合成生物学（Synthetic Biology）最初由B. Hobom于1980年提出，用于描述基因重组技术。随着分子系统生物学的发展，E. Kool在2000年的美国化学年会上重新提出了这一概念。2003年，国际上将其定义为基于系统生物学的遗传工程和工程方法的人工生物系统研究。合成生物学涉及从基因片段、DNA分子到细胞的人工设计与合成，类似于现代集成型建筑工程，将工程学原理应用于生物技术领域。
合成生物学通过设计和构建新的生物系统或改造现有系统，能够实现传统化学方法难以完成的复杂分子合成。它结合了分子生物学、基因工程和化学工程的技术，在微生物中表达特定酶和代谢途径，高效生产所需化合物。这一方法被视为继DNA双螺旋结构和人类基因组解码之后的第三次生物科技革命，具备创造新原料、低成本大规模生产和全过程绿色环保等特点。
过去，化妆品研制主要依赖化学合成方法。随着社会环境和消费者认知的演变，越来越多的消费者和研究者开始追求绿色化妆品，这促使化妆品研究领域愈发关注合成生物学技术。目前，合成生物学已经成为一个跨学科的研究领域，许多国家和机构纷纷投入大量资源，推动该领域的发展。
国家药品监督管理局曾于2023年发布相关公告，明确指出鼓励结合传统优势项目和特色植物资源开发化妆品新原料，并支持运用现代科学技术进行创新。对已使用化妆品原料的改进和创新，可通过优化制备技术和生产工艺、改变原料物质基础等方面开展实质创新性研究，提升原料安全、稳定、质量可控性。
图1 源自国家药品监督管理局官网
合成生物化妆品新原料备案现状
截止2024年10月9日，据不完全统计（部分原料技术要求文件暂未公示），化妆品新原料中合成生物学来源的原料备案情况如下：
图2 中贸合规中心汇总制作
已备案新原料（合成生物来源）中，β-烟酰胺单核苷酸（NMN）以12个（含1个已注销）备案数量高居榜首，是目前当之无愧的热门原料。此外，吡咯并喹啉醌二钠盐（PQQ）共计备案4个，N-乙酰神经氨酸（燕窝酸）3个，维生素K2和岩藻糖基乳糖（2'-FL）分别备案2个，氨基乙酰丙酸HCI备案1个（已取消备案）。
化妆品新原料备案流程及要求
化妆品新原料备案工作应根据《化妆品监督管理条例》、《化妆品注册备案管理办法》、《化妆品新原料注册备案资料管理规定》等相关法规开展，备案流程详见下图：
图3 中贸合规中心制作
通过发酵工程、细胞工程、基因工程、酶工程和蛋白质工程中的任一种技术获得的新原料，其制备工艺可归类为生物技术。根据《化妆品安全评估技术导则（2021年版）》，生物技术来源的原料，一般包括以下内容：
1️⃣ 制备过程；
2️⃣ 所用的生物描述：供体生物、受体生物、经修饰的微生物等；
3️⃣ 生物技术的类型/方式；
4️⃣ 微生物致病性；
5️⃣ 毒性成分包括生物代谢物、产生的毒素等；
6️⃣ 理化特性；
7️⃣ 微生物质量控制措施；
8️⃣ 防腐剂和/或其他添加剂。
对于特殊生物技术来源的原料，其中经修饰的对象（如微生物）或潜在的毒性物质不能彻底去除的，需提供数据予以说明。
合成生物新原料合规路径
根据《化妆品新原料注册备案资料管理规定》，化妆品新原料可分为6种情形：
图4 内容源自《化妆品新原料注册备案资料管理规定》
据了解，目前备案完成的合成生物学化妆品新原料以情形2和情形5为主。情形2和情形5两者对比来说，主要是毒理学试验的要求有所不同：
⭕按情形2备案的新原料需要开展急性经口或急性经皮毒性试验、皮肤和眼刺激性/腐蚀性试验、皮肤变态反应试验、致突变试验和亚慢性经口或经皮毒性试验等；
⭕按情形5备案的新原料可豁免系统毒性试验，只需要开展皮肤和眼刺激性/腐蚀性试验、皮肤变态反应试验即可，对于申报企业来说可极大地降低成本和缩短备案时间。
那么，具体怎样的原料才能按照情形5进行备案？
⭕《化妆品新原料注册备案资料管理规定》
具备以下条件之一的，可被视为具有安全食用历史的新原料，符合上述情形5的新原料应当同时提供相应的资料：
1️⃣ 取得我国相关监督管理部门食品安全认证或其他相应资质的食品用原料；
2️⃣ 经国内外相关监督管理部门、技术机构或其他权威机构发布的可安全食用的原料。
⭕《化妆品新原料安全食用历史研究和判定指南(试行）（征求意见稿）》
安全食用历史证明资料中载明的原料应为取得我国相关监督管理部门食品安全认证或其他相应资质的食品用原料，或经国内外相关监督管理部门、权威技术机构发布的可安全食用的原料，且与拟注册备案新原料具有一定的对应关系。具体可从食用历史证明资料来源、原料一致性/相关性、食用情况和限制要求等方面，对资料信息进行收集并开展适用性分析。
情形5化妆品新原料案例借鉴—2'-FL
2023年9月22日，国家卫生健康委首次批准2'-岩藻糖基乳糖（2'-FL）为食品营养强化剂新品种；2024年2月29日，2'-FL再次获批（本次增加生产菌信息）。
图5 源自国家卫健委官网（2023年 第8号公告）
图6 源自国家卫健委官网（2024年 第2号公告）
根据《化妆品新原料注册备案资料管理规定》，取得我国相关监督管理部门食品安全认证或其他相应资质的食品用原料可以按照情形5进行备案。而岩藻糖基乳糖（2'-FL）作为已获卫健委批准的食品营养强化剂新品种符合上述条件。并且目前也已经有两款备案成功案例，分别由华熙生物（国妆原备字20240006）和苏州一兮生物（国妆原备字20240046）完成。
写在最后
合成生物学原料在化妆品新原料应用中的前景广阔。随着基因编辑技术和代谢工程的进步，合成生物学有望在更多领域实现突破。这一技术不仅能够创造新的化妆品原料，还能提高生产效率，降低成本，并确保整个过程的环保性，从而推动化妆品行业的可持续发展。
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