细胞“打工”造万物 解码生物制造的产业潜能

生物制造，是“十五五”规划《建议》提出的六大未来产业之一。什么是生物制造？它又能干什么？比如细胞，它无时无刻不在进行新陈代谢，吃下食物，然后把代谢的产物排出体外，这是大自然的精妙设计。但今天，人类已经开始掌握其中的奥秘，把它变成了工业生产的一个环节。生物制造，就是科学家们把这些微小生物体的内部，变成一个小工厂，吃下原材料，生产出我们需要的产品，比如把秸秆变成环保材料，把二氧化碳变成饲料蛋白，把贝壳做成牙齿修复材料。这不是一个变魔法的过程，而是以生物工程、基因工程等科学技术为源头到工业化生产的一个完整产业链。

衣服、药品、吸管，这些东西看起来似乎有些普通，但这些产品却有些不同，它们的生产都属于一个大产业，生物制造。

生物制造，简单来说，就是利用生物体，比如微生物、动植物细胞等自身的生理代谢，让它们“吃下”原材料，代谢出人们需要的材料。以工业生物技术为核心，结合工程学原理进行产品规模化生产。

清华大学合成与系统生物学中心主任 中国生物工程学会理事 陈国强：生物制造最终理解就是养细胞，大部分是养微生物，有些养植物细胞、动物细胞。保持温度、pH值，给它足够的“粮食”，比如用二氧化碳，还有一些秸秆水解物，或者是餐厨废料水解物，微生物就可以给我们制造材料、燃料、食品、药品、化学品甚至化妆品。

专家的意思，就是让细胞来给人类打工，生产我们想要的东西，这听起来似乎有些科幻，但其实早在20世纪初，人们就从青霉菌中发现了青霉素，通过大规模培养开始了抗生素的生产。细胞到底怎么生产呢？我们到生物制造企业看一看，细胞工厂到底长什么样。

这里最重要的生产车间就是一个个大发酵罐，里面不断搅动的液体，满是正在工作的细胞。

在企业实验室里，借助显微镜能更近距离看到每个正在生产的细胞到底是什么样的。

微构工场副总裁 欧阳鹏飞：一个细胞可以看到里面有五个不同的小区域，每个小区域就代表一个PHA的颗粒，里面不同的颗粒挤在一起，填满了整个细胞，这就代表着一个细胞已经积累了非常非常多的PHA。我们的终极目的和梦想希望所有的细胞都和它一模一样。

这些细胞生产的白色颗粒PHA，中文学名叫聚羟基脂肪酸酯，是一种高分子材料，这家企业已经开发出了软硬、弹性不同的70多种PHA材料，可以广泛应用到日用品、医药、纺织服装等产业中。

微构工场副总裁 欧阳鹏飞：它有一个非常重要的好处，可以在全域降解，比如一根吸管完全降解预计应该会在九个月到十二个月这样一个周期。

生产环境绿色，产品容易降解，生物制造为我们提供了工业生产的另一种可能性。近年来，随着生命科学和合成生物学等领域取得一系列技术突破，基因测序、基因编辑等技术被大规模应用到生物制造中，这不仅仅是生产方式的变化，也将给我们的生活带来巨大的改变。

中国电子信息产业发展研究院消费品工业研究所所长 研究员 李博洋：生物制造可以制造万物，比如青蒿素，原来青蒿素要种植之后，有一个周期再把它提炼出来，这才是抗疟的药。以后的生产就可以用一个罐子去替代几万亩的青蒿素种植，而且纯度更高。以碳原料，二氧化碳就可以合成淀粉，从长远来看，包括粮食安全、健康安全，我们自己就能把控这样一个过程。

“十五五”规划《建议》中，生物制造被列为我国将培育壮大的六个未来产业之一。根据工业和信息化部的数据，“十四五”期间，全国生物制造产业总规模达到1.1万亿元。听起来，生物制造的未来似乎已经到来，但在专家看来，这个未来产业还有巨大的潜力等着释放。那么中国人将如何释放这未来的潜力呢？

中国电子信息产业发展研究院消费品工业研究所所长 研究员 李博洋：最大的优势就是我们有一个统一的大市场，同时拥有全球最大最完整配套的制造业体系，一方面可以聚焦一些新领域，开发一些新赛道，比如生物基的新材料、生物医药、海洋生物制造；第二个生物制造这种先进的制造方式，跟现有的制造业中至少超过三分之二的行业都可以结合，比如传统化工行业，可以对它的工艺技术进行改造，效率提升，更加绿色低碳，这种需求就是发展好这个行业最大的底气。

天津药物研究院是一家综合性医药科研单位，近年来，这里研发的不少药物都包含生物制造的有效成分。人工智能辅助合成生物研发装置，在接入生物科学大模型后，利用基因编辑等工具，可以高效完成菌株的设计、筛选等流程，让微生物细胞点对点生产出治疗某种特定疾病需要的有效成分。

除了生物医药，材料、化工、能源、冶金等产业都已经开始和生物制造结合。类似的研发系统在北京、上海、深圳等地不断涌现。在创新研发中，生物合成、基因编辑技术等不断突破，是我们释放生物制造潜力的另一个重要工具。

在清华大学的生物实验室里，老师和同学们正在测试使用的就是一种基因编辑工具，可以高效地用于对已经发现的、有潜力作为生产者的细胞上进行定向改造。

近年来，我国生物制造领域论文发文量、专利申请量全球占比均超20%，建成了一批国家重点实验室和产业创新平台，科技创新成为推动生物制造发展的重要动力。不过，要释放生物制造的未来潜力，在改造完一个细胞工厂后，还需要不断扩大规模，让上亿个细胞同时工作。

在生物制造领域，中试平台的建设投入较大，以往，都是一些大企业才会自己建设，对许多初创企业来说只能望而却步。从实验室到生产，如何助力生物制造企业新技术的创新转化？2025年12月，工信部发布了第一批生物制造中试能力建设平台名单。这些中试平台是怎样帮助生物制造企业研发的呢？记者在湖南常德津市的一个中试基地看到，从0.5吨到20吨，基地的每一个发酵罐都在忙碌地工作，这家初创企业的研发人员排队几天后，才等到了自家企业的试验。

即使顺利地走通了实验室研发-中试平台试验，要实现规模化生产，也不是一件容易的事情。在一些已经启动发展生物制造产业的地区，已经开始为企业做好配套的服务，在湖南津市，一个占地330亩的加速工厂2026年就能完工，可以同时容纳十家初创型生物制造企业入驻开始规模化生产。

津市所在的常德市也将生物制造明确为大力培育发展的产业集群，在深圳、上海等地设立研发飞地，为企业发展打造基金矩阵，并出台了我国首部合成生物制造领域地方性法规，为产业发展提供长期的支持。

在走访生物制造产业相关科研单位、生产企业时，我们还遇到了另一支活跃的力量，聚焦于未来产业的大型企业和投资机构。它们不仅参与生物制造领域从创新技术到生产的全产业链，更是在市场推广和应用场景上为生物制造产品的落地挖掘新的潜能。

从科技创新到产业应用，再到快速发展、开拓市场，在生物制造这条新兴赛道上，中国人的加速奔跑，正让未来更快到来。

（央视新闻客户端）