合成生物学研发竞争态势对比分析

doi:10.12211/2096-8280.2024-087

合成生物学 ›› 2025, Vol. 6 ›› Issue (4): 940-955.DOI: 10.12211/2096-8280.2024-087

合成生物学研发竞争态势对比分析

吴晓燕¹, 宋琪¹, 许睿¹, 丁陈君¹, 陈方¹, 郭勍², 张波²

^1.中国科学院成都文献情报中心，四川成都 610299
^2.中国科学院青岛生物能源与过程研究所，山东青岛 266101

收稿日期:2024-12-02 修回日期:2025-05-23 出版日期:2025-08-31 发布日期:2025-09-03
通讯作者: 丁陈君
作者简介:吴晓燕（1992—），女，助理研究员。专注于合成生物制造产业分析、市场与政策研究，对合成生物制造产业的发展动态、市场趋势和政策导向有深入研究，为推动合成生物制造产业的创新发展提供理论支持和政策建议。 E-mail：wuxy@clas.ac.cn
丁陈君（1981—），女，博士，副研究员。中国科学院成都文献情报中心生物科技战略研究中心副主任。长期致力于生物科技领域的科技战略、创新政策及战略情报研究，聚焦合成生物学等前沿技术领域发展趋势，为国家和企业战略决策提供关键依据，推动领域科技创新与战略布局。 E-mail：dingcj@clas.ac.cn
基金资助:
山东省合成生物技术产业发展战略研究(202202SDZD05);2024年中国科学院文献情报能力建设专项项目“科技领域态势分析与服务”(E4290425)

A comparative analysis of global research and development competition in synthetic biology

WU Xiaoyan¹, SONG Qi¹, XU Rui¹, DING Chenjun¹, CHEN Fang¹, GUO Qing², ZHANG Bo²

^1.National Science Library（Chengdu），Chinese Academy of Sciences，Chengdu 610299，Sichuan，China
^2.Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology，Chinese Academy of Sciences，Qingdao 266101，Shandong，China

Received:2024-12-02 Revised:2025-05-23 Online:2025-08-31 Published:2025-09-03
Contact: DING Chenjun

摘要/Abstract

摘要：

作为全球科技战略发展的重点领域，合成生物学正受到各主要经济体的战略性重视。本文从政策规划、基础研究、技术创新及产业化等多个维度，系统分析了美国、欧洲和中国在合成生物学领域的竞争态势。结果表明，美国在该领域具有显著优势，特别是在基础研究方面拥有大量关键底层技术成果与知识产权。欧洲凭借其独特的区域协同创新模式和产学研深度融合机制，在科研成果转化方面取得显著成效。中国虽然近期在合成生物学领域投入力度持续加大，但在高水平研究产出、高价值专利创造及科技成果转化效率等方面与欧美国家相比仍有待提升。值得指出，在一些特殊领域（体外合成生物学）以及重大应用（如二氧化碳合成淀粉、纤维素变淀粉等）方面，中国已经取得领先地位。基于上述分析，本文建议从完善政策顶层设计、提升企业创新主体地位、突破关键底层技术、优化知识产权布局以及健全产业生态体系等方面着手，推动我国合成生物学产业的高质量发展。

关键词: 合成生物学, 合成生物技术, 生物制造, 生物经济, 文献计量分析

Abstract:

