合成生物学快讯2020年第5期：英国工程生物学的优先发展事项

来源：上海市生物工程学会

本文由中国科学院上海营养与健康研究所 战略情报团队供稿

英国皇家工程院：英国工程生物学的优先发展事项

编者按：2019年底，英国皇家工程院通过研讨会和与利益相关者的交流，对适合英国的“工程生物学”定义进行了探讨，同时，总结了英国工程生物学的发展现状和面临的挑战，并为英国工程生物学未来的转化和产业应用提出了4个方面的行动建议。

英国皇家工程院的报告对工程生物学的定义涵盖了整个创新通路；从研发进展，特别是在合成生物学领域，通过工业生物技术渠道，到最终提供新的、商业上可行的解决方案，包括应对社会需求和挑战的解决方案。在这种情况下，工程生物学有潜力支撑和改造世界范围内的生物经济。图1展示了本报告研究背景下的工程生物学原理。

图1 本报告研究背景下的工程生物学原理图

研究采用的是工程生物学的整体视角。关注点不仅在于支持一项技术或产品，也不局限于终产品或工艺流程。一个创意成为有价值和成功的终产品所需要经过的过程、机制以及社区也具有关键意义。在工程生物学领域，公司可以采用很多路线及一整套机制来促进这些变化。绿色箭头代表目前从学术研究基地涌现出来的越来越多的初创企业和衍生企业。白色虚线箭头表示合成生物学已建立的成熟公司也有很大发挥空间。

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英国工程生物学面临的挑战

（1）尚未形成规模的公司

英国逐渐建成了年轻、充满活力、不断成长的工程生物学初创公司和衍生公司集群，其中包括2000-2016年间的146家合成生物学初创公司。除少数外，这些公司都被归类为中小型企业，但绝大多数是小型企业（11-50名员工）或微型企业（10名员工或更少）。其中许多公司仍处于发展初期，尚未盈利。为了加速增长，他们需要证明自己的技术、确定合适的客户和市场、独立或通过与现有大公司的合作来实现发展。

（2）大型企业未充分利用工程生物学实现其潜力

工程生物学作为一种极具颠覆性的技术，有潜力对许多现有行业的产品和工艺进行彻底重构。工程生物学可能影响的行业范围很广，因此，英国具有巨大的、未实现的转型增长潜力。为了采用新的颠覆性技术，公司必须确信从新型投资中的获益不仅会超越现有的方法，而且也要超过沉没投资（sunk investment）。英国发布的生物经济战略也认识到将生物技术引入整个英国工业从而创造更具可持续性未来的潜能。

（3）对转化的关注不够

在英国，人们普遍认为对合成生物学转化和商业化的支持和关注不足并且不连续。尽管就学术研究指标而言，英国公共部门对该领域的投入十分可观，但是，仍然需要确保对研究进行产业相关性评估，在适当情况下进行转化，对所涉及的时间尺度采取更务实的方法。

（4）对工程生物学公众接受度的关注

公众对工程生物学产品和公司的接受程度也是其成功的关键。负责任的研究与创新（RRI）在学术界是公认的标签，但在商业领域并没有那么普遍。而20世纪90年代关于基因修饰辩论留下的负面影响，可能会继续引起公众的担忧，从而潜在地影响技术的投资。

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行动计划相关建议

（1）立即行动，提高英国发展工程生物学业务的能力

a）增加发展、商业化和规模化的风险资金

英国在创新和研发的“开发”方面存在历史性投资不足的问题。对工程生物学而言，旨在支持转化阶段的资助机制，工业生物技术催化剂的支持是断断续续，带来的不确定性也影响了商业参与和投资的信心。政府对创新和发展的支持在降低投资风险、弥补私营投资资金缺口方面具有关键作用。创新英国（Innovate UK，IUK）应该提供预算，帮助解决英国在研发（R&D）的“开发”方面的历史性投资不足问题，并在先前建立的基础上制定工程生物学领域的特定计划。

私营部门的投资对帮助公司扩大规模至关重要。政府有很多利用杠杆刺激私营投资的权利，包括能够影响投资者行为的高效机制。种子企业投资计划（SEIS）和企业投资计划（EIS）为改善投资机会作出了重大贡献，英国政府在企业成长基金（BGF）方面也发挥了重要作用。有这些成功先例奠定的基础，政府应最大限度地利用好私营投资。

涉及到的相关机构和组织：英国研究与创新基金会（UKRI），创新英国（IUK），种子企业投资计划（SEIS），英国财政部（HMT）等。

b）支持公司获得专家指导和转化基础设施

公司往往低估了他们的技术获得商业成功所需的时间、成本等。而支持技术拓展活动，包括访问技术专长、指导以及相关设备，是公司以降低风险的方式证明其技术所必要的。这些设施还可以提供商业指导。英国已经进行了重大投资建立CPI（工艺流程创新中心）等设施。然而，对于缺乏时间和资金的公司，特别是中小企业来说，访问这些设备存在一定困难。

早期介入转化基础设施的价值应该由合成生物学研究中心（SBRC）、其他研究中心及领导理事会进行，知识转移网络（KTN）发挥明确的作用并动员其他各方。为了使工程生物公司能够更容易地扩大规模，应该对它们进行支持，使它们能够获得商业、技术方面的专家指导以及使用转化基础设施。激励计划，例如创新凭证，可用于鼓励和促进中小企业访问转化基础设施。

