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? 本報記者 李洋

在近日舉辦的2025中國生物制造科技創新論壇上，高校、科研院所與企業專家共同探討人工智能（AI）等新技術如何從技術工具升級為產業重構力量，推動生物制造從經驗驅動邁向理性設計，從實驗室樣品走向工業化產品。

生物制造的本質是利用微生物細胞或酶作為“工廠”轉化原料，但傳統研發面臨細胞代謝難控、活性物質發現低效、工藝優化周期長三大瓶頸。近年來，新技術的介入，正從底層技術層面破解這些難題。

武漢大學人工智能學院教授胡黔楠介紹說，當前他們團隊正在打造生物制造領域AGI（通用人工智能）大模型。該模型作為“一站”式AI驅動生物學創新系統，能夠像人一樣思考，全鏈路賦能合成生物制造智能化發展。在做生物制造相關研發時，可以隨時把問題輸入軟件，系統就會像“老師”一樣給予回答，比如問酶改造的策略，系統就會回答酶的功能，以及基于結構、基于機器學習等改造方法。

胡黔楠指出，當前生物制造領域存在巨大發展空間：99%的分子不含生物制造工藝，可能有70%的產品可以通過生物制造，而現在不到1%。

此種情況下，應該如何打通發展路徑？

胡黔楠認為，可以針對某些產品，把沒有合成途徑的分子深度合成途徑制造出來，這是AI在生物制造領域應用比較重要的方面。以前人們做實驗或者做生物合成，還是憑人的思維去做，未來可能就要基于硅基的計算，用AI模型思維方式來做。

談及AI賦能生物制造的優勢，胡黔楠以發酵場景為例進行說明。他指出，采用智能化辦法進行發酵過程決策，能夠省掉60%以上時間與金錢投入，從立項到選品一直到產品合成途徑，系統都能實現一體化構建。

“AI技術的賦能正成為推動醫藥健康產業技術創新的關鍵因素。”清華大學化工系生物化工研究所所長，清華大學深圳國際研究生院生物醫藥與健康工程研究院教授、常務副院長邢新會分享了AI賦能醫藥健康產品的功能發現與生物制造方面的研究成果。邢新會團隊將多組學數據、蛋白結構信息與AI分子模擬結合，搭建“從生物資源到活性肽”的技術路線。他們從廣西巴馬火麻仁中鑒定出1380種蛋白，構建5000條多肽庫；從湖南養殖大鯢中發現可修復腎損傷的三功能肽。這些過去依賴“碰運氣”的發現，如今通過AI靶點對接與虛擬篩選，效率提升數百倍。

在藥物研發與遞送領域，AI推動核酸藥物實現“彎道超車”。中國科學院過程工程研究所研究員袁野團隊針對核酸藥物靶點模糊、分子設計復雜、遞送效率低的痛點，開發基于ChatGPT的RNA（核糖核酸）大模型，整合數十億條RNA序列預測非編碼RNA潛在靶點；構建AI+高通量編碼遞送系統，通過RNA序列標記不同載體，一次性完成動物體內篩選。這些技術不僅將核酸藥物研發周期從數年縮短至數月，還打破了國外在遞送系統“卡脖子”的壟斷，為國產創新藥開辟新路徑。

在細胞工廠構建領域，“理性設計”逐漸取代“試錯篩選”。中國生物化工專委會秘書長，北京化工大學副校長、教授蘇海佳團隊將微生物代謝網絡抽象為數學模型，通過MST（交互式可視化編程語言工具）平臺呈現代謝路徑，結合AI算法模擬單菌的酶約束、熱力學平衡，以及多菌體系的時間軸（生長與生產階段）與空間軸（微環境互作）。針對秸稈糖中葡萄糖與木糖的共利用難題，AI可精準預測“分工菌種”的最優比例與代謝路徑分割，原本需要數月的菌株改造縮短至幾周，茶氨酸、己酸等產品產量均突破文獻紀錄。

AI等新技術驅動的生物制造已不止于實驗室成果，正重塑產業格局，催生新商業模式與市場機遇。

品類拓展讓生物制造從“單一產品”走向“多元矩陣”。北京元育生物依托AI優化的微藻發酵技術，推出微藻植物奶，開發出低成本微藻外泌體；通過AI輔助的基因改造，雨生紅球藻蝦青素的發酵密度實現顯著提升，實現“農業養殖”向“工業發酵”跨越。

北京理工大學研究員呂波團隊利用其開發的生物逆合成軟件，將甘草三萜的合成路徑拆解為“環化-氧化-糖基化”模塊，通過設計最優調控方案，產量實現大幅度提升；同時，結合酵母底盤的食用安全性，推動人參皂苷Ro等藥用成分從植物提取轉向微生物發酵，實現“研發-中試-產業化”的快速銜接。這種“技術工具化-工具產品化-產品市場化”鏈條，讓生物制造擺脫“碎片”化創新，走向體系化突破。

盡管AI驅動的生物制造已取得顯著進展，但大規模產業化仍需突破技術、產業的多重挑戰。技術上，AI模型的“可解釋性”不足，產業上，“實驗室-生產線”的轉化鴻溝依然存在。

這些挑戰也是更廣闊的機遇。AI與生物制造的融合不斷加深，帶來的不僅是技術突破，更是一場產業革命。它讓生物制造從依賴自然資源的農業化模式，轉向依賴智慧與數據的工業化模式；從高污染、高能耗的傳統制造，轉向綠色低碳的新質生產力。正如與會專家所說，“生物制造的未來，是讓細胞按人類的‘指令’高效工作，而AI就是編寫這些‘指令’的核心語言?！痹谶@場革命中，中國的科研團隊與企業已占據先機，未來有望在全球生物制造格局中占據主導地位，為“雙碳”目標實現、人民健康保障與產業高質量發展注入強勁動力。