編者按：2月28日，由科技部牽頭，國家發(fā)改委、財政部等16部委組成的《國家生物技術(shù)發(fā)展戰略綱要》編制領(lǐng)導小組第一次會(huì )議召開(kāi)，這意味著(zhù)我國將從國家戰略層面統籌加強生物技術(shù)領(lǐng)域的頂層設計。生物技術(shù)是21世紀創(chuàng )新最為活躍、影響最為深遠的技術(shù)集群之一，在革命性解決人類(lèi)發(fā)展面臨的健康、環(huán)境和能源等重大問(wèn)題方面前景可觀(guān)。兼具引領(lǐng)性、突破性和顛覆性等特征的生物技術(shù)，日益成為繼信息技術(shù)之后新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的核心，也是我國必須搶占的科技競爭戰略制高點(diǎn)。本報今天起推出“中國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)觀(guān)察”專(zhuān)題（三篇），從國內生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的突破性變化、中國版精準醫學(xué)面臨的挑戰、生物醫藥產(chǎn)業(yè)的短板與突破等三方面，對這一新興產(chǎn)業(yè)的機遇和挑戰進(jìn)行闡釋。

　　數據顯示，2017年，我國在工業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)專(zhuān)利申請、核心期刊論文發(fā)表均超越美國等發(fā)達國家，居世界首位，在該領(lǐng)域已經(jīng)成為名副其實(shí)的技術(shù)大國。記者從科技部和中科院了解到，在生物技術(shù)領(lǐng)域，中國的干細胞、精準醫療、基因編輯等正在培養領(lǐng)跑世界的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)。

　　技術(shù)與產(chǎn)業(yè)：正在進(jìn)入發(fā)展轉折點(diǎn)

　　2018年伊始，中國科學(xué)院宣布，我國在國際上首次實(shí)現了非人靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物（猴）的體細胞克隆。生物學(xué)國際頂尖學(xué)術(shù)期刊《細胞》（Cell）稱(chēng)，該成果標志著(zhù)中國率先開(kāi)啟了以體細胞克隆猴作為實(shí)驗動(dòng)物模型的新時(shí)代，實(shí)現了我國在非人靈長(cháng)類(lèi)研究領(lǐng)域由國際“并跑”到“領(lǐng)跑”的轉變。

　　1月18日，國際頂尖學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）官網(wǎng)刊文《Biotech　booms　in　China》表示，以基因科技為代表的新型生物技術(shù)獲得空前的發(fā)展機遇。中國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)十年發(fā)展積累后，正在進(jìn)入迅猛發(fā)展的歷史機遇轉折點(diǎn)。

　　有關(guān)方面預測，在國家產(chǎn)業(yè)政策推動(dòng)下，預計到2022年，我國廣義生物產(chǎn)業(yè)值有望達到10萬(wàn)億元，生物工業(yè)產(chǎn)值1.5萬(wàn)億元，我國的生物工業(yè)核心競爭力將得到顯著(zhù)提升，生物技術(shù)強國目標將得到進(jìn)一步實(shí)現。

　　最近，科技部社會(huì )發(fā)展科技司、中國生物技術(shù)發(fā)展中心發(fā)布的《2017中國生命科學(xué)與生物技術(shù)發(fā)展報告》稱(chēng)，我國科學(xué)家在干細胞、結構生物學(xué)和表觀(guān)遺傳學(xué)等方面取得了豐碩成果。各類(lèi)新藥開(kāi)發(fā)進(jìn)程加快，原創(chuàng )性成果不斷產(chǎn)生，國家食品藥品監督管理總局共批準了風(fēng)濕與免疫、感染和內分泌系統等領(lǐng)域的11個(gè)新藥上市。目前，我國在北京、上海、廣州、深圳等地建立了20多個(gè)生物技術(shù)園區，培育了一批生物技術(shù)企業(yè)，建立了國家、部門(mén)和地方政府的生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗室近200個(gè)，安排了專(zhuān)項資金立項研究。

　　中國生物技術(shù)發(fā)展中心副主任沈建忠表示，“近年來(lái)，全球的生命科學(xué)與生物技術(shù)領(lǐng)域亮點(diǎn)紛呈快速發(fā)展。而無(wú)論是基礎前沿還是轉化應用，我國發(fā)展速度顯著(zhù)高于全球平均水平?！?/p>

