本土企業(yè)“酶”力覺醒，撼動國際巨頭專利壁壘

從20世紀(jì)中葉的蹣跚起步，到21世紀(jì)躍升為全球發(fā)酵規(guī)模和研發(fā)產(chǎn)出的領(lǐng)導(dǎo)者，我國酶制劑產(chǎn)業(yè)在過去數(shù)十年中取得了有目共睹的進(jìn)步。

如今，中國企業(yè)正通過合成生物學(xué)和先進(jìn)酶工程重塑酶制劑產(chǎn)業(yè)的競爭格局，這些創(chuàng)新技術(shù)使得“me-too”和“me-better”酶制品快速開發(fā)，并促進(jìn)了新型、高效的生產(chǎn)工藝誕生。曾經(jīng)被諾維信、杜邦等國際巨頭牢牢掌控的酶制劑市場，正在中國企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)能提升中發(fā)生著結(jié)構(gòu)性變化……

合成生物學(xué)：酶創(chuàng)新的變革力量

酶作為大自然的催化劑，因其在溫和條件下以非凡的特異性引導(dǎo)反應(yīng)的能力而備受推崇，在食品飲料、日化洗滌、飼料、紡織皮革、造紙、醫(yī)藥、生物能源等多個領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛應(yīng)用前景。根據(jù)中研普華研究院預(yù)測，2025年全球酶工程制品市場規(guī)模突破180億美元，中國以35%的市場份額位列全球首位。

酶制劑正為傳統(tǒng)工業(yè)賦能，驅(qū)動其向綠色、精準(zhǔn)的“智造”模式轉(zhuǎn)型。與石化路線相比，酶制劑應(yīng)用于不同行業(yè)可平均節(jié)能減排30%至50%，未來有望達(dá)到50%至70%。這種經(jīng)濟(jì)吸引力源于酶能夠在溫和條件下運(yùn)行，顯著減少材料和能源消耗，對傳統(tǒng)高能耗高排放工藝路線替代具有重大意義。

酶工程作為合成生物學(xué)的關(guān)鍵組成部分，可以通過創(chuàng)建新的代謝通路或優(yōu)化現(xiàn)有通路，從而生成特定需求的新型酶。合成生物學(xué)中酶篩選和改進(jìn)的策略包括：通過數(shù)據(jù)庫挖掘?qū)ふ揖哂兴杼匦缘拿阜肿?，對分子重新設(shè)計(jì)以改善現(xiàn)有特性。人工智能、自動化和合成生物技術(shù)能夠加速酶分子設(shè)計(jì)，通過自動化迭代突變、篩選和測試的循環(huán)，顯著縮短研發(fā)周期并降低成本，使先進(jìn)的酶工程技術(shù)更加高效和可及。

圖片來源：BCG

本土企業(yè)技術(shù)突圍：從“能用”到“好用”

諾維信、杜邦和帝斯曼等國際巨頭憑借技術(shù)先發(fā)優(yōu)勢和嚴(yán)密的專利壁壘，長期占據(jù)中國酶制劑市場的主導(dǎo)地位。然而，隨著中國本土企業(yè)在技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)能擴(kuò)張和市場應(yīng)用上的突破，這種壟斷格局正在被逐步打破。

在食品工業(yè)領(lǐng)域，中糧生物科技聯(lián)合中糧營養(yǎng)健康研究院開發(fā)的“D-阿洛酮糖-3-差向異構(gòu)酶”在2023年獲批為國內(nèi)首款同類食品工業(yè)用酶制劑，這項(xiàng)突破解決了阿洛酮糖規(guī)?；a(chǎn)的技術(shù)瓶頸，使中國在功能性甜味劑領(lǐng)域獲得話語權(quán)。藍(lán)曉科技經(jīng)過近20年研發(fā)，攻克我國酶固定化技術(shù)的難關(guān)，其自主研發(fā)的酶載體產(chǎn)品突破了傳統(tǒng)多孔材料孔徑與比表面積難以兼顧的技術(shù)瓶頸，推動了我國頭孢產(chǎn)業(yè)從化學(xué)法向綠色酶法的里程碑式轉(zhuǎn)變。

另外，在我國“雙碳”目標(biāo)和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)下，本土酶制劑企業(yè)綠色低碳的生產(chǎn)方式，也是差異化競爭優(yōu)勢的體現(xiàn)。例如，基因工業(yè)化合成巨頭金斯瑞旗下的百斯杰生物開發(fā)的沒食子酸酶法生產(chǎn)工藝替代化學(xué)生產(chǎn)過程，不僅提高了生產(chǎn)效率，還大幅減少了傳統(tǒng)工藝帶來的污染，使其產(chǎn)品在全球環(huán)保要求日益增加的背景下更具吸引力。2024年，百斯杰一項(xiàng)洗滌蛋白酶相關(guān)的發(fā)明專利獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局授權(quán)，包含自主研發(fā)的多個蛋白酶分子，具備在液體洗滌劑中的超高穩(wěn)定性、洗滌性能及配方友好性等特點(diǎn)。這是百斯杰依托自有專利技術(shù)，響應(yīng)“雙碳”戰(zhàn)略所推出的創(chuàng)新產(chǎn)品，可以滿足洗滌行業(yè)“綠色發(fā)展”的潮流。