Synthetic biology is an advanced interdisciplinary field that merges biology, engineering, and technology, emerging as a strategic focus for major economies globally. This study offers a detailed comparative assessment of synthetic biology research and development in the United States, Europe, and China. Through systematic analysis of policy infrastructure, research achievements, technological advancements, and industrial applications, we have identified distinct competitive patterns across these regions. Our findings show that the United States maintains a clear leadership position, particularly in fundamental research, with significant technological capabilities and intellectual property assets. Europe has built an effective regional innovation ecosystem, achieving notable success in research commercialization through integrated collaboration among academic, research, and industrial sectors. While China has made substantial recent investments in synthetic biology, there remain opportunities to enhance high-impact research output, valuable patent development, and technology transfer efficiency compared to Western nations. Notably, China has achieved a leading position in specific areas (cell-free synthetic biology) and major applications (such as CO₂-to-starch synthesis and cellulose-to-starch conversion). Based on the above analysis, this paper recommends promoting the high-quality development of China’s synthetic biology industry through five key approaches: improving top-level policy design, strengthening enterprises’ role as primary innovators, achieving breakthroughs in core technologies, optimizing intellectual property strategy, and enhancing the industrial ecosystem. These recommendations aim to promote the sustainable development of China’s synthetic biology sector. This study provides valuable strategic guidance for decision-makers, researchers, and industry stakeholders, aiding them in navigating the global competitive landscape and making informed decisions regarding the development of synthetic biology. {L-End}

Key words: synthetic biology, synbio technology, bio-manufacturing, biobased economy, bibliometric analysis

中图分类号:

吴晓燕, 宋琪, 许睿, 丁陈君, 陈方, 郭勍, 张波. 合成生物学研发竞争态势对比分析[J]. 合成生物学, 2025, 6(4): 940-955.

WU Xiaoyan, SONG Qi, XU Rui, DING Chenjun, CHEN Fang, GUO Qing, ZHANG Bo. A comparative analysis of global research and development competition in synthetic biology[J]. Synthetic Biology Journal, 2025, 6(4): 940-955.

图/表 14

参考文献 43

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	“ The 2023 China Biomedical Industry Park Competitiveness Evaluation and Analysis Report” was officially released[EB/OL]. (2023-11-01)[2024-10-29]. .

项目		美国/中国	全球/中国
关键底层技术	总发文量	1.56	5.35
	篇均被引	1.99	—
	高被引论文数	1.53	3.42
	CNS顶刊发文量	8.29	10.86
	CNS顶刊被引次数	15.59	18.86
	CNS顶刊篇均被引	1.88	1.80
医药健康	总发文量	0.82	4.96
	篇均被引	2.09	—
	高被引论文数	1.13	3.94
	CNS顶刊发文量	12.67	17.33
	CNS顶刊被引次数	12.39	17.59
	CNS顶刊篇均被引	0.98	1.01
化工材料	总发文量	0.88	4.67
	篇均被引	2.07	1.36
	高被引论文数	0.84	3.29
	CNS顶刊发文量	10.70	14.30
	CNS顶刊被引次数	12.85	16.56
	CNS顶刊篇均被引	1.20	1.16
农业食品	总发文量	0.90	4.67
	篇均被引	1.78	1.26
	高被引论文数	0.91	3.57
	CNS顶刊发文量	1.79	1.55
	CNS顶刊被引次数	4.00^①	8.00^①
能源环保	总发文量	0.64	4.41
	篇均被引	2.04	1.24
	高被引论文数	0.89	4.22
	CNS顶刊发文量	1.72	1.35
	CNS顶刊被引次数	12.00^①	16.00^①

项目		美国/中国	全球/中国
关键底层技术	总发文量	1.56	5.35
	篇均被引	1.99	—
	高被引论文数	1.53	3.42
	CNS顶刊发文量	8.29	10.86
	CNS顶刊被引次数	15.59	18.86
	CNS顶刊篇均被引	1.88	1.80
医药健康	总发文量	0.82	4.96
	篇均被引	2.09	—
	高被引论文数	1.13	3.94
	CNS顶刊发文量	12.67	17.33
	CNS顶刊被引次数	12.39	17.59
	CNS顶刊篇均被引	0.98	1.01
化工材料	总发文量	0.88	4.67
	篇均被引	2.07	1.36
	高被引论文数	0.84	3.29
	CNS顶刊发文量	10.70	14.30
	CNS顶刊被引次数	12.85	16.56
	CNS顶刊篇均被引	1.20	1.16
农业食品	总发文量	0.90	4.67
	篇均被引	1.78	1.26
	高被引论文数	0.91	3.57
	CNS顶刊发文量	1.79	1.55
	CNS顶刊被引次数	4.00^①	8.00^①
能源环保	总发文量	0.64	4.41
	篇均被引	2.04	1.24
	高被引论文数	0.89	4.22
	CNS顶刊发文量	1.72	1.35
	CNS顶刊被引次数	12.00^①	16.00^①