涉及到的相关机构和组织：英国研究与创新基金会（UKRI），创新英国（IUK），种子企业投资计划（SEIS），研究基地，创新中心，知识转移网络（KTN）等。

c）提高对创新支持的意识和简化系统导航流程

英国为公司提供了一系列创新支持机制。创新英国（IUK）是主要来源；此外，许多其他公共部门也提供支持，包括研究理事会、独立政府部门、地方企业合作社（LEP）和增长中心等，因此，形成了复杂的创新支持生态系统。创新是一个复杂的非线性过程，所以生态系统的复杂性并不奇怪，并且在某种程度上可能是不可避免的。系统的复杂性也使得政府很难从整体角度来看待其创新支持。

降低复杂性、简化系统导航、联系可以从创新支持中获益但尚未如此进行的公司和创业学者，将有助于提高工程生物学的成功率。为了实现这一点，UKRI应该“隐藏线路”并提供简单的单用户界面，引导公司在政府系统中获得最有利的支持。同时，利用数据分析，开发涉及创新支持各方连贯沟通的方案，提高政府支持服务的意识。最后，创新英国应该与领导理事会和KTN合作，靶向那些可以从创新支持中获益最多的公司。

涉及到的相关机构和组织：英国研究与创新基金会（UKRI），创新英国（IUK），种子企业投资计划（SEIS），创新中心，知识转移网络（KTN）等。

（2）刺激和激励企业与高校进行高效、灵活的合作

a）增加灵活的小规模、短期融资，从而支持试点创意项目

对于工程生物学来说，高校和企业快速应对商业需求的少量且灵活的资金，可以迅速降低创意风险并进行试点，进而确定是否需要更大规模的合作。最关键的是，如果资金能够及时到位，那么创意或许可以与行业时间表保持同步。研究理事会的影响加速账户（IAA）和英国的高等教育创新基金（HEIF）都是此类活动资金的重要来源。工业生物技术创新中心（IBioIC）还提供项目资金并为转送其他资助机构提供便利，目前支持着130多家公司。为工程生物学维持和增加灵活的小规模、短期资金的可用性是确保试点创意商业潜能所必需的。

涉及到的相关机构和组织：英国研究与创新基金会（UKRI），创新英国（IUK），创新中心等。

b）加强产业界和工程生物学学术研究基地间的联系

加强产业界与工程生物学研究基地间的联系将增加其商业化的机会。需要采取各种不同的形式增强联系，帮助学术界的工作人员和学生有机会获得行业相关技能，增强高校与具有拓展潜能的公司有效的关联。作为全英国范围的网络，合成生物学研究中心（SBRC）与卓越研究中心合作，利用整个研究网络加强行业联系。SynbiCITE作为实现合成生物学商业化的国家中心已经在该领域扮演着重要角色，目前也正处于一个可以设计商业化战略的阶段。

涉及到的相关机构和组织：学术、商业、研究基地、创新中心等。

（3）使工程生物学更容易访问，确保企业、政策制定者和公众了解可能的机会

a）传播和推广工程生物学应用及其解决方案

当与商业、终端用户及政策制定者沟通时，专注于工程生物学应用及其能解决的产业问题更有意义。销售解决方案，而不是复杂的技术，需要进行信息传递的转换，即需要采用一种与学术界常用术语联系不那么紧密的语言。同样地，工程生物学及其应用在解决政治和社会挑战中的作用应该重新得到公众和政策制定者的关注。

涉及到的相关机构和组织：学术、商业、合成生物学领导理事会（SBLC）、工业生物技术领导论坛（IBLF）等。

b）加强合成生物学领导理事会和工业生物技术领导论坛的合作

有许多与工程生物学相关的不同学科和行业部门。有效的沟通和资源配置是关键。不同群体为了相互理解和高效合作，需要“说对方的语言”并了解对方的文化。弥补合成生物学与工业生物技术两个领域之间的差距，将最大限度地实现工程生物学的发展与应用。例如，工业生物技术团队可以应用工程生物学方法并通过市场拉动技术，而合成生物学团队为工业生物技术带来挑战从而进行创新，并可能为他们产品、工艺和服务找到客户。应该支持工业生物技术领导论坛（IBLF）和合成生物学领导理事会（SBLC）实现彼此更有目的地交流以及与其他相关部门团体的联系，包括医药制造业伙伴关系（MMIP）、化学理事会、食品与饮料理事会，以及农业技术部门。

涉及到的相关机构和组织：学术、商业、合成生物学领导理事会（SBLC）、工业生物技术领导论坛（IBLF）、相关部门等。

（4）立即采取行动，通过长期投资维持英国在工程生物学领域的全球领先地位

制定一个可持续的计划以支持合成生物学研究基地，包括SBRC和其他关键的转化基础设施

新的基础设施和基地需要时间完善才能实现其业务能力。在过去六年间，英国主要的合成生物学关键基础设施已经建立，包括7个SBRC、5个DNA铸造厂、1个知识与创新中心（SynbiCITE）以及博士培训中心，还有其他卓越中心。这些基础设施已经完成建立和启动阶段，并投入运行。现在需要新的计划以确保它们的可持续性，重点就在于行业转化和合作关系，在向现有设施提供竞争基础的同时，也允许新的参与者参加竞争。

涉及到的相关机构和组织：种子企业投资计划（SEIS），英国研究与创新基金会（UKRI），创新英国（IUK），知识转移网络（KTN），研究基地，创新中心等。