朱丹談：2021年十大生物科技產業趨勢與20家創新型初創企業

生物科技行業正在採用人工智能（AI）、數據分析和自動化等趨勢來優化生產。直接針對客戶而非生物製藥或醫療保健企業的消費性生物科技或生物科技產品有所增加。

雖然該行業仍主要集中在醫藥領域，但初創企業正致力於開發從食品和材料到環境監測的解決方案。

新冠病毒的大流行確實凸顯了生物技術行業的深遠影響，初創企業和公司都在開發快速檢測試劑盒、重新調整用途的藥物和疫苗。

為了深入研究生物技術行業的頂級趨勢和初創企業，位於奧地利的一家全球運營數據科學公司StartUs Insights利用其數據平台分析了4351家全球初創企業和規模企業的樣本。

該平台覆蓋全球137.9萬多家初創企業和規模企業，迅速提供特定領域內新興技術的詳盡概述，並在早期確定了相關初創企業和規模。

「我們專門為您解決發現難題，提供高性能的發現平台，」這家企業的創始人兼首席執行官大衛·普拉瑟介紹說：「使您能夠快速、全面地確定相關解決方案和技術。」

從下面的創新地圖中可以看到影響全球生物科技公司的十大行業趨勢和創新，以及20家精心挑選的初創企業，它們都致力於發展自己領域的新興技術。

創新地圖概述了十大生物技術行業趨勢和20家有前途的初創公司

生物科技初創公司和規模企業利用人工智能、大數據和分析來解釋現有的大量生物數據，以加速行業創新。

基因測序和基因編輯技術使公司能夠理解基因組並將其用於商業目的，這有助於精確醫學和合成生物學的應用，後者也採用DNA合成。

生物製造能夠實現各種產品的可持續和可擴展的製造。

最後，初創公司利用生物打印、微流體技術和組織工程來重新發明生物技術產品的含義，產品範圍從養殖肉類和人工器官到小型實驗室。

十大生物科技行業趨勢的影響

下面的全球創業熱圖突出了本研究分析的4351家典型創業公司和規模的全球分佈。創業熱圖顯示，美國是這些公司的大本營，同時歐洲，特別是法國的業務活動有所增加。

全球初創企業熱度圖涵蓋4351家生物科技初創企業和規模

以下是這些4351家有前途的初創企業和規模企業中的20家，以及他們開發的解決方案。這20家初創公司是根據成立年份、地點、融資等標準精心挑選的。

1. 人工智能

人工智能：生物科技行業趨勢

人工智能使生物科技初創公司能夠自動化廣泛的流程，幫助他們擴大業務規模。

例如，生物製藥初創公司利用人工智能加速藥物發現過程，篩選生物標誌物，以及通過科學文獻發現新產品。

圖像分類算法允許快速檢測不同的特徵——例如，醫學掃描中的癌細胞和葉子圖像中的作物病害癥狀。

此外，初創企業正在利用深度學習來分析微生物組、篩選表型和開發快速診斷。

• Arpeggio Bio開發核糖核酸（RNA）平台

Arpeggio Bio是一家總部位於美國的初創公司，正在開發一個RNA平台來指導治療開發。

這家初創公司的解決方案採用人工智技術來解釋RNA時間序列數據，以重建信號通路。

它將RNA分析數據轉化為可視化，提供了藥物如何影響RNA水平取決於劑量、時間和組織的見解。

• DeepTrait識別遺傳標記

瑞典初創公司DeepTrait使用人工智能識別遺傳標記。

這家初創公司專有的深度神經網絡架構分析基因組數據，以了解性狀的遺傳機制。

DeepTrait的解決方案在植物和牲畜育種、新型藥物設計和診斷學開發中得到應用。

2. 大數據分析

大數據分析：生物科技行業趨勢

當今生物科技中有着前所未有的數據量，包括不斷增長的組學技術、傳感器和物聯網設備的集成。

大數據和分析解決方案使生物科技初創公司能夠利用這些豐富的數據來推動創新。

它使生物製藥公司能夠更有效地招募患者進行臨床試驗。