在成本控制方面，國產(chǎn)飼用酶制劑領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)勁的成本優(yōu)化能力，并給下游客戶帶來了更經(jīng)濟(jì)有效的產(chǎn)品選擇，這種在特定細(xì)分市場中表現(xiàn)出的成本優(yōu)化能力，得益于酶分子定向進(jìn)化技術(shù)、菌株開發(fā)技術(shù)，高效發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)等高端技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用。飼用酶制劑領(lǐng)域的成功，為中國酶制劑產(chǎn)業(yè)提供了重要啟示，通過在特定市場進(jìn)行集中研發(fā)和技術(shù)突破，而非全面競爭，將成為中國酶制劑企業(yè)提升核心競爭力的有效途徑。

根據(jù)易凱資本研究報(bào)告，目前75%以上的工業(yè)酶市場份額被諾維信、杜邦、Codexis等海外龍頭公司壟斷，預(yù)計(jì)2025年中國工業(yè)酶國產(chǎn)化率將突破60%（2019年為31%）。

寬泛專利保護(hù)策略在華失效，中國酶企以技術(shù)創(chuàng)新破局

目前，我國已逐步成為全球新專利申請主要來源國，在全球公開專利份額從2014年的45%激增至2024年的73%。根據(jù)PCT專利申請量判斷，中國在生物技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新能力已在大多數(shù)生物技術(shù)領(lǐng)域超越歐洲，并在某些領(lǐng)域超越美國。

在酶制劑領(lǐng)域，海外巨頭的專利布局呈現(xiàn)“數(shù)量多、范圍大”的特點(diǎn)。如國際巨頭諾維信在中國擁有約2200項(xiàng)專利，側(cè)重于多種酶家族分子并覆蓋廣泛的應(yīng)用。然而，跨國企業(yè)傳統(tǒng)的寬泛專利保護(hù)策略開始面臨一定的風(fēng)險。國家知識產(chǎn)權(quán)局（CNIPA）正在通過嚴(yán)格執(zhí)行《中華人民共和國專利法》第26條第4款，即“權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)?shù)玫秸f明書的支持”的原則，對生物技術(shù)領(lǐng)域的專利申請進(jìn)行“糾偏”——從對“推測性”發(fā)明的寬泛保護(hù)，轉(zhuǎn)向?qū)?/span>“已驗(yàn)證”發(fā)明的精確保護(hù)。

筆者檢索酶領(lǐng)域的專利無效決定發(fā)現(xiàn)，CNIPA于2024年7月3日針對諾維信兩項(xiàng)關(guān)鍵酶制劑專利作出了部分無效宣告。這兩項(xiàng)與洗滌蛋白酶相關(guān)的專利因?yàn)楸Ｗo(hù)范圍與實(shí)際貢獻(xiàn)不匹配，遭受了第三方的專利挑戰(zhàn)。國際酶制劑巨頭在我國所依賴的，基于寬泛的“序列一致性”百分比來構(gòu)建的專利壁壘，面臨著前所未有的挑戰(zhàn)并出現(xiàn)松動。

我國酶制劑企業(yè)正在通過合成生物學(xué)、基因編輯、基因工程菌株改造等前沿生物技術(shù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能優(yōu)化和成本控制，向高附加值、高技術(shù)含量方向發(fā)展。除上文提到的百斯杰外，蔚藍(lán)生物也憑借自主研發(fā)的核心工具酶，打破國外壟斷，并創(chuàng)新酶制劑技術(shù)，推動生物制造領(lǐng)域降本增效。隨著中國從全球生物科技的消費(fèi)市場逐步邁向創(chuàng)新策源地，酶制劑產(chǎn)業(yè)的全球競爭格局正在重塑。

參考信源：

1. 2024易凱資本中國健康產(chǎn)業(yè)白皮書—合成生物學(xué)篇

2. 波士頓咨詢、上海合成生物學(xué)創(chuàng)新中心與BCapital聯(lián)合研究：《中國合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)白皮書2024》

3. 中研普華研究院《2025-2030年中國酶工程制品行業(yè)市場深度調(diào)研及投資策略預(yù)測報(bào)告》

4. LexisNexis: How Chinese Patents Are Reshaping the Global Innovation Landscape

5. China IP News: Danish Company Benefits from Intellectual Property Equal Protection in China