农业生产受气候和自然资源的制约，并从碳排放、农药抗生素污染等方面影响着整个生态系统。在人口增长的压力下，变革食品生产系统势在必行。
通过培养动植物细胞来生产农业产品的生产技术 —— 细胞农业便在这一背景下诞生。“细胞培养肉” 即是细胞农业产品中最具有应用规模和市场潜力的品类之一，这种生产方法缩短了肉类生产的周期，不再需要通过饲养动物来获取肉类，避免了传统畜牧业碳排多、能耗大的诸多缺陷。根据 Good Food Institute 最新研究表明，随着可再生能源的普及，细胞培养的猪肉和牛肉碳排放比传统养殖方式分别减少 52% 和 92%；同时还避免抗生素、激素的使用，减少动物传染病。
▲图 | 食品与农业对于环境的影响（来源：Our World in Data)
细胞培养肉生产步骤：
1）提取细胞：从动物身上提取一小部分细胞，作为 “种子”，成为培养肉培育扩增的起点；2）培育扩增：模拟细胞在动物体内的生长环境，为其提供充足养分，帮助其实现指数级扩增；3）结构搭建：利用生物支架或 3D 打印技术使细胞形成肉类的组织结构；4）成为产品：通过食品科学进一步还原肉类的口感及肌理。
▲图 | 细胞肉培养过程示意图（来源：The Good Food Institute）
2021 年 12 月，中国农业农村部关于印发《“十四五” 全国农业农村科技发展规划》的通知中，也明确提到了细胞培养肉，并将该类别列为国家下一个五年积极参与的前沿技术领域。今年 5 月，国家发展和改革委员会印发《“十四五” 生物经济发展规划》，明确提到 “发展合成生物学技术，探索研发‘人造蛋白’等新型食品，实现食品工业化迭代升级，降低传统养殖业带来的环境资源压力。”
这一前景广阔的行业在世界范围内吸引着越来越多的创业者，今年 5 月，成立于 2020 年，位于上海的以开发细胞培养肉产品为核心的细胞农业科技公司 CellX 完成了近亿元人民币 A 轮融资，国际领先新蛋白基金 Lever VC、Agronomics、Better Bite Ventures 等老股东以及佳沃创投等新投资方参与。
值此机会，生辉 Agri Tech 有幸联系到 CellX 联合创始人兼细胞研发负责人黄彬璐博士，分享 CellX 近期取得的技术突破与未来发展。
从医药研发转向生物食品研发
黄彬璐博士毕业于清华大学，曾在瑞士巴塞尔大学、中国科学院生物化学与细胞生物学研究所做博士后，主要研究方向为细胞分子生物学及肿瘤免疫学。创业前曾是细胞疗法公司艺妙神州的高级科学家，在此期间开展了两个针对实体瘤 CAR-T 细胞药物的前端研发项目。2021 年初，作为联合创始人和细胞研发负责人，黄彬璐加入 CellX，主要负责前端细胞研发，包括细胞系及培养基开发。
谈及职业转变的初衷，她表示，虽然肿瘤细胞药物开发非常有意义，但所针对的通常是晚期患者，受众面小，患者生活质量也难以通过治疗提高；在全球减碳的大目标下，细胞培养肉是对环境、人类健康、动物均有益的领域，自己希望在促进人类健康的领域做发挥更大价值的事情，所以转向了受益者更广、亦顺应时代需求的细胞培养肉方向。
从医药领域跨界到食品领域，对于原来医药领域细胞研发者来说是一种技术的降维转移。“如果你现在要用组织工程技术开发一个人工心脏，你要考虑它的功能、结构、排异反应等等问题，而细胞培养肉不太需要考虑上述的诸多因素，主要关注于细胞的培养，比如肌肉细胞、脂肪细胞等，并进一步通过产品化的手段开发成肉品，从科研层面看的难度要小很多。” 黄彬璐解释道，“从某种程度上说，细胞培养肉所使用的技术可以由当前发展迅速的生物医药行业借鉴。比如在抗体疫苗行业中，不断在发展的细胞扩大培养工艺体系就很值得学习。”
