近两年，中国的重组胶原蛋白产业可谓大火。资生堂、LVMH等国际巨头在国内密集出手，就连鸿星尔克这一运动服饰品牌也跨界布局了该赛道。2023年底，欧莱雅小蜜罐面霜第二代升级上市，相较于第一代“玻色因+胜肽”的卖点，该产品宣称首次添加重组胶原蛋白，并以该成分作为产品的最大卖点。
重组胶原蛋白赛道重磅新闻频发，意味着该赛道拥挤了吗？相反，相较于玻尿酸行业，这一赛道在国内目前还属于萌芽和迅速发展的阶段。Frost & Sullivan数据显示，预计到2026年，基于胶原蛋白的皮肤专业护理产品的市场份额将超过透明质酸；预计到2027年，中国胶原蛋白的整体市场规模将达到1738亿元，其中重组胶原蛋白产品的市场规模为1083亿元，占比62.3%。
虽然有巨大的蓝海市场等待企业去发掘和占领，但目前而言，重组胶原蛋白在原料、配方、纯度、产量、功效验证等方面都存在待突破的技术壁垒，导致其量产成本居高不下。合成生物学技术的加入，则有望为重组胶原蛋白领域带来既降本又增效的方法。根据华尔街见闻显示，预计2024年—2025年，国内相关企业才将逐步释放产能，改变胶原蛋白市场供不应求的格局，让该领域进入价格竞争新阶段。
而今天，杭州美琉生物科技有限公司（以下简称“美琉生物”）这家合成生物学企业，或将为大家带来不一样的行业现状与突破。
将行业价格降低近九成，
预计未来还可大幅下降
近日，美琉生物宣布先后完成16 kDa～120 kDa的多个人源III型胶原蛋白5吨罐“试生产”，依托毕赤酵母工程菌株实现了12～16 g/L的目的胶原蛋白分泌表达。美琉生物在重塑毕赤酵母细胞壁基础上，以胶原蛋白N-端结构域表面电荷为主要参数，通过机器学习策略实践了多个分泌信号肽的“自进化”以及信号肽与胶原蛋白密码子的“偶联优化”，最终实现了目的胶原蛋白在毕赤酵母中的分泌表达量提升。该产量是出发工程菌株的4～9倍，且产物含量跟纯度都在95%以上，售价仅万元每公斤（目前其市场售价约为8万/公斤）。依据工艺测算，未来该公司生产的人源III型胶原蛋白市售价格还有望再大幅下降。
美琉生物重组III型人源化胶原蛋白冻干纤维，图源美琉生物
美琉生物成立于2023年9月，是一家专注于开发并具备量产能力的合成生物学平台型公司，团队由浙江大学的顶尖科研人才组成，并具备丰富的科研和产业化经验。在团队的带领下，美琉生物在国内率先实现从研发到生产全链条技术覆盖，架构了“Mayliu-Technology Platform”，其独创的底盘细胞与基因元件库可按需精准设计、组装与改造，为迅速构建高效合成目标物质的“细胞工厂”提供基础资源、数据储备与技术迭代支撑。
一方面，美琉生物储备了超过70个独创的底盘细胞库及近5000个功能蛋白基因库；建立了匹配不同功能蛋白的丰富的正反馈调控、负反馈调控、间接正反馈调控、前馈调控等不同复杂程度的调控方式模型；且在功能蛋白与底盘细胞中迭代“设计－建造－测试－学习（DBTL） 循环”积累了丰富的经验与数据。
另一方面，美琉生物基于CRISPR-Cas、pG:ISSI等多种基因编辑工具，结合蛋白质工程、合成生物学及微生物生理工程等技术手段，在底盘细胞中快速实现代谢通路的构建和优化，形成工程菌株库，极大地提高获取目标生产菌株或菌群的成功率，全方位提升“细胞工厂”的合成效率。美琉生物研发目标物通过小试-中试-大规模工业试产等一系列工艺完善，最优菌株在基于数字孪生的数字化工业生产系统中快速量产，经分离纯化后，获取纯度高、活性好、质量稳定的目标物质，生产实现能耗低、污染低、碳排放低的“三低”控制。
美琉生物介绍，“研发人员储存大量的底盘细胞，需要结合产业进行长时间的积累，还需要对微生物的各种特性有全面了解。此外，基因元件库的构建也需要企业大量的数据和经验积累，才能够建造出表达活性较高、表达较稳定的目标物。”
