破科技与产业壁垒的关键力量，并有望推动以合成生物为代表的新质生产力蓬勃发展，为实现“双碳”目标奠定坚实基础。
华熙生物董事长兼总裁赵燕表示，作为以合成生物为支撑的生物制造公司典型代表，华熙生物是为数不多具备“研发创新能力、中试和产业转化能力、市场转化能力”三力合一的合成生物全产业链企业。在生物制造领域，除了研发环节外，中试和产业转化环节尤为关键。此次投产的医药级中试生产线，不仅是华熙生物战略部署的一部分，更是实现产业赋能和产学研一体化的核心关键。
未来，华熙生物将以生物制造5.0为核心引擎，不断引领生物制造技术的革新浪潮，通过持续拓宽生物制造的应用领域，最终助力人类迈向更加智能、高效、环保的未来。
实探生物制造5.0科技馆
6月28日，《华夏时报》记者来到华熙生物天津厂区，“生物制造5.0科技馆”几个白色大字映入眼帘。
据介绍，这座占地面积超过1000平方米的科技馆，以“生物制造，开创无限未来”为主题，精心设计了五大展览单元，包括“资源获取方式的演变”“连接未来的关键-生物制造5.0的DNA「四链融合」”“迈入未来之境-「BT」与「IT」的融合”“连接未来的「奇点」”以及“对未来的期许”，通过运用一系列先进的可视化技术和富有创意的展示手段，生动描绘了生物制造产业的发展轨迹，展示了其广阔的发展前景，以及这一产业对环境和人类未来的深刻影响。
通过观摩，记者了解到，作为一种更加绿色可持续的资源获取方式，生物制造颠覆了传统通过动植物提取、石化工业的资源获取方式，是改善人类生存环境的理想方案。
现场的讲解员说，随着科技的发展，人类经历了从生物制造1.0的“利用天然菌群自然发酵”技术，到生物制造2.0的“单一菌种定向发酵”技术，到生物制造3.0的“诱变育种技术”，再到生物制造4.0的“基因工程技术应用”，每一次技术革新都推动了生产效率的提升和产品线的丰富。进入21世纪后，合成生物学的形成与人工智能的崛起，尤其是ChatGPT等模型的出现，引领我们走向生物制造5.0的新时期，其中合成生物学与人工智能的结合将极大地加速微生物菌种和酶的创制能力，预示着生物制造全新时代的到来，为生物制造技术再次飞跃提供了可能。
生物制造5.0科技馆为参观者提供了深入了解生物制造原理与应用的平台，并带来一场生动的体验之旅，从“选择领域、创建细胞工厂，到功能测试评价、柔性中试生产，再到超级智能中枢以及产业合作共赢”，全面展示生物制造5.0的产业风貌。其中，“超级智能中枢”作为核心，不仅能够优化实验菌种，还作为面向全产业开放的综合平台，助力华熙生物构建了从研发到商业应用的全产业链合作模式，推动生物制造5.0的生态闭环发展。
随着合成生物学与人工智能的深度融合，生物制造5.0时代正迎来前所未有的发展机遇，为人类社会的可持续发展注入新的活力。而连接人类未来的关键，国家已通过“加强企业主导的产学研深度融合，强化企业科技创新主体地位，推动创新链、产业链、资金链、人才链深度融合”的政策给出了答案。
据了解，创新链由一系列技术创新环节构成，是推动产业向前发展的关键，在生物制造5.0时代，合成生物技术已经打通了从理论构想到设计思路、从技术发现到成果转化的整个创新链流程。但要将合成生物技术层面的突破转化为产业化应用，中试环节作为创新链和产业链的链接者，在其中则发挥着关键作用。
六年磨一剑，“平台化×柔性化”双创新引领产业转化发展
参观完科技馆，记者又来到华熙生物全球最大的中试转化平台。据了解，华熙生物自2018年启动中试成果转化中心建设，2021年护肤品及食品级中试成果转化车间投产使用，2024年6月医药级中试成果转化车间竣工投产，代表着整个中试成果转化中心全面建成。六年磨一剑，数十亿资金投入，华熙生物打造了以合成生物制造为定位，目前全球规模最大、涵盖领域最广泛的中试成果转化平台。该平台囊括了从发酵、纯化到精制的全工艺流程，旨在为技术成果转化提供高效可靠的工艺支持与全面解决方案。
赵燕表示，投资建设全球最大的中试转化平台是公司的重要战略部署，是实现产业赋能、打通产学研的核心关键，也将进一步提升华熙生物在供应链控制中间环节的关键纽带价值。
据介绍，该中试成果转化平台可以通过实施成果转让、合作开发以及委托中试（生产）等多种合作模式，积极为高校、科研院所、各类企业、投资机构以及公共基础服务业提供中试熟化、试验验证、检验检测等一系列服务，助力推动科研成果的产业转化和市场转化。赵燕指出，“华熙生物致力打造中试成果转化平台成为‘产学研’一体化的示范平台基地。”
值得关注的是，华熙生物的中试转化平台具有两大创新特点：“平台化”和“柔性化”。