项目	序号	专利申请机构	专利数量
关键底层技术	1	江南大学	307
	2	美国哈佛大学	163
	3	美国桑加莫治疗公司	113
	4	美国加州大学	96
	5	美国英拜奥斯公司	93
项目	序号	专利申请机构	专利数量
医药健康	1	美国基因泰克公司	220
	2	美国加利福尼亚大学	149
	3	法国巴斯德研究所	142
	4	英国葛兰素史克生物制品公司	141
	5	瑞士诺华公司	140
项目	序号	专利申请机构	专利数量
化工材料	1	韩国希杰第一制糖公司	535
	2	波兰弗罗茨瓦夫环境与生命科学大学	221
	3	日本味之素株式会社	202
	4	德国赢创德固赛公司	180
	5	美国基因泰克公司	161
项目	序号	专利申请机构	专利数量
农业食品	1	荷兰帝斯曼知识产权有限公司	282
	2	江南大学	163
	3	德国巴斯夫植物科学	149
	4	日本三得利控股公司	123
	5	美国孟山都科技有限公司	122
项目	序号	专利申请机构	专利数量
能源环保	1	江南大学	438
	2	丹麦诺维信	269
	3	南京工业大学	216
	4	清华大学	209
	5	美国xyleco	194

项目	序号	专利申请机构	专利数量
关键底层技术	1	江南大学	307
	2	美国哈佛大学	163
	3	美国桑加莫治疗公司	113
	4	美国加州大学	96
	5	美国英拜奥斯公司	93
项目	序号	专利申请机构	专利数量
医药健康	1	美国基因泰克公司	220
	2	美国加利福尼亚大学	149
	3	法国巴斯德研究所	142
	4	英国葛兰素史克生物制品公司	141
	5	瑞士诺华公司	140
项目	序号	专利申请机构	专利数量
化工材料	1	韩国希杰第一制糖公司	535
	2	波兰弗罗茨瓦夫环境与生命科学大学	221
	3	日本味之素株式会社	202
	4	德国赢创德固赛公司	180
	5	美国基因泰克公司	161
项目	序号	专利申请机构	专利数量
农业食品	1	荷兰帝斯曼知识产权有限公司	282
	2	江南大学	163
	3	德国巴斯夫植物科学	149
	4	日本三得利控股公司	123
	5	美国孟山都科技有限公司	122
项目	序号	专利申请机构	专利数量
能源环保	1	江南大学	438
	2	丹麦诺维信	269
	3	南京工业大学	216
	4	清华大学	209
	5	美国xyleco	194

国家	合享价值度为10的专利	转让专利	维持年限超过10年的专利	简单同族数量大于3的专利
中国	2937	4482	5603	3391
美国	11783	11493	17069	19750
日本	3988	4107	7721	8128
韩国	1749	1103	2553	2477
德国	1530	1657	1891	3423
法国	879	846	1140	1813
英国	830	710	890	1861

合成生物学研发竞争态势对比分析

A comparative analysis of global research and development competition in synthetic biology

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国家	PCT专利占比	海外专利占比	主要受理地区（占比）
中国	5.75%	5.27%	美国（45.27%）、日本（13.66%）、EPO（11.11%）
美国	21.77%	61.13%	EPO（15.25%）、日本（15.03%）、加拿大（10.72%）
日本	18.42%	60.93%	美国（27.09%）、EPO（17.04%）、德国（11.67%）
韩国	16.88%	49.63%	美国（24.89%）、日本（13.98%）、中国（13.33%）
德国	18.78%	86.41%	美国（26.07%）、EPO（18.47%）、西班牙（9.35%）
法国	18.91%	87.06%	美国（24.06%）、EPO（15.60%）、德国（9.67%）
英国	17.23%	95.72%	美国（26.78%）、日本（12.05%）、EPO（10.19%）

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