　　一些國內外生物技術(shù)專(zhuān)家認為，中國生物技術(shù)和產(chǎn)業(yè)正處在一個(gè)令人激動(dòng)的發(fā)展轉折點(diǎn)上，大量的創(chuàng )新正推動(dòng)著(zhù)整個(gè)行業(yè)的蓬勃發(fā)展。紐約大學(xué)教授羅斯表示，比如，中國的大學(xué)制度培養出大批博士以及強有力的基礎科研背景，私營(yíng)企業(yè)以及公共部門(mén)提供充足的財政支持，全球范圍內法規制度逐步建立與成熟，雄心勃勃并充滿(mǎn)活力的中外企業(yè)紛紛進(jìn)入。

　　據統計，過(guò)去十年中，中國政府對生物技術(shù)的支持力度正不斷加強，這提升了中國對科學(xué)家與企業(yè)家的吸引力。五年來(lái)，200萬(wàn)歸國人員中大約有25萬(wàn)人在從事生命科學(xué)領(lǐng)域的工作。

　　科技部在《“十三五”生物技術(shù)創(chuàng )新專(zhuān)項規劃》中提出，到2020年，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)在GDP中的比重將超過(guò)4%，中國將打造10到20個(gè)產(chǎn)值過(guò)100億元的生物醫藥專(zhuān)業(yè)園區及5到10個(gè)產(chǎn)值過(guò)100億元的生物制造專(zhuān)業(yè)園區，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)競爭力進(jìn)一步提高。中國有100多個(gè)生命科學(xué)園區遍布全國，由地方政府運營(yíng)，通過(guò)減稅和補貼來(lái)吸引公司入駐。據估計，國家、省、地方政府已投入1000多億元用于生命科學(xué)領(lǐng)域。

　　21世紀被稱(chēng)為生命科學(xué)和生物技術(shù)的時(shí)代，世界各個(gè)大國都在生物技術(shù)領(lǐng)域加大資金和人力投入。生物技術(shù)能夠治愈人類(lèi)以前無(wú)法解決的多種重疾病、遺傳病、罕見(jiàn)病，也能夠使我們更進(jìn)一步了解自身人體的奧秘和人類(lèi)基因傳承的奧秘。

　　沈建忠說(shuō)，“生物技術(shù)的引領(lǐng)性，體現在對生物結構、功能、發(fā)生和發(fā)展規律的揭示?！彼硎?，以腦科學(xué)為核心的認知科學(xué)，將實(shí)現人類(lèi)對自身認識的革命性變化；以基因編輯技術(shù)為代表的合成生物學(xué)，將創(chuàng )造一種新的“調控生命”的模式；以干細胞和組織工程為核心的再生醫學(xué)，將疾病治療模式提升到“制造與再生”的高度。

　　許多國家紛紛采取措施搶占生物產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)，把生物產(chǎn)業(yè)作為國家研究和開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。如美國將基礎研究經(jīng)費49%用于生物技術(shù)和生命科學(xué)研究，歐盟將46%的經(jīng)費用于生物技術(shù)及其相關(guān)領(lǐng)域。美國公布的《2016年-2045年新興科技趨勢報告》顯示，在20個(gè)最值得關(guān)注的新興科技發(fā)展趨勢中，有6項與生物技術(shù)相關(guān)。通過(guò)與信息技術(shù)的融合，可穿戴即時(shí)監測設備、遠程醫療、健康大數據等應用加速普及，改變傳統疾病的診療模式。

　　另有權威數據顯示，通過(guò)與農業(yè)技術(shù)的融合，生物育種促進(jìn)了動(dòng)植物品系的改進(jìn)、抗逆性的增強以及產(chǎn)量提高，全球轉基因作物種植面積已占全部耕地面積的12%，幫助農民獲益累計超過(guò)1500億美元。如今，微生物正在越來(lái)越多地被用于大宗化學(xué)品的生產(chǎn)，據經(jīng)合組織（OECD）預測，至2030年，35%的化學(xué)品和其他工業(yè)品將源自生物制造。在工業(yè)生產(chǎn)方面，生物制造產(chǎn)品比傳統石化產(chǎn)品平均節能30%-50%，減少環(huán)境影響20%-60%。

