生物农业万亿市场，慕恩生物的探索与实践

本文来自35斗微信公众号，作者胡小凤。

在由35斗发起，陕西省商务厅、杨凌示范区管委会主办，杨凌示范区产业投资促进局、杨凌食品工程创新中心承办的“2022国际未来农业食品百强·杨凌峰会”上，慕恩生物副总裁王琳博士做“聚焦技术创新，打造新一代生物农业产品体系”主旨报告，并接受了包括35斗在内的媒体采访。

慕恩生物是国内领先的微生物组发现与产业化技术平台，聚焦技术创新，打造新一代生物农业产品体系。从2015年成立至今，建立了全球最大的农业和人体微生物菌种保存中心之一，保存的菌株超过20万株，掌握全球最大的微生物物种和基因多样性资源。聚焦的生物农业和生物医药两个业务板块，肿瘤活菌创新药物MNC-168已获批临床，生物农业已经连续3年实现收入倍增。

融资方面，慕恩生物已经完成5轮共计数亿元融资，主要股东包括“国投创业、红杉资本、越秀产业基金、碧桂园创投、天士力渤溢资本等国内一线资本”。

在大会现场，慕恩生物携手多家全球跨国农业科技公司、国内科研院所、杨凌农业高新技术产业示范区，成立了“生物农业创新联盟”。

王琳告诉35斗，我们国家基于微生物的基础研究在全球并不落后，但是基础研究跟工业化生产脱节，还没有发展起来比较大的生物制剂企业。“生物农业创新联盟”成立的核心在于推动科研跟产业的进一步接轨，解决基础研究跟产业化开发、市场建设、渠道建设相脱节的现状，促进上下游联动，真正把生物农业产业做起来。

以下为王琳博士在大会现场的分享内容，经35斗编辑整理。

一、微生物技术已成为解决当前社会挑战的重要手段

现在社会发展面临一些问题，微生物技术已成为解决当前社会挑战的重要手段，主要表现在以下几个领域：

在农业领域，国家农业发展面临着农药化肥长期滥用、土壤生态环境长期恶化的现状；在环境领域，养殖、种植环境、水污染越来越严重，全球生物多样性持续减少；在健康领域，抗生素滥用，致病菌抗药性问题日趋严重，益生菌、肠道微生物对健康的重要性被广泛认知；在食品领域，肉类的需求和消耗不断增加，畜牧业消耗了40%粮食产量，养殖过程中造成了大量二氧化碳排放。

以上问题，我们都可以从生物技术方面找到一些解决方案，表现在以下几个方面：微生物农业，以微生物活菌为主的农业产品包括微生物菌剂及微生物农药，已成为全球生物农业发展最快的赛道；微生态药物，近年来，微生态药物管线快速增长，肿瘤免疫、代谢性疾病等热度高涨，在适应症上，也从早期的治疗艰难梭菌感染扩展到目前已经有7个药物进入到临床3期；微生物蛋白，真菌蛋白生产成本低、只需少量土地和水，可极大地降低单位蛋白生产的碳排放，是替代蛋白领域最具潜力的发展方向。

上面三个领域都是慕恩生物应用的方向，微生物农业有慕恩农业；微生态药物有慕恩医药，慕恩医药现在有两个药物拿到了IND进入临床一期试验；微生物蛋白方向，慕恩生物孵化了真菌蛋白企业——蘑米生物。

从全球市场来看，生物农业的增长速度已经远远超过化学农业，未来将是生物农业产业化的黄金时期。传统的农业投入品，包括肥料、农业、除草剂、种子和种子处理剂等，年复合增长率在2.4%到6.2%之间，是一个比较低的水平；生物制剂以及转基因种子的年复合增长率，基本上超过了10%，在生物杀虫剂方面甚至超过15%。因此未来十年，生物制剂、合成生物学、转基因市场等，会迎来非常高速的发展。

新一代微生物技术也极大提高了我们认知、开发和发掘微生物的能力。慕恩生物团队的核心成员都来自于中科院微生物所，在这些优秀人才的努力下，公司在这些高速发展的领域，也将占有一席之地。