这衍生出合成生物学目前存在的一大行业痛点：许多技术在科研端没有问题，但一旦推进到大规模量产环节，就会出现大量的卡脖子难题。
这是因为行业早期，在合成生物学领域，大量的研发资源主要集中在科研人员手中。科学家们更偏向于合成天然产物进行学术上的论文发表，对更进一步的产业化开发则较为缺乏。怎么从技术转化到量产放大、怎么进行商业化的投资与运营，都需要真正懂know-how的相关技术人员亲自参与和指导。
但这也恰恰是目前行业内的一大痛点，美琉生物告诉动脉网，“一个经验丰富的产业化人员，肯定需要对合成生物学的各个环节都很了解。就以发酵生产这一环节来讲，它看似简单，却是一个辛苦却漫长的过程，经常需要工作人员三班倒或通宵，长此以往在多次的放大生产中总结真正贴切产业的经验。该过程一旦操作不当，极有可能颗粒无收。所以能够培养出一个既懂科研又懂产业的人才真的很难。”
美琉生物用深厚的行业经验和高壁垒的技术平台，打破了上述种种痛点，成功合成了50多种多样化的产品，覆盖了消费、材料、医药、农业、工业等五大领域。不仅如此，美琉生物还开发了数个以上的产品系列，涵盖医美护肤、食品饮料、生物医药、基础材料、饲料、农化、替代蛋白、宠物食品等多个领域。除了已量产的人源III型胶原蛋白，美琉生物研发的第二代兼具皮肤创伤修复与医学美容的“超功能类人胶原蛋白”已完成了中试，近期也将开展动物实验，预计不久也将进入量产阶段。
内部团队经验超20年，
外部“倾听”下游的声音
在成功合成的数十种产品中，美琉生物将目光锁定在了具有高壁垒、高价值，且市场存量大的新材料，“例如人源化重组胶原蛋白，它目前在产业端的应用主要集中在美妆领域，在注射填充领域因为人源化产品机械强度不够，应用还较为受限。未来，作为合成生物学的新兴材料，一些超功能性的类人体胶原蛋白，将会进入更大的市场窗口期。胶原蛋白的‘功能属性’不仅仅是保湿、抗皱、美白等基础功能，胶原蛋白还应侧重于抗过敏、延缓衰老、皮肤修复、组织再生等特殊功能，因此，美琉生物的研发突破点是设计出全新的兼具上述属性的‘超功能类人胶原蛋白’，使其在医药、组织工程、化妆品、食品等各个领域的应用都能体现出其‘功能性’。”
整体来看，人源化重组胶原蛋白具有表达量大，水溶性好，生物活性高等优点，其性能优于动物胶原蛋白，在生物医用材料、美容化妆品、食品保健等领域有着广大的应用前景。但现有重组人源化胶原蛋白作为注射填充的功能性不强，其主要原因是该类材料无法在低浓度的条件下形成一定的力学强度。美琉生物开发的新型超功能类人胶原蛋白，可在低浓度条件下形成一定的支撑强度，达到良好的形状效果。
另一方面，美琉生物能够在成立不到半年时间内完成如此多的产业化突破，也强有力地印证了该公司不是一家“仅靠PPT讲故事”的企业。据悉，美琉生物的核心人员在合成生物学领域平均拥有超20年的科研和产业化经验，团队产品开发经验覆盖“0”－“100”全流程。不仅核心人员具有交叉互补且深厚的科研和产业经验，美琉生物整体也是一个以研发和技术转化为主导的多学科交叉团队，公司通过利用蛋白质设计、微生物发酵、分离纯化、人工智能等多学科的交叉融合、技术创新，完成合成生物领域中一系列核心技术与工艺的研发。
除了内部的团队力量外，助力美琉生物飞速发展的还有一个“外部原因”：美琉生物在产品立项之前，以及产品研发和生产全流程，都会与下游企业保持紧密的交流，通过产业链企业的反馈和市场的动态需求，来不断调整和优化其布局。美琉生物表示，“研发人员除了专心打磨技术和产品之外，还需要多倾听下游的声音，与市场不脱节，才能既快又好地生产出真正具有价值和需求的产品。”
更重要的是，基于目前储备的数十种产品，美琉生物后期可快速与产业内企业合作，共同推进行业发展。期待美琉生物基于合成生物创新科技，与更多产业内战略伙伴携手，持续作出突破，为市场开发出更多降本增效的新材料。