　　北京化工大學(xué)教授譚天偉說(shuō)，生物制造將是未來(lái)各國競爭的制高點(diǎn)。預計到2030年，大約將有35%的化學(xué)品和其他工業(yè)產(chǎn)品來(lái)自以生物制造為代表的工業(yè)生物技術(shù)，其在生物經(jīng)濟中的貢獻率將達到39%。目前全球工業(yè)生物技術(shù)研發(fā)投入較低，在工業(yè)生物、農業(yè)生物和醫藥生物總量中僅占2%，遠低于醫藥生物的87%。

　　干細胞：個(gè)別研究方向“領(lǐng)跑”世界

　　我國生物技術(shù)“十三五”規劃中重點(diǎn)提出：發(fā)展新一代基因測序技術(shù)，重視單分子技術(shù)在其中的應用和測序數據的分析解讀；發(fā)展單細胞分離、基因組擴增、轉錄組擴增和單細胞基因組分析技術(shù)；發(fā)展生物大分子的單分子檢測、熒光原位雜交技術(shù)和降噪技術(shù)；發(fā)展蛋白質(zhì)測序技術(shù)、新型質(zhì)譜和微流控芯片等技術(shù)；發(fā)展基因和蛋白質(zhì)精準測量技術(shù)，推動(dòng)生物檢測技術(shù)向微量、痕量、單分子、高通量等方向發(fā)展。

　　數據顯示，全球干細胞產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規模呈逐年增長(cháng)趨勢，2015年市場(chǎng)規模為635億美元，預計2018年將達到1195億美元左右。以美國為主的北美市場(chǎng)一直保持最大的干細胞市場(chǎng)份額。中國干細胞產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規模呈逐年增長(cháng)趨勢，2010年國內干細胞產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規模約為30億元，到2016年市場(chǎng)規模已經(jīng)達到454億元，預計2020年國內干細胞產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規模將逼近1500億元。

　　據了解，我國干細胞研究已躍居世界前列，個(gè)別方向處于“領(lǐng)跑”地位，在細胞重編程、多能性建立及其調控等研究領(lǐng)域取得了眾多有國際影響力的重大成果，在特色動(dòng)物資源平臺、疾病動(dòng)物模型等方面處于國際領(lǐng)先。我國在該領(lǐng)域論文發(fā)表數量及專(zhuān)利申請量已連續5年位居世界第二，且擁有了一批自主研發(fā)的技術(shù)，例如小分子化合物誘導體細胞重編程獲得的多能誘導干細胞，人類(lèi)胚胎早期發(fā)育的詳盡圖譜繪制等。

　　2016年-2017年間，僅國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“干細胞及轉化研究”重點(diǎn)專(zhuān)項支持的項目團隊，在國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》《細胞》雜志及其系列子刊上，發(fā)表40余篇文章。

　　中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院院長(cháng)裴端卿表示，“我國干細胞臨床研究監管政策的陸續出臺以及前期良好的理論和技術(shù)積累，將大大加速干細胞產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)進(jìn)程，使行業(yè)進(jìn)入快速規范發(fā)展階段?！?017年，首批經(jīng)過(guò)備案的胚胎干細胞臨床研究正式啟動(dòng)，《自然》雜志對此進(jìn)行正面報道；去年12月22日，國家食品藥品監督管理總局發(fā)布《細胞治療產(chǎn)品研究與評價(jià)技術(shù)指導原則（試行）》?！斑@一系列變化標志著(zhù)我國全面、有序開(kāi)展干細胞臨床治療的時(shí)代已經(jīng)開(kāi)啟?！迸岫饲湔f(shuō)。

　　國內有關(guān)專(zhuān)家告訴記者，我國“十二五”規劃明確將“干細胞研究”列為六個(gè)重大科學(xué)研究之一，但由于產(chǎn)業(yè)標準及監管的缺失，干細胞產(chǎn)業(yè)的不規范發(fā)展使得衛計委與藥監局于2011年共同叫停未經(jīng)批準的干細胞臨床研究和應用項目，并暫停受理任何申報項目。此后政策不斷針對存在的問(wèn)題進(jìn)行完善，2013年三大征求意見(jiàn)稿出臺，于2015年正式落地，填補了國內干細胞產(chǎn)業(yè)監管政策的空白，國內干細胞臨床研究與應用迎來(lái)春天。

