但是，由於母親缺奶、疾病或者是工作不便，導致很多母親不得不放棄母乳餵養。2019 年聯合國兒童基會資料顯示，全球僅有 40% 的嬰兒能夠獲得 6 個月的純母乳餵養。

目前，大多數新生兒依靠配方奶粉維持營養所需，但在營養成分和功能方面始終無法替代母乳。

人乳寡糖（Human Milk Oligosaccharides，HMO）是新一代配方奶粉的應用標準，含 HMO 的配方奶粉的成分和功能更接近母乳。大量醫學研究表明，HMO 具有獨特的益生元作用，在抗病毒和細菌感染、免疫調節、腸道菌群調節 / 促進新生兒早期大腦發育等方面扮演著重要的角色。HMO 已經被廣泛應用於新一代配方奶粉、乳製品、飲料、特醫食品等。

人工合成 HMO 有生物合成和化學合成兩種途徑，然而，透過常規生物合成方法產量低、成本高，採用化學合成法效率低、工藝複雜、可能存在安全性問題，兩種方式都不太具備產業化發展前景。

以具有產業化前景的方式生產出 HMO 是破解全球性餵養難題的 “一劑良方”。現在很多科研機構和公司將目光轉向了合成生物學技術，利用合成生物學途徑合成 HMO 似乎可以給出最優解。

一兮生物就正在利用合成生物學方式計算生產 HMO 的最優解。這是一家產品導向型的合成生物學初創公司，利用合成生物學 “工程化” 思維設計並構建自然界中不存在或尚未發現的模組化基因電路，從而調控原材料的合成。

據瞭解，一兮生物依靠其搭建的工程菌株基因修飾平臺（GMM 平臺）為客戶合成並供應原材料，產品以合成糖類物質為主。其核心產品就是生產 HMO 的一系列衍生品，包括 2’-FL，以及 HMO 的另外兩種成分 3’-FL、LNnT 等，產品將應用於醫藥、健康、食品等多個領域。

一兮生物利用合成生物學途徑合成 HMO 的底層邏輯是什麼？在一兮生物創始人兼執行長劉振雲看來，HMO 應用潛力巨大，市場規模將會進一步擴大。不過，當前效率和成本仍是兩大待解難題。

劉振雲博士畢業於北京大學醫學部，創辦一兮生物之前，他曾主持過 CAR-T、溶瘤病毒等多個專案。

“想做患者用得起的人乳寡糖”

“我們在合成生物學領域是‘新手’，不過在 CAR-T、免疫療法領域應該算得上是一個‘老手 ’了。” 劉振雲說。他本人在 CAR-T 治療領域擁有多年研發和治療經驗，而正是在 CAR-T 領域的實踐中讓他決心進入合成生物學領域。

指標回撥到 2015 年，劉振雲發現常常會有患者由於免疫功能低下引發反覆感染。他們做了很多類比之後發現，母乳餵養的嬰兒在免疫功能尚不完善時並不會發生感染。透過大量文獻查閱，劉振雲發現這種物質正是母乳中所含的一種稱之為人乳寡糖（Human Milk Oligosaccharides，HMO）的天然成分，該成分在嬰兒抗感染過程中扮演了重要角色。

劉振雲回憶道，HMO 的價格太貴了，患者難以承擔昂貴的費用。當時，每克 HMO 需要好幾百元，一個腫瘤患者一天需要用 20-30 克，半個月需要用半公斤，費用將近幾十萬元。這筆費用對於患者來說是一筆沉重的負擔。

HMO 產品的應用場景很多：一可以用於嬰幼兒配方 / 其他奶粉，這是 HMO 應用最廣的領域；二用於食品新增劑、或者是保健品中，提高人體免疫力；三基於 HMO 有良好的抗炎和抗感染能力，應用於特醫食品；四還在探索將其應用於藥物輔料。

於是，在 2019 年劉振雲成立了一兮生物，所選方向就是合成並生產糖類物質。

據劉振雲介紹，一兮生物是一家研發型合成生物學公司，研發人員佔了團隊成員的 2/3 左右。和平臺型公司不同，一兮生物從市場需求、產品出發，逆向思維設計產品所需微生物。

設計基因電路合成人乳寡糖，市場應用潛力巨大

如何提高 HMO 的生產效率並降低成本？

基於合成生物學思維、結合高通量測學技術、基因組學、基因編輯技術和代謝工程學，一兮生物搭建了底層技術平臺 —— 基因修飾菌株平臺（GMM 平臺）。一兮生物的生產活動緊緊圍繞其自主研發的 GMM 平臺展開，利用該平臺設計產品基因電路，從而生產一系列糖類物質。

據劉振雲介紹，該平臺集成了糖類代謝通路的多條路徑，提高了糖類物質的得率，並進行單向代謝調控。

在設計和合成新的代謝通路過程中，有三個方面十分關鍵。一是代謝通路比較多，需要透過計算和分析，確定高效穩定的位點；二是設計出能高效進行合成反應的基因組合元件；三是代謝途徑中涉及不同的酶，每種酶的代謝效率不同，需要實現代謝效率的協同。

