首页 理论教育 生物经济迅猛发展,助力乘势壮大

生物经济迅猛发展,助力乘势壮大

时间:2023-11-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:随着国内国际市场空间加速重塑,我们应坚持面向人民生命健康,牢牢把握后疫情时代生物产业发展机遇,充分依托我国丰富的生物资源、庞大的消费市场和完备的产业体系,积极推动生物技术大规模应用和迭代升级,乘势而上发展壮大生物经济。

生物经济迅猛发展,助力乘势壮大

没想到,在地处西南的“天府之国”,有这样一支长期开展生物科技战略情报和生物经济战略研究的团队——中国科学院成都文献情报中心的生物科技战略研究中心,生物科技战略研究中心执行主任陈方博士就是其中的领军者之一。

她和同事一起,完成了《生物科技领域国际发展趋势研究》《我国生物经济发展现状、机遇挑战及政策建议研究》等多份研究报告,组织撰写并发布了《中国工业生物技术白皮书、《“一带一路”沿线国家生物技术发展报告》等系列研究报告,不仅在业界反响强烈,更推动了实际工作。

说起生物经济发展的现状,陈方胸有成竹,如数家珍,头头是道:我国生物产业发展势头强劲,已经成为培育壮大新动能的重要力量,突出表现为“四个持续”。一是产业规模持续高增长;二是高成长企业持续涌现;三是创新能力持续提升;四是产业创新生态环境持续改善。从产业发展现状来看,我国医药创新生态系统初步形成,医药创新产业蓬勃发展并与全球创新产业链不断融合……

不过,她也格外冷静:生物产业还存在行业管理机制不健全、市场准入法规体系不完善、缺乏具有核心竞争力的龙头企业等突出问题,生物技术原创研发、生物资源保护和综合利用、生物安全风险防控与治理等方面还存在不少短板,生物经济尚处于成长初期。

她呼吁:随着国内国际市场空间加速重塑,我们应坚持面向人民生命健康,牢牢把握后疫情时代生物产业发展机遇,充分依托我国丰富的生物资源、庞大的消费市场和完备的产业体系,积极推动生物技术大规模应用和迭代升级,乘势而上发展壮大生物经济。

“我国需持续开展生物经济发展战略研究,尽快出台生物经济国家战略,加强技术预见,明确重点优先领域,强化关键环节的任务部署,夯实科学研究基础,发挥优势集中攻关,着力突破关键新兴生物技术研发。”她坦诚建议。

她研判:随着现代生命科学快速发展,以及生物技术与信息、材料、能源等技术加速融合,高通量测序、基因组编辑和生物信息分析等现代生物技术突破与产业化快速演进,生物经济正加速成为继信息经济后新的经济形态,对人类生产生活产生深远影响。

“我国极有希望在信息经济与生物经济同步交互发展的过渡期内,充分把握时代契机,积极发挥后发优势,着力培育原始创新,加快技术转化应用,培育市场健康发展,进一步缩小与发达国家的差距。”对未来,她充满信心,也充满期望。

“说明我国十分重视生物经济”

问:《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》在“构筑产业体系新支柱”中提出“推动生物技术和信息技术融合创新,加快发展生物医药、生物育种、生物材料、生物能源等产业,做大做强生物经济”。您怎么看“做大做强生物经济”被列入国家五年规划?这一举措意味着什么?

人名 _idGenCharOverride-3">陈方:说明我国十分重视生物经济,已经将生物医药、生物育种、生物材料、生物能源等产业作为经济增长的新动能来考虑,通过一定时间的发展将成为国民经济的重要支柱产业,有效服务“双循环”新格局。

生物经济已经具有一定的发展基础和规模,肯定不是既小又弱

问:生物经济为什么要“做大做强”?“做大做强”的背后,是因为这一经济形态既小又弱吗?您能否介绍一下我国生物经济发展的现状?

陈方:生物经济的形成需具备一定的先决条件并经历一段充分发展过程,也就是说作为新的经济形态提出时生物经济已经具有一定的发展基础和规模,目前肯定不是既小又弱。

我国生物产业发展势头强劲,已经成为培育壮大新动能的重要力量,突出表现为“四个持续”。一是产业规模持续高增长;二是高成长企业持续涌现;三是创新能力持续提升;四是产业创新生态环境持续改善。

从产业发展现状来看,我国医药创新生态系统初步形成,医药创新产业蓬勃发展并与全球创新产业链不断融合。创新管线数量稳居全球第二梯队之首,基因测序行业、细胞疗法与干细胞技术、抗体药物研发技术等多项技术居世界前列。医疗器械集聚优势明显,生物农业新产品和新技术不断涌现。我国棉花水稻玉米大豆小麦奶牛、猪等高效规模化遗传转化技术研发取得显著突破,抗虫棉、高效植酸酶玉米、抗虫水稻等生物育种成果处于国际领先地位,抗虫棉累计推广种植面积超过3700万公顷、减少使用化学农药9万吨。农作物和畜禽水产种业市值均居世界第二位。生物饲料总产值超过500亿元、年均增速20,植酸酶、木聚糖酶等产品质量处于国际领先水平。生物制造具有低成本、大规模等市场优势。谷氨酸柠檬酸等大宗发酵产品产量稳居世界首位。聚乳酸、聚羟基脂肪酸酯、聚碳酸亚丙酯等生物基材料已形成产业链,聚乳酸年产能1万吨,位居世界第二位,聚羟基脂肪酸酯年产能超过2万吨,产品类型和产量均国际领先。我国是世界第三大燃料乙醇生产国和应用国,仅次于美国和巴西。

生物经济尚处于成长初期

问:生物经济存在哪些问题?