初創企業和公司部署生物信息學解決方案，以開發更好的飼料，改善作物和牲畜品種，並探索未發現的微生物。

• BioXplor發現安全的治療方案

德國初創公司BioXplor利用大數據發現更好更安全的治療方案。

它執行網絡藥理學分析，從非結構化和不同的數據源開發治療方法。

初創公司的解決方案決定了藥物組合的協同或拮抗作用。

它還分析病人數據的反應和非反應的信號，改善病人的治療結果和治療反應分析。

• BioBox Analytics開發基因組數據分析平台

加拿大初創公司BioBox Analytics開發了一個基因組數據分析平台。

它使用一個數據庫來管理所有模型、樣本和數據，並在雲中運行生物信息管道。

解決方案確定了基因富集、組織/細胞表達和本體論。

這家初創公司還提供了可視化的解決方案，可以查詢論文、數據集和基因。

3. 基因編輯

基因編輯：生物科技行業趨勢

從隨機插入外源DNA對生物體進行基因改造到對基因組進行精確編輯，基因工程已經走過了漫長的道路。

基因編輯效率的提高是由於工程核酸酶的發展，以及最近CRISPR作為分子剪刀的發展。

通過基因編輯技術添加、替換或沉默特定基因，這為基因治療以及其他疾病的治療開闢了應用領域。

有針對性的基因修飾也使轉基因植物和動物的發展成為可能。

• PLANTeDIT提供基因組編輯解決方案

PLANTeDIT是一家愛爾蘭初創公司，生產非轉基因、基因組編輯的植物產品。

這家初創公司利用獲得專利的基因組編輯工具及其內部轉化技術，實現了高效的直接交付和基因組編輯植物的快速再生。

PLANTeDIT使大豆中的FAD2基因發生突變，產生高油酸變體。

高油酸油有助於食品公司延長食品的保質期。

• 體組學提供葉綠體編輯

總部位於美國的初創公司Plastomics開發了新一代交付技術。

這家初創公司利用葉綠體工程特性進行育種。

與核心特徵不同，這將導致更有效的特徵整合，並加快上市時間，這使得初創公司的解決方案適合應用，如修改光合途徑和代謝途徑工程。

4. 精準醫療

精準醫療：生物科技行業趨勢

基因編輯和基因測序成本的下降使得它們在臨床實踐中的應用更加常規，它使精確醫學成為可能，這種方法允許醫生確定哪些治療和預防策略對特定人群有效。

此外，它還可以對包括癌症在內的多種疾病進行個性化治療。

生物科技初創公司正在利用精確醫學來確定新的藥物靶點、發現新的藥物、提供基因治療和開發新的藥物遞送技術。

• iLoF提供個性化治療

英國初創公司iLoF提供了一個精確的、以病人為中心的藥物開發平台。

這個基於血液的平台在液體分散體（如血漿）中發現了生物納米結構。

該平台是快速和非侵入性的，有助於精確和個性化治療的發展。

這家初創公司的篩選測試是將患者分類進行臨床試驗。

• Dyno療法發展了基因療法

Dyno Therapeutics是一家總部位於美國的初創公司，開發人工智能驅動的基因療法。

這家初創公司的CapsidMap平台優化了腺相關病毒（AAV）載體，以提高靶向能力。

該解決方案映射合成AAV衣殼序列空間，以開發更好的基因治療載體。

5. 基因測序

基因測序：生物科技行業趨勢

自本世紀初以來，DNA測序的成本已經下降了5個數量級，在該行業開闢了廣泛的應用領域。

全基因組測序的成本降低，可以識別兒科疾病，個性化治療，建立具有廣泛表型的大群體。

測序還提供了一種快速且廉價的方法來檢測微生物的存在，從臨床和乳製品樣本中的病原體檢測到有益的土壤微生物。

生物科技初創公司正在創新新的測序技術，以及基因測序的新應用。

• BioClavis提供個性化診斷

英國初創公司BioClavis提供個性化診斷。

