工业酶制剂：被忽视的生物产业芯片

“至今，我国还没有一个完全属于自己的工业酶生产表达系统，没有一个真正的大宗工业酶制剂基因工程酶产业化。”中国科学院天津工业生物技术研究所副所长、工业酶国家工程实验室主任马延和说出此番话多少有些让人吃惊。
　　尽管国家出台了各项鼓励政策，高层也频频喊话要加强工业酶制剂新产品的开发和产业化，可国内酶制剂似乎并未见好转。
　　自从我国老牌酶制剂生产商——无锡酶制剂厂被外资企业杰能科收入囊中后，诺维信等各大国际酶制剂巨头疯狂抢滩中国市场，本土酶制剂行业所处的尴尬境地也就不难理解。
　　在马延和看来，由于我国酶制剂生产技术水平低、人才匮乏、产品适应性差、生产成本高等多种原因，国内酶制剂企业目前根本无法与国际巨头相抗衡。
　　“酶制剂产业是知识十分密集的高技术产业，它涉及基因、蛋白、细胞、发酵等几乎所有的生物技术，然而国内却只把它作为一个附加值低的工业产品来看待，并没有引起足够的重视。”马延和说。

　　核心部件欠缺

　　掐指一算，酶制剂工业在我国已经发展了40多年，可如今国内酶制剂产品却仍然以粗制品和低水平重复为主。
　　据2008年统计的数据显示，全世界酶制剂销售总量达30亿美元，国产酶制剂销售额仅占10%，其中，低端的糖化酶、淀粉酶、蛋白酶等品种约占总量的80%。
　　就目前的市场现状来看，我国酶制剂使用量主要集中在淀粉或玉米深加工、饲料、酿酒等有限的几个行业，对于纺织、制革、造纸、脱胶、生物有机合成等领域，新型工业酶制剂品种的开发力度还远远不够。
　　另外，我国的酶制剂企业普遍缺乏市场竞争力，在上世纪90年代，国产酶制剂的国内市场占有率为80%，而现在还不足15%，国外产品的利润率一般在40%~50%，而国内却不到10%。
　　“这其中很重要的原因就是技术研发没有跟上。”马延和表示，国内酶制剂生产仍基本采用传统的发酵、分离提取技术，菌种也是基于传统的诱变筛选。而国外早在10年前就已经将现代生物技术融入酶制剂的生产当中。
　　在马延和看来，通用性强的规模表达体系被国际大型公司视为核心竞争力，可我国的企业根本无力开发，国内各个科研机构也都没有持续性研发投入，这就造成我国酶制剂工业研发链中关键技术的缺失。

　　外资垄断

　　“我们目前的技术手段和研发队伍，与杰能科、诺维信这些国际巨头根本没有可比性，就算再做30年，也很难超越他们，国内企业经营不下去，就只能拱手让给外资企业来做。”面对外资垄断国内酶制剂产业的现状，马延和直言不讳。
　　作为“863”计划领域专家，马延和觉得我国酶制剂行业问题的根源在于缺乏自主知识产权和具有工业应用前景的基因资源，也缺乏最合适的基因筛选、分子改造、表达制备、应用性能评估和工业化应用的研发平台，更缺乏人才的储备和资金的扶持。
　　据马延和透露，目前国内酶制剂企业大多是购买国外的菌种和表达系统，但随着国外对性能优良的酶编码基因、高效表达体系及绿色应用工艺陆续申请专利保护，我国面临的知识产权风险越来越大。
　　值得强调的是，由于酶制剂产业属于技术密集型产业，需要大量研发投入。以诺维信为例，该公司近３年的研发投入一直维持在销售总额的13％以上，2010年研发投入折合人民币为16.9亿元左右。
　　反观我国的酶制剂企业，用于开发新产品、改进生产工艺的资金平均却不到产品销售额的4.5％。
　　如此看来，国内酶制剂公司的研发资金远远不足。“国内大部分资金和人才都聚集在生物医药领域，酶制剂所占份额很少。其实，生物产业要想取得进步，最需要突破的就是酶制剂。”马延和说。

　　重要酶种待技术创新

　　目前，全世界单纯的酶制剂市场规模虽然只有20多亿美元，但却支撑着下游数十倍甚至数百倍的工业。
　　理论上，酶蛋白可以降解和合成几乎所有的有机化合物。
　　为此，工业酶制剂可以称得上是新兴生物产业的“芯片”，具有数十倍甚至上百倍的放大效应。
　　但市场需求强劲背后的问题却不容忽视，由于我国酶制剂生产技术落后，过高的生产成本和能耗让国内企业难以承受。
　　数据显示，我国酶制剂制造成本占销售额的70%~80%，而国外仅占30%~35%，企业利润率低于外企的2~4倍。
　　对此，马延和认为，我国发展酶制剂产业需要建立新的技术体系之下，传统技术已经没有办法与国外竞争。
　　国家要结合我国酶制剂市场需求，针对国内所需要的重要酶种，加强新技术研发力度，解决工业酶性能改造、低成本生产和应用开发等关键技术问题，建立拥有自主产权的技术和菌种。
　　同时要大力推进酶制剂在工业领域中的应用，特别是纺织、造纸、皮革等高污染行业，通过以酶为催化剂的生物工艺来改造传统的化学加工业，最终实现绿色生产，真正实现产业提升。

　　《中国科学报》 (2012-08-21 B1 生物周刊)