如何推动微生物制造从实验室研究走向产业化应用，是当前生物技术发展的重要挑战。其中，能否在选题和研发早期统筹考虑菌株构建、发酵放大、分离纯化及经济性等全流程要求，对技术的成功转化尤为关键。青岛能源所王士安研究员联合北京化工大学、广东以色列理工学院等单位，提出了“因菌制宜与因品制宜”（Microbe-Specific and Product-Specific Strategies, MPSS）的生物制造研发策略（图1）。该策略强调，微生物制造不应过度依赖已有模式菌株或成熟研究体系，而应从选题源头统筹微生物宿主、目标产品与生产过程之间的适配性，提高研发方向与产业化需求的匹配度。

MPSS进一步推动生物制造研发与“设计—构建—测试—学习”（DBTL）循环以及整体生物过程设计（holistic bioprocess design）相结合，形成贯穿研发全过程的端到端开发理念（图2）。传统研发流程通常将菌株构建、发酵优化和下游加工分阶段开展，虽然有利于快速实现实验室验证，但可能将关键工艺问题推迟到研发后期，增加技术转化风险。MPSS则将宿主—产品—过程兼容性前置到技术路线设计与早期评估阶段；DBTL通过循环迭代优化菌株和代谢通路；整体生物过程设计进一步综合评价发酵性能、规模放大、分离纯化、制造成本和过程稳定性。三者相互反馈，将生物学优化与工艺可行性评价贯通起来，推动生物制造由局部性能优化转向兼顾系统性、可放大性和可制造性的协同设计。

在此基础上，论文进一步提出并倡导发展“应用微生物种群生物学”（Applied Microbial Population Biology, AMPB）这一新的研究分支（图3）。传统微生物种群生物学主要关注遗传多样性、进化规律和生态互作，而AMPB进一步面向工业应用，将微生物种群内天然存在的遗传、表型和代谢差异转化为菌株开发资源。通过开展功能导向的菌株资源挖掘、种群尺度表型与代谢评价，以及工艺相关条件下的性能分析，AMPB有望发现和培育具有高生产性能、高稳定性和良好产业适应性的工业菌株，为降低生物制造放大过程中的不确定性提供新的理论和技术支撑。

“因菌制宜与因品制宜”策略及应用微生物种群生物学的提出，为解决微生物制造前端选题与后续产业化脱节、概念验证成果多而规模化应用不足等问题提供了新的思路。然而，新策略的实施和新分支的发展仍需要长期积累和跨学科协同。未来，仍需加强技术开发与产业验证，推动相关策略和方法在实际研发中落地应用。期待科研界与产业界共同努力，提升我国生物制造的技术转化能力，为绿色低碳生物经济发展提供支撑。（文/图 王士安）

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0734975026002065

Shi’an Wang^*, Zhengjun Li, Peng Hu,Qiming Wang, Fang Chen, Peng Xu. Microbe-Specific and Product-Specific Strategies for Scalable Biomanufacturing. Biotechnology Advances, 2026, 92:109000, 10.1016/j.biotechadv.2026.109000.

图1. 因菌制宜与因品制宜的研究策略

图2. MPSS、DBTL与整体生物过程设计的协同

图3. 应用微生物种群生物学