這家初創公司的TempO-Seq平台能夠快速、廉價地對蛋白質編碼轉錄組進行高通量分析。

通過使用定義的輸入序列，該解決方案提高了效率，並且與RNA-Seq相比只需要10%的測序讀取。

這家初創公司還開發了一種快速、準確地識別活性COVID-19感染的解決方案。

• BioSkryb提供全基因組測序（WGS）工作流程

Bioskryb是一家美國初創公司，開發全基因組測序流程ResolveDNA。

這家初創公司的工作流程與單細胞、多細胞和低輸入DNA樣本兼容。

BioSkryb還提供與大多數測序平台兼容的BaseJumper生物信息學平台，用於DNA測序分析。

6. 生物製造

生物製造：生物科技行業趨勢

生物製造利用生物系統生產醫療產品和療法、生物材料、食品和飲料以及特殊化學品。

初創企業正在推進不同的細胞培養、發酵和重組生產技術，以使生物製造成本低廉且可擴展。

與其他製造模式相比，生物原料的使用也使其相對更具可持續性。

該行業的生產模式也採用了機器學習和自動化。

通過集成工業4.0模型，生物技術初創公司提供生物加工4.0，以優化生產過程的每一步。

• Proteinea開發了一個基於昆蟲的生產平台

總部位於美國的初創公司Proteinea為下一代生物製造開發了一個基於昆蟲的生產平台。

初創的昆蟲技術利用大量生產的昆蟲幼蟲作為微型生物反應器進行重組生產。

它在數據驅動的垂直農場中種植它們，使這一過程具有可預測性和環境可持續性。

該解決方案使傳統生物反應器成為一種更具可擴展性和魯棒性的替代方案。

• 深枝（Deep Branch）提供氣體發酵

Deep Branch是一家英國初創公司，將工業排放的二氧化碳轉化為高價值的化學品。

它使用專有的氣體發酵工藝將捕獲的二氧化碳轉化為質子，是一種單細胞蛋白質。

質子是優化用作動物飼料，並具有高蛋白質和維生素含量和最佳的氨基酸配置。

7. 合成生物學

合成生物學：生物科技行業趨勢

一種史無前例的讀取和寫入基因組的能力使生物科技初創公司和公司能夠比以往更快地開發產品。

此外，合成生物學提供了更高的標準化和可重複性，允許在基因網絡水平上操縱生物體。

合成生物學初創公司致力於從計算藥物設計和細胞農業到基於微生物組的解決方案的挑戰。

細菌細胞工廠提供高產量的有價值的生物化學物質，用於製藥、材料和食品。

除了微生物，初創公司也在開發哺乳動物合成生物學解決方案。

• LenioBio提供無細胞蛋白質表達

德國初創公司LenioBio開發基於植物的無細胞蛋白質表達解決方案。

這家初創公司的ALiCE試劑盒能以3毫克/毫升的高產量生產500多種翻譯後修飾的蛋白質。

它只需要在質粒中添加一個基因到裂解液中，就不需要多個移液步驟。

這家初創公司生產用於生物技術和生物製藥行業的報告蛋白、抗原、抗體、過敏原和激素。

• Ribbon Biolabs提供DNA合成

Ribbon Biolabs是一家奧地利初創公司，正在開發DNA合成的新方法。

這家初創公司的過程結合了生物化學、算法和自動化來驅動精確和多重的DNA合成。

它通過構建整個基因組或開發抗體篩選文庫來合成DNA，用於生物技術、生物製藥和農業的各種應用。

此外，它還促進了基於DNA的納米技術和用DNA存儲信息或計算。

8. 生物打印

生物打印：生物科技行業趨勢

隨着生物技術中添加劑製造的引入，生物印刷初創公司提供了廣泛的材料和產品。

這些初創公司使用的生物打印機與生物基材料或生物材料開發的生物墨水一起工作。

在醫學應用中，細胞作為基質在支架周圍生長。

這使得骨、皮膚或血管移植物能夠從患者自身的細胞中生長出來，用於個體化治療。