在读书的时候，老师经常讲到，当时我们能够分离和培养的微生物种类，占整个大自然中微生物种类的1%不到，但正是这样不到1%的微生物，创造了1863亿美金的市场份额。现在，随着多组学技术、培养组学技术的发展，越来越多的微生物能够被分离出来，我们可以利用各种各样的方法去培养出99%的微生物。这个市场空间大家可以想象一下，如果1%是1800亿美金的市场份额，那99%的微生物会给我们带来多大的市场想象空间。

基于基因组学和微生物组学的快速发展，我们对微生物的多样性也有了越来越多的认识。过去15年，我们了解到微生物组惊人的多样性，像热带雨林一样有各种各样的物种，很多人说我们人就是行走的细菌培养基，其实细菌的基因比人类基因多出100多倍，因此这个星球是由微生物主导还是人类主导，已经说不太清楚了。

新的技术变革给我们带来了更大程度发现微生物的能力，包括多组学技术、培养组学技术、微流控技术，使用一些射线把微生物打成单细胞，然后基于细胞层面对微生物进行分离培养。包括类器官技术，我们可以在体外模拟肠道功能，这对于高通量筛选非常有意义。根据模拟器，可以在体外发现跟作物根系有高度亲和力的微生物物种。

随着技术的快速发展，国内外的产业投资也聚焦在此领域。在2015年，美国就发布了国家微生物组计划，随之一系列关于精准医疗、微生物检测、微生物组药物的公司就陆续在市场上获得快速发展。2012年以来，全球多家农化巨头公司，如巴斯夫、拜耳、先正达、孟山都等，纷纷通过投资或并购进入生物农业领域。仅2012年下半年，国外生物农业领域并购的金额就高达20亿美金，生物农业市场年复合增长率高达17%。

国外知名的风险投资也重金布局了数亿美金微生物专项基金，最近几年投入微生物组创业公司的VC基金高达40-50亿美金，Seventure Partners、Flagship Pioneering等国际知名风投机构相继成立数亿美金的专项基金。J&J等产业基金也投资多家微生物公司。

慕恩生物的很多合作伙伴，比如先正达，在生物农业领域的并购同样非常活跃，基本上每一段时间可以看到一个国际并购大消息。

慕恩生物总结了在微生物组产业主要的投资和发展方向：微生物组产业相关的包括植物营养、植物益生菌；生物信息学分析相关的包括植物组学、微生物组的测序分析，以及动物健康领域和人体健康领域。

二、国外创业公司的进展：indigo、AgBiome、Pivot Bio

接下来，我们来看一下国外创业公司的发展。

其中最有名的是indigo，成立时间跟慕恩生物差不多，慕恩2015年成立，indigo2014年成立，但是indigo从成立开始一路领先，在2020年就已经完成了F轮融资，总融资金额超过15亿美金。indigo正在做一件什么事情呢，它通过分离作物的根系、种子、叶片各种样品的微生物，开发成一个微生物种子包衣剂，帮助作物抵御病虫害，增加营养摄入量，并且提高水肥利用率，最终来提高生产力。

indigo对外宣传的一句话是，采用自然微生物学和技术来提高农业生产的可持续性，为种植者带来利润，同时也为消费者带来健康。indigo的特点就是它本身不做合成生物学或者菌株，都是野生型，没有经过基因改造，通过发现新菌株包在种子表面，来提高作物的一些抗性。2022年8月indigo的第一个产品已经推向市场，拿到EPA认证，未来indigo肯定会迎来更大的发展。

另外一个公司叫AgBiome，本身也是做微生物组学开发的公司，在两年之内收集了北美最大的根际微生物菌种库，目前为止AgBiome的菌库2.3万株，在2021年的时候拿到了D轮融资，超过1亿美金，总融资超过2.5亿美元。AgBiome在行业内比较知名的产品，是一款号称能够完全媲美化学杀菌剂的生物杀菌剂，目前被巴斯夫引进，进行产品销售。