　　近年來(lái)，我國積極部署干細胞產(chǎn)業(yè)和區域發(fā)展，北京、上海、江蘇、廣東、山東為產(chǎn)業(yè)主要聚集區，其中江蘇省有泰州國家生物產(chǎn)業(yè)基地干細胞產(chǎn)業(yè)化項目基地、無(wú)錫國際干細胞聯(lián)合研究中心等；山東省有青島干細胞產(chǎn)業(yè)化基地。此外，北京、天津、山東、上海、浙江、廣東、四川等7個(gè)?。ㄖ陛犑校┰O有擁有國家牌照的臍帶血造血干細胞庫。

　　中國版“精準醫學(xué)”：劍指惡性腫瘤

　　三年前，美國宣布啟動(dòng)美國百萬(wàn)人精準醫學(xué)研究。我國對新興的精準醫學(xué)研究也高度重視，由科技部主持的精準醫學(xué)重點(diǎn)專(zhuān)項獲準“十三五”期間優(yōu)先啟動(dòng)。近年來(lái)，國家衛計委會(huì )同科技部等部門(mén)，聯(lián)合一批科學(xué)家擬定中國版的精準醫療計劃。

　　精準醫學(xué)是針對個(gè)體的基因組和表型特點(diǎn)進(jìn)行疾病防治的多學(xué)科研究，目的是逐漸形成基于個(gè)體基因組信息和疾病分子機制進(jìn)行準確預警和治療的醫療模式，使得降低發(fā)病率、解決治療低效和降低醫療成本成為可能。

　　由中科院北京基因組研究所牽頭、多個(gè)院所參加的交叉學(xué)科團隊，將在2020年完成4000名志愿者的DNA樣本和多種表現型數據的采集，并對于其中2000人進(jìn)行深入的精準醫學(xué)研究。據悉，對2000名志愿者的精準醫學(xué)研究將包括全基因組序列分析，建立基因組健康檔案和針對一些重要慢性病的遺傳信號開(kāi)展疾病風(fēng)險和藥物反應的預警和干預研究。這一計劃還包括進(jìn)行糖尿病人群的表觀(guān)基因組研究以及腫瘤的早診與治療的精準醫學(xué)方案等研究項目。

　　該項目首席科學(xué)家、中科院精準基因組醫學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗室主任曾長(cháng)青表示，“腫瘤、代謝性和心腦血管性疾病等復雜疾病是醫學(xué)面臨的重大問(wèn)題。近年來(lái)人類(lèi)基因組研究的重大成果以及相關(guān)技術(shù)的不斷突破為復雜疾病的治療帶來(lái)全新理念?！?/p>

　　記者從中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院了解到，該院強磁場(chǎng)科學(xué)中心將高通量基因測序與高通量藥敏檢測技術(shù)體系相結合，在惡性腫瘤的精準診斷與治療上取得突破性進(jìn)展。臨床實(shí)驗顯示，該技術(shù)體系提供的精準治療方案為克服傳統治療手段針對性低、毒副作用明顯等不足，提高惡性腫瘤治療療效和患者生活質(zhì)量提供了可能。

　　中科院強磁場(chǎng)科學(xué)中心研究員劉青松介紹，腫瘤精準醫療相當于“打靶”的過(guò)程，“靶標”即為癌細胞中特異的癌變基因或基因組，“子彈”即為治療中使用的靶向藥物和藥量。精準診斷就是找出明確的“靶標”，精準治療就是找準“子彈”。

　　強磁場(chǎng)科學(xué)中心相關(guān)團隊建成了以精準診斷為特色的高通量基因測序平臺體系，同時(shí)自主開(kāi)發(fā)了以精準用藥為特色的高通量藥物敏感性檢測技術(shù)體系，從而真正具備了本土化自主二代高通量基因檢測，本土化自主大數據分析與處理，本土化腫瘤治療藥物的體外敏感性檢測三位一體的精準用藥方案咨詢(xún)指導能力。