其他初創公司利用生物打印技術進行快速成型和生物聚合物的開發。

• 3D生物技術解決方案實現生物製造

3D Biotechnology Solutions是一家開發生物打印解決方案的巴西初創公司。

這家初創公司的3D生物製造生物打印機名叫「Genesis」，服務於組織工程和再生醫學研究人員的需求。

這家初創公司還提供BioFDM，這是另一種使用生物相容性聚合物進行熔融沉積建模（FDM）的打印機。

• 普羅米修斯提供人造3D組織

意大利初創公司普羅米修斯提供具有高細胞活力的人體組織3D生物打印技術。

這家初創公司將細胞與生物材料結合起來，製造出一種生物墨水，然後逐層打印出來。

人造3D人體組織具有與真實人體組織相似的組成、功能和結構。

這家初創公司還開發了Ematik Ready，一種獸醫貼片，可促進狗和馬的傷口癒合。

9. 微流體

微流體：生物科技行業趨勢

生物科技行業對微流體的興趣源於對芯片上實驗室（LOC）設備的需求。

這些小型化的實驗室允許對傳染病進行廉價和快速的檢測，促進了醫療點（PoC）診斷。

初創公司也在開發用於診斷和環境監測的紙基微流體。

這項技術在芯片上器官（OOC）設備中發現了更多的生物製藥應用，這些設備在小芯片上模擬器官或器官類型的生理學。

OOC系統在藥物篩選和疾病建模中得到應用。

• 伊甸園科技提供微加工解決方案

伊甸園科技公司是一家利用微流體技術開發微加工解決方案的法國初創公司。

這家初創公司提供一系列微流控設備和配件，以及生物相容性聚合物Flexdym。

它開發用於醫療技術部門的大容量人工器官。

對於清潔技術應用，這家初創公司的解決方案是使用智能微通道網絡進行超高效的廢水過濾。

• Droplite開發了一種芯片上的實驗室設備

西班牙初創公司dropite開發了一種智能醫療診斷設備。

這家初創公司的設備結合了微流控技術、納米技術、表面化學和光子學，可以在幾分鐘內分析免疫分析測試盒。

這種芯片上的實驗室設備正在開發中，用於從生育能力、過敏到寵物疾病的診斷測試。

10. 組織工程

組織工程：生物科技行業趨勢

近年來，組織工程初創公司的數量急劇增長，這在很大程度上要歸功於生物打印和微流體技術的發展。

該技術促進自體組織移植物的產生治療燒傷或器官移植，並推動再生醫學發展。

雖然大多數初創公司僅限於生物醫學應用領域，但也有企業正在通過組織工程，創造肉類或皮革等動物產品的可持續替代品。

當然，這需要達到一個巨大的規模，使食物產品與動物性產品在成本上可以相比。

• Aleph農場生產養殖肉

Aleph Farms是一家生產養殖肉的以色列初創企業。

這家初創公司從健康的奶牛身上分離出細胞，把它們培育成一種合乎道德和可持續發展的肉類替代品。

它不需要屠宰動物，也不需要產生碳排放，生產出難以捉摸的真正的牛肉牛排。

這家初創公司的過程還提供了一種在長期太空任務中可持續種植糧食的方法。

• LyGenesis開發了器官再生技術

總部位於美國的初創公司LyGenesis開發了一個器官再生技術平台。

它將淋巴結轉化為功能性異位器官，從而可以從一個供體器官治療數十名患者。

這家初創公司利用門診內視鏡超聲波移植其細胞療法，無需手術。

結語

本報告中介紹的這些生物技術大幅度加速了生物製造、生物打印、精準醫學以及其它即將到來的應用領域的研究。

「該行業正在引進工業4.0技術，」集美控股集團高級副總裁朱丹博士介紹說：「而生物技術的發展往往滲透到製藥行業。」

生物技術對可持續性發展也至關重要，它為生產材料和食品提供了生態友好的替代品，並通過利用生物質原料促進循環經濟。