Pivot Bio成立于2011年，在2021年的7月份拿到D轮融资，整个估值超过20亿美金。跟前面两家基于野生型菌种开发微生物产品不一样的是，Pivot Bio利用的是合成生物学的菌株。他们收集了大量野生固氮菌资源，通过合成生物学的方法提高了自由固氮菌的效果。

Pivot Bio的企业愿景是能够完全替代氮肥，这个愿景很宏大很有难度，我们也期待着Pivot Bio能给我们带来越来越多的产品。Pivot Bio的整个研发路径，首先是发现微生物，即发现一些好的微生物菌株；然后改造微生物，即把固氮菌基因进行改造；最后做出终端产品。

三、生物农业的机遇和挑战：产、学、研脱节严重

生物农业不仅是人类在做，在自然界中也有很多有趣的案例。

蚂蚁是世界上最好的种植蘑菇的农民。比如切叶蚁，它们会把叶片采下来，一个一个搬进蚁巢里，并把叶片作为基质接种上它们喜欢吃的真菌，真菌会长出像蘑菇一样的实体供它们食用，而且蛋白含量很高。

切叶蚁的食物系统特别有意思，一方面切叶蚁把叶子采回来作为真菌的食物来培养，但时间长了之后，会有病原菌侵染切叶蚁培养的蘑菇，不过切叶蚁自己在腹部养了一些放线菌，通过放线菌产生的抗生素能够抑制病原菌的生长，从而保护它种的真菌蘑菇。

这跟我们的农业生态系统非常像，粮食作物也会受到病原菌和病虫害侵袭，我们也会通过使用各种各样的化合物或者生物制剂来保护我们的作物。而在人类文明到来的五百万年以前，切叶蚁已经完成了上述一整套农业种植的过程。

我们再把眼光放回到生物农业，微生物组有很多有益的功能，包括抗生物的胁迫、非生物的胁迫。生物胁迫包括一些杀虫除草剂危害、细菌病害、病毒病害、真菌病害等等。而微生物组可以帮助农作物抗干旱、高温、低温、盐碱，帮助我们提高对氮元素和磷元素的利用率，以及能够提高对微量元素的利用率。

目前，国家政策方面给予生物农业发展带来了极大利好。化肥农药的双减政策，提高了农业生产效率。时代的浪潮，正在向生物农业方向发展。不过，生物农业领域也存在着一些产学研严重脱节的现状。

比如现在的国内市场，包括生物制剂领域，很多是以营销来驱动的，大家更聚焦的是怎么卖产品，并没有从头到尾好好研发这个产品，很多产品都是在市场上随便拿到一个菌株回来拷贝，然后做成一个产品，其实并没有什么市场竞争力。而国外的市场，包括刚才讲的几个公司，就是非常科学的从微生物的发现到微生物制剂，一步一步按照科学的流程走下来，因此产品在市场上非常有竞争力。

中国有着万亿级的市场份额，但是我们要真正抓住这个市场，还面临非常多的挑战。现在还有很多脱节的地方，比如核心技术存在缺失，菌种资源库筛选技术、发酵技术和剂型技术的缺失，都导致了国内产品的落后和低价。

现在生物农业的市场格局，跟几十年前的化学农药很像，过去我们国家传统的化学农药模式也是小而分散，今天的生物农药也面临同样的问题。如今，在生物制剂领域，我们有超过2000家微生物制剂企业，但到底做出了什么样的结果？现状是，目前我们没有任何一个在国际上打响的生物农业产品。

因此，我们现在主要面临的问题就是：小而分散、大而不强。有一些公司发酵的体量很大，可以做到100吨的发酵罐，生产能力很强，但本身发酵工艺或者产品质量并不强，轻研发重营销，重点并不是在怎么做产品上，而是怎么卖产品，缺乏核心技术。在资本层面，很多投资公司也缺乏耐心去扶持重研发的公司。

放眼国际市场，已经从第一代微生物产品进入到了第二代的微生物产品体系。我们以人的益生菌来做一个比较，。第一代微生物产品都是基于乳酸杆菌、双歧杆菌这一类微生物开发的一些产品，我们今天吃的大部分益生菌都是这两个。

