​让“稀有昂贵”变“人人可亲”

本刊记者 孙冰 | 北京、天津报道

从眼科骨科手术到医美注射,从面霜面膜到饮料纸巾,如今透明质酸(“玻尿酸”的学名)已经高频出现在各种产品的成分表上。但你可能很难想象,仅仅20多年前,透明质酸的价格比黄金还贵,只能供应外科手术和高端医美抗衰所用。

如今全球最大的透明质酸原料供应商是一家中国企业——华熙生物,全球市场份额占比超过四成,产品销往全球70余个国家和地区。

在市场份额的背后,是华熙生物没有走动物提取的老路,而是选择利用“细胞工厂”,以生物制造的方式生产透明质酸。现在,华熙生物正通过“合成生物技术”让“细胞工厂”创造更多新可能,让越来越多“稀有昂贵”变成“人人可享”。

华熙生物生产的透明质酸钠 本刊记者 孙冰I摄

两万只公鸡vs发酵罐“造物”

华熙生物副总裁王瑞妍告诉本刊记者,华熙生物最初之所以选择生物制造其实是“无奈之举”。

透明质酸天然存在于人体皮肤、关节滑液、眼球玻璃体等器官中。人们最早在牛眼睛里发现了这种物质,后来美国率先采用鸡冠提取法获得,但提取效率低、成本极高。提取1公斤透明质酸,需要200多公斤公鸡鸡冠,也就是说需要超过两万只公鸡。

华熙生物最初也考虑过将这种方法引入国内,但发现根本走不通。“中国人吃鸡吃整个,没有多余的鸡冠给我们使用。”王瑞妍说。

于是,时任华熙生物首席科学家的郭学平带领一批科研人员,开始探索以微生物发酵的方式生产透明质酸。要从自然环境样本中找到合适的菌种,如同大海捞针。最终,他们很幸运地筛选到了一株能发酵生产透明质酸的链球菌,只是最初的产量很低。

为了驯化这株“野生菌”,让它能够成为更好的“细胞工厂”,华熙生物的科研人员进行了一轮又一轮的技术迭代,逐步将透明质酸的发酵产量从最初的2—3克/升一路提升到70多克/升,产量的提升带来成本的下降,由此也打开了更多透明质酸与人们健康生活相关的应用场景。

王瑞妍将华熙生物的技术演进概括为三轮迭代:第一轮是在国内率先实现微生物发酵法进行大规模生产,让透明质酸从实验室走向工厂;

第二轮是在全球首创酶切法技术,实现了透明质酸分子结构的精准调控,让不同分子量的透明质酸在不同场景中有截然不同的用途:小分子更容易渗透到皮肤深层,大分子则在关节润滑和眼科手术中发挥关键作用;

第三轮是以合成生物学为核心引擎,开发出基于“细胞工厂”的透明质酸生产体系,并实现可复制。

“目前,华熙生物已经拥有200多种不同分子量规格的透明质酸产品,覆盖了从食品级、化妆品级到医药级的全部应用场景。”王瑞妍说。

在华熙生物的员工食堂,记者甚至喝到了添加透明质酸的紫菜蛋花汤。工作人员介绍说,食堂菜品中的各种肉类也都是透明质酸腌制过的,所以比较爽滑细嫩。就连餐桌上的纸巾,手感异常柔软,同样也添加了透明质酸。这些并非厂商特供,而是每个消费者都可以下单买到的产品。

华熙生物中试成果转化中心的中试产品 本刊记者 孙冰I摄

细胞“读写改”

“现在是暑假,我们会接待很多小朋友。”华熙生物北京研发中心赵春华博士告诉本刊记者。在华熙生物北京研发中心里有一座合成生物科学馆,是北京市科普教育基地之一。

“我们科学馆的主题是‘重塑地球资源’。一进门的墙面上列出了人类目前正面临的问题,比如能源、环境、疾病、生物多样性等。我们希望和到访的观众一起带着这些问题,去探讨合成生物学能否帮助解答或者解决这些问题。地球上目前已知的物质分子有300多万种,理论上合成生物学技术是可以合成‘万物’的,只是存在成本问题。”赵春华说。

赵春华以展区展示的红景天苷为例。在高海拔地区,人们为解决稀薄氧含量带来的诸多不适,常会服用红景天。但红景天是二级保护植物,不能开采野生的,人工培养周期又很长。

科学家们先对野生红景天进行测序,“读”出其基因组数据,以找到红景天苷的合成途径及其编码基因;再将红景天苷的途径编码“写”到酵母菌中,实现让酵母菌一边吃糖,一边代谢出红景天苷。当然也需要不断对酵母菌的基因组进行“修改”,关闭不重要的通路,加强合成途径,进而不断提高红景天苷的产量。

“这就是‘读写改’的方式,打造出能生产红景天苷的‘细胞工厂’,替代过去的植物提取,让珍贵成分不再昂贵稀少。”赵春华说。

实际上,在华熙生物的“计划书”里,就是希望透明质酸、红景天苷的故事能够在更多领域发生。

这意味着,华熙生物需要连续突破“从科学到技术、从技术到产品、从产品到品牌”三个阶段。“这不仅是华熙生物的发展步伐,也是生物制造产业的自身规律,即技术突破、成本革命、场景破圈、平台赋能。”王瑞妍说。

王瑞妍还介绍,生物制造具备极强的产业赋能属性,可广泛“嵌入”医药、化工、材料、农业、能源、环保等多个领域。

“生物制造以绿色低碳、温和条件、可持续的工艺方式把过去依赖动植物提取或石化路线的物质生产,转变为以‘细胞工厂’为基础,通过分子量精准控制、规模化绿色生产的现代制造范式。它不替代传统产业,而是以更高纯度、更高质量、更高性价比的方式赋能传统产业。”王瑞妍说。

开发周期从18个月缩到3个月

更大的改变正在发生,“推手”是AI。

王瑞妍说,2026年被华熙生物定义为公司的“AI元年”。而这背后是AI给生物制造领域带来的真实变化。

王瑞妍以热门抗衰成分麦角硫因为例。“传统模式下,从设计菌株到构建基因线路再到多轮测试循环,一个新菌株的开发周期大约需要18个月。现在借助AI技术和大数据的赋能,菌株开发的周期已经缩短至3个月。”她说。

王瑞妍解释说,这是因为AI可以让“读基因”和“写基因”的成本进一步下降,并对温度、pH值、培养基配方等海量参数进行模拟分析,提前预判工艺最优参数区间,避免传统“试错式”研发的耗时耗力。

不只在研发端,一个被华熙称为“智慧大脑”的AI系统正在企业的各个环节运行着。

华熙生物中试成果转化中心总经理王恩旭告诉本刊记者,依托“智慧大脑”,他们打造了一个柔性化中试平台,通过“生物计算平台+中试转化”智能协同体系,形成了“AI设计—中试验证—数据反馈—模型迭代”的高效闭环工作机制,可以大大提升中试转化的效率和成功率。

王瑞妍则从战略层面分析了AI对于生物制造的改变。“AI能更快找到最优的菌种和工艺,让研发和转化过程更高效、更可控。从蛋白结构预测到酶活位点优化,从突变体设计到代谢通路模拟,AI正在把生物制造从传统的‘试错模式’推向‘数据驱动、智能决策’的新阶段。”她说。


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