　　“在部分癌癥治療領(lǐng)域，我們已經(jīng)初步具備了為‘哪個(gè)腫瘤病人，在病情的哪個(gè)階段，吃什么藥，吃多少’提供科學(xué)方案的能力。這為進(jìn)一步提高臨床用藥效率，降低無(wú)效給藥造成的資源浪費，延緩病情惡化，提高病人帶癌生存的生活質(zhì)量提供了可能性?！眲⑶嗨烧f(shuō)。

　　基因編輯：探索與立規并重

　　近年來(lái)，從修改植物基因，到改變蝴蝶翅膀的圖案，再到修改人類(lèi)細胞……以CRISPR為代表的基因編輯技術(shù)風(fēng)靡生命科學(xué)領(lǐng)域。國內外專(zhuān)家一致認為，許多重大疾病由基因突變導致，通過(guò)基因編輯在基因水平上實(shí)現錯誤DNA序列的糾正，有望徹底治愈遺傳疾病。在農業(yè)和工業(yè)方面，有望通過(guò)基因編輯技術(shù)更精確地實(shí)現農作物和家禽家畜的經(jīng)濟性狀改良。此外，在面對大規模突發(fā)生物入侵威脅時(shí)，基因編輯也將成為潛在的抵抗方法。

　　美國賓夕法尼亞大學(xué)基因編輯技術(shù)研究團隊的首席科學(xué)家卡爾·朱恩說(shuō)，在基因編輯技術(shù)的醫療技術(shù)以及應用方面，中國可能超過(guò)美國，美國可能失去在生物醫藥領(lǐng)域的領(lǐng)先位置。

　　去年底，中國科學(xué)院動(dòng)物研究所趙建國研究團隊宣布，他們利用基因編輯方法培育出一批健康的瘦肉豬，比正常豬脂肪少24%。據悉，通過(guò)新一代基因編輯工具CRISPR，向豬細胞內插入一種叫解偶聯(lián)蛋白1（UCP1）的基因，可減少脂肪沉積，增加瘦肉率。趙建國說(shuō)，“這為豬的新品種培育提供了良好的素材，也為通過(guò)基因編輯技術(shù)快速改良豬的數量性狀提供了概念驗證?！?/p>

　　中科院干細胞研究首席科學(xué)家、動(dòng)物研究所所長(cháng)周琪表示，基因編輯通過(guò)改變個(gè)體或物種的基因組序列，修復疾病缺陷，以及改良微生物和動(dòng)植物的經(jīng)濟性狀，在生物醫學(xué)、農業(yè)育種和工業(yè)微生物改造中具有重要應用前景。

　　國內有關(guān)專(zhuān)家指出，我國基因編輯研究工作正在向源頭創(chuàng )新轉移，現階段應大力推動(dòng)該領(lǐng)域的研究及應用，并及時(shí)制定嚴格有效的監管措施和倫理規范，保證基因編輯下游應用快速健康有序發(fā)展。專(zhuān)家認為，基因編輯無(wú)疑將成為下一代生物技術(shù)的核心。技術(shù)本身的迅速發(fā)展令人稱(chēng)快，但中國基因編輯研究系統科學(xué)布局以及相關(guān)倫理學(xué)、管理和法律法規方面相對薄弱，亟待加強布局。

　　“我國在基因編輯上存在大量監管空白?！敝茜髡f(shuō)。例如，基因編輯技術(shù)可以不涉及外源基因導入，直接改良家畜經(jīng)濟性狀，那么，利用這類(lèi)技術(shù)獲得的“種畜”，其轉化應用應該如何監管？而利用早期胚胎或配子細胞的基因編輯，是生命科學(xué)的基礎、前沿問(wèn)題，但不恰當研究會(huì )帶來(lái)巨大倫理爭議。

　　專(zhuān)家建議，應盡快部署基因編輯技術(shù)的監管和倫理學(xué)研究，對可能帶來(lái)巨大倫理和社會(huì )問(wèn)題的基因編輯工作應設定嚴格的邊界，禁止臨床試驗和應用。此外，專(zhuān)家呼吁，也應對基因編輯技術(shù)的原始創(chuàng )新和專(zhuān)利保護給予高度重視，為我國在基因編輯的臨床轉化和市場(chǎng)化應用方面爭取主動(dòng)權和話(huà)語(yǔ)權。

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