但是现在国外的企业已经从一代乳酸菌类产品进入到二代更先进的肠道细菌，如果说一代乳酸菌更多是益生菌、保健品功能，二代肠道细菌已经被用于药物开发，比如粪菌胶囊，就是把一个健康人的粪便进行冻干之后制造成胶囊，给肠道紊乱或者是CDI感染的人来服用，效果非常好。

再把眼光拉回农业微生物产品，目前我们越来越多的技术也是集中开发第二代农业微生物产品，包括发掘一些新的菌种，组合新的菌株，开发新的应用，通过合成生物学的方式改造微生物，就像之前做的那样，通过合成生物学技术进行基因改造，让微生物具有更新的功能和更强的能力。

新一代农业微生物产品的四个特点：第一是绿色环保，第二是功能和效率非常高，第三是稳定性很强，第四是能具有很长的货架期。

四、慕恩生物的探索和实践：发现微生物，筛选微生物，改造微生物，应用微生物

前面是一些产业的现状以及业内公司在做的一事情，接下来我们看一下慕恩生物的探索和实践。

慕恩生物是国内领先的聚焦于微生物组发掘和产业化的技术平台。简单来说我们做四件事情，第一是发现微生物，用我们微生物组学的方法发现越来越多的微生物；第二是筛选微生物，做各种各样的模型，包括植物病害模型、肥胖症小鼠模型、患癌症小鼠模型，筛选到对人体和作物有用的微生物菌株；第三是改造微生物，拿到一个好的野生菌株，怎么用分子生物学的方法让它的功能更强；最后是应用微生物，把它开发成产品，真正的走向终端。

慕恩生物2015年在北京成立，2016年11月拿了天使轮融资后，公司整体从北京搬到广州。现在公司拥有员工超过300人，60%以上是硕士学位以上的研发人员，广州总部有超过一万平米的研发中心，已建成了国际一流的微生物组产业化技术平台。

慕恩生物主要有两个业务板块，包括生物农业和生物医药。生物医药板块，肿瘤活菌生物药MNC—168已经获批临床。生物农业领域，从2019年第一个产品正式推向市场开始，公司已经实现连续三年的收入三倍以上增长。

融资方面，慕恩生物已经完成五轮数亿元的融资，投资方包括很多顶级的投资机构，投创业、红杉资本、越秀产业基金、碧桂园创投、天士力渤溢资本等国内一线资本，现在都是慕恩生物的股东。

目前，慕恩已建成全球最大的农业及人体微生物菌种库，已保存的菌株超过20万株，拥有全球最大的微生物菌种和基因多样性资源，每年提交申请发明专利大约在30到50个。

慕恩研发平台叫Culture—To—Product，从微生物的培养到最后产品，所有工作就是围绕着怎么把一个微生物菌株，用一些技术手段开发成最终端的产品。其中包括获得最高的资源多样性，建立各种各样的筛选模型，实现高通量的筛选，优化剂型开发技术等等。

截至目前，慕恩生物已经推出了几个在行业内比较有名的产品。

第一个产品菌养元®，是公司2019年正式推出的第一款商业化产品，对标美国Biowork的RootShield。但RootShield这个产品有一个限制，它只能4°低温保存，在零售店销售时需要配冰箱，这限制了产品流通。而慕恩解决了这个问题，菌养元®可以常温下保存18个月，从而大大扩展了产品的使用场景。

另外一个大单品叫削线®，对标美国MBI公司的Majestene，以发酵产物杀线虫，广谱、稳定性极高，获得了全球农业重要奖项Agrow Awards。削线®产品是慕恩生物在国内的首创。它利用伯克氏菌产生的大量代谢产物抑制线虫，降低作物根结形成，线虫盆栽平均防效可达65.56%。。产品于2021年年底正式推出，上市第一年就实现了破千万的销量。目前，削线®正在进行农药登记，预计到2025年能够拿到产品的农药登记证件。

以上就是慕恩生物在做的事情。慕恩公司的公司愿景是——以微生物创造美好未来，衷心希望能够与在座的优秀企业共同携手，合力将微生物产业做大做强。