“平台化”特性体现在从“菌种培养到终端产品”的合成生物全产业链的深度支持，能够为众多物质提供中试解决方案，从而加速科研成果的商业化进程；“柔性化”则体现在通过模块化设计和抽屉式灵活组装，适用于不同性质、不同工艺的流程切换，实现多产品、多流程、多形态及多单元间高效转换和生产。该设计大大提高了设备利用率和生产效率，更提升了生产的应变能力，充分满足研发个性化、多样化的需求。
此外，华熙生物的中试平台不仅拥有服务定制化、智能化、标准化等特性，还独具匠心地建设了全球首座具有公益科普属性“生物制造科技馆”，这一举措旨在积极推动合成生物技术的科普与推广工作，让更多的人能够深入了解并从中受益于这一前沿科技。
图：华熙生物中试成果转化中心
推动全产业合作，全面架起科技成果转化平台
在我国，科技成果转化率低是一个亟待解决的问题。数据显示，欧美发达国家的科技成果转化率高达75%以上，其中实现产业化的占比约50%，而我国的科技成果转化率仅约为10%。
记者了解到，科技成果的真正价值在于能够成功转化为社会生产力。从科研成果的孕育到其最终实现产业化，这一过程需要历经理论研究、中间性试验（中试）以及产业化三个关键阶段。高校和科研院所在前两个阶段扮演着核心角色，他们负责从0到1的物质发现，或是从毫克级到克级或者公斤级的实验成果。而后，企业则凭借其在产业转化方面的经验和实力，承接这些科研成果，进行从公斤级到吨级的工艺放大和应用开发，并最终完成从吨级到更大规模的生产制造和市场转化。在整个过程中，中试阶段尤为关键。科研成果只有经过中试的严格筛选和验证，才能顺利过渡到产业化生产阶段。因此，科研成果能否成功实现产业化，主要取决于中试的成败。
作为生物制造的前沿技术，合成生物技术具备巨大的市场潜力和战略意义，也是契合新质生产力发展的绿色科技。然而，对于大部分科研机构来说，他们并没有足够的资本和能力去完成合成生物科研成果的中试。从科研成果到产业应用的转化过程中，中试环节的高成本和复杂工艺成为制约发展的瓶颈，甚至被称为合成生物产业化过程中的“死亡之谷”。
如通过合成生物技术获得的胶原蛋白、麦角硫因等这些生物活性物质，其中试环节主要包括“发酵、纯化、精制”三大模块，涉及10余个细化环节和工序，且每种物质对中试环节各模块的设备组成和标准不同。特别是合成生物技术在医药等领域被广泛应用，对中试环节的要求极高，工艺更复杂，投入成本大，使得中试成功的概率大大降低。
业内人士指出，尽管理论上全球60%以上的重要化学品、燃料、天然产物及原材料等都可以通过生物合成的方法得到，但现实中真正实现的生物合成制造却不到6%。“6％与60％”这一巨大的数字鸿沟，正是合成生物技术在科研成果与产业转化之间所面临的严峻挑战，急需具备强大产业转化能力的企业来引领突破。
图：中试平台指挥中心
华熙生物全球最大中试转化平台的全面落成，旨在填补合成生物技术发展过程中的“产业转化”鸿沟，为长期困扰合成生物产业发展的瓶颈提供了可行的解决路径。华熙生物作为国内少有的集“研发创新、中试及产业转化、市场转化”三力合一的合成生物全产业链公司，凭借强大的中试成果转化平台，2023年已开展了原料及合成生物研发项目共计132项，其中超纯麦角硫因、微真、重组Ⅲ型人源化胶原蛋白、脂肽等原料产品已上市，红景天苷、肌肽、人乳寡糖等物质完成“中试”。
对比如酿酒用天然菌群自然发酵的“生物制造1.0”时代、如味精谷氨酸钠“单一菌种定向发酵”的2.0时代、如诱变育种技术的“生物制造 3.0”时代、如基因工程技术应用的“生物制造4.0”时代，“生物制造5.0”时代以合成生物学技术应用结合人工智能赋能，即BT（biotechnology）+IT（Information Technology）加快了智能智造。
华熙生物计划依托其全球最大的中试转化平台，实现全面技术共享与全产业合作，不仅能帮助科研机构等验证技术可行性，精确核算成本，还为企业提供专业优化建议，共同推动产业合作共赢，构建起一个高效、协同的产业化生态闭环，将有力推动生物制造进入5.0时代。这将是新技术、新产业对传统制造方式的革命性超越，预计能将碳排放降低超过50%。
在生物制造的全球竞技场中，合成生物技术已成为关键制高点。华熙生物全球最大的中试转化平台的全面落成，无疑将我国合成生物制造的中试与产业转化能力提升至新高度，强化我国在全球合成生物领域的核心竞争优势。作为我国生物制造领域的重要里程碑，该平台将为新兴生产力的蓬勃发展注入源源不断的活力，为实现“双碳”目标提供强有力支撑。
见习编辑：邓舟羽 主编：陈岩鹏