具體來講：首先透過其自主設計的演算法分析並篩選底盤微生物，制定整體設計思路和流程圖。基於整體思路，設計各個合成糖類成分的模組化基因，將其有序串聯在一起，形成一條可以生產產品的基因電路圖；其中每一步生產流程相當於一個零件模組，可以拆開儲存。

如果要合成一種糖類物質時，將拆開的功能零件取出來，然後根據設計思路，就像組裝一條電路一樣將這些零件串聯或者並聯起來，形成一條可以正常執行的基因電路，“即插即用”；接下來就可以利用這條基因電路生產所需的糖類物質了。

基於該平臺，一兮生物開發出了一系列 HMO 衍生產品管線和另外兩個糖類物質產品管線，包括 2’－FL、3’-FL、LNnT。其中 2’－FL 是 HMO 的主要成分，也是現階段進展最快的研發管線，3’-FL、LNnT 管線也正處於技術收割期。

目前，一兮生物進展最快的管線是應用於嬰幼兒配方 / 其他奶粉生產中，這也是 HMO 應用最廣的領域。

據統計，2019 年，中國嬰幼兒配方奶粉的市場規模達 1755 億元，同比增長 7.8%，且有不斷上漲趨勢。國內對於 HMO 的需求將會不斷增加，市場規模在進一步擴大。在未來五年中，預計 HMO 市場的收入將以 31.8% 的複合年增長率增長，到 2025 年，全球市場規模將達到 6.470 億美元。

雖然，國內配方奶粉、相關食品的市場潛力大，但是也面臨著諸多瓶頸，比如說核心配料依賴進口，包括醫學配方食品新增劑，一些益生菌菌種。中國所需的 HMO 全部依賴於進口，國內 HMO 市場被 BASF（巴斯夫）、DuPont（杜邦）、DSM（帝斯曼）、科漢森、Frieslan Campina（菲仕蘭）等跨國公司所壟斷。

“一個國家的米袋子不能讓外國人掌控。同理，我們的奶瓶子也不能掌握在外國人手裡。” 全國人大代表、完達山乳業集團公司董事長王景海在做客新華網兩會訪談時表示。

在劉振雲看來，國內 HMO 市場需要打破長期壟斷，實現國產替代，而這正是一兮生物正在做的事情。

現階段，如何提高競爭力、佔取市場份額是頭等大事。

成本和高效率將是一兮生物的優勢所在。

“目前，我們生成的 HMO 成分得率很高，再加上中國的產業鏈、人力成本、其他方面的優勢，能夠進一步降低生產成本，預計可以降低 50%”。劉振雲說。

劉振雲指出，降低成本的核心在於基因電路的設計和組裝，如果這一步做好，相應的得率也會提升。在細菌微生物生長和合成物質以及產物之間實現平衡，從而提升碳原子和能量利用率。

在產能方面，2’－FL 規模化生產在即，預計會在 2021 年推進，今年上半年安裝完成生產線，秋季進行首次生產、試生產，年末實現規模化量產。而其他兩款糖類成分應該會在今年完成小試和中試。

劉振雲補充道，初期會搭建一條能生產幾十噸原料的生產線，隨後會根據實際需求繼續擴大生產線。未來，我們計劃在國內 HMO 市場佔據 50% 左右份額，下一步將會走向海外市場。

劉振雲透露到，一兮生物的商業模式大體可以分為 3 個方向。一是 To B 直接與企業客戶合作，為企業提供原材料；二是搭建銷售團隊，一兮生物自己負責生產和銷售；三是，CRO/CDMO 模式，技術服務和產品轉讓等。

目前，一兮生物已經和一些科研機構達成合作，共同開發和拓展功能性研究、下游應用空間；與乳製品公司達成合作，進行產業化生產。

合成生物學發展的關鍵在於基礎科研取得重大突破

“合成生物學的核心思想是利用 “工程學” 思維從源頭開始構建一套生命系統，未來它將重構生物醫藥領域。不過，合成生物學現在處於初級階段，尤其是在治療方面，其發展還有很長的一段路要走，需要不斷最佳化元件和設計。” 劉振雲說。

國內外在合成生物學領域存在一定差異，國內相對來說起步晚。目前，國外相繼出現了 Amyris、Ginkgo、Twist 等擁有核心技術平臺的明星公司，而國內合成生物學公司規模相對較小，尚無明星公司或者業內典範型公司出現。

此前，中山大學副校長蘭平教授曾表示：“我們在深圳市想要建一個腸道微生物產業化平臺，然後考查大灣區哪家腸道微生物公司可以成為最好的企業轉化平臺。我們發現很多公司都在做，但是卻找不到一家理想的企業轉化平臺。”

國內合成生物發展更需要在科研端還是應用端突破？

劉振雲認為，目前國內合成生物學公司大都處於同一起跑線，整體上都處於起步階段。現階段合成生物學發展更應該發力基礎科研，需要在基礎科研上取得突破性進展，從而進一步產業化落地。

據瞭解，一兮生物目前正在進行 A 輪融資以用於推進 2'-FL 的產業化生產，接下來會繼續推進該產品的商業化銷售和擴充套件其他產品管線。

“ 一兮生物的業務將從糖類合成擴充套件到脂類合成，進一步擴充套件產品管線。未來 3-5 年，我們計劃每年推出一款產品，至少擁有 3 個以上拳頭產品。” 這是劉振雲對於一兮生物的發展願景。