作为一名科学家投身创业，黄彬璐不仅需要根据行业的特点攻克不同的技术难点，也面临技术之外的种种的商业和运营管理的挑战。她时刻提醒自己和团队要有商业化和产品化的思维，“创业就是要把科研成果转化成具有商业价值和社会价值的产品和服务，从项目研发的进程规划，到后期质量标准的建立和把控，都需要系统的思考、精准的执行和快速的纠错。” 她还强调，“人是最重要的，建立一个自主高效的人才团队，对我们的技术推进非常重要，我们推崇非常平等、真诚的团队关系。”
▲图｜黄彬璐（来源：受访者提供）
细胞培养肉研发面临的首要技术挑战是前端如何低成本大规模地生产细胞，为此要攻克以下几个难关：1) 用非转基因的方式对 “种子细胞” 进行优化和筛选，以获得稳定、优质的 “种子细胞”；2) 研发低成本可量产的血清替代物和生长因子，以取代昂贵、不符合动物福利理念、进口供应链不稳定的胎牛血清；3) 探索大规模生产细胞的工艺体系和，以满足大规模产量要求。
对此，CellX 目前已建立起种子细胞、培养基、新型工艺、创新产品四大研发平台，搭建了完整的技术路线平台。其中前两者取得重要突破：获得了永生化细胞系和其配套的低成本培养体系。“这能为后续培养提供稳定的细胞来源，对于下一步工艺的开发非常重要。” 黄彬璐介绍道。
联合产业联盟推进国内市场准入进程
建立起四个技术平台后，CellX 的目标是快速推进首款产品的商业化，从各个平台上击破其商业化生产瓶颈。
这包括：在细胞系方面，继续优化在稳定性上更有潜力的细胞类型；培养基方面，进一步优化前文所述的低成本培养基配方，同时探索一些更低成本且高效的新型培养基成分，譬如特殊水解物、生长因子等。研发之外，该公司也会积极寻求上下游供应商的战略合作，集合行业力量更快让技术产业化、商业化，CellX 希望在 2025 年实现细胞培养肉与动物肉价格的持平。
那么这些前端的技术最终可以做出什么产品呢？作为消费者，想必大部分人关心的是 “能吃到怎样的肉”。去年 9 月 CellX 展示了三款产品雏形，是国内首次展示有纤维感和立体结构的细胞培养肉块。
▲图｜细胞培养肉成品（来源：受访者提供）
在真正的产品化之前，细胞培养肉还面临政府监管准入的挑战。虽然农业农村部对细胞培养肉与未来食品领域的认可和支持将会为今后中国的新蛋白领域带来正面的长期影响，科技部也在 2020 年设置了用于替代蛋白研发的专项基金，但中国市场目前并没有细胞培养肉商品，尚缺乏对此类产品的市场准入和监管体系。CellX 正在积极联手行业共同推进市场准入，有望能够在明年推出首款产品。相信在利好政策的加持下，中国细胞培养肉的监管准入也将加速。
放眼全球，新加坡在市场方面走在前沿，2020 年底就上市了世界首款细胞培养肉。黄彬璐表示除了努力做好中国的相关监管沟通外，CellX 也会持续关注海外市场，为首款产品的上市打下市场基础。“我们也是亚太细胞农业联盟的理事会成员，正在积极促进技术与各个利益相关方的交流，大家对于亚太地区尤其中国地区的市场都是比较看好的。”
除了新加坡，美国、以色列、荷兰等国在细胞培养肉领域的研究和市场推进也值得关注和借鉴，相关政府也投入大笔资金支持细胞农业的发展。技术方面，国际领先的细胞培养肉公司已经相继建立了细胞培养肉试点工厂，细胞培养肉商业化在全球范围内进展不断加速。
“希望明年我们能建成试点车间，利用更好的工艺来切实保障产业化的落地。” 黄彬璐表示，希望行业从前端研发扎扎实实地推动行业走到真正的产业化、商业化，同时也希望整个行业能做出更多创新、扎实推进、确保质量安全，呵护行业健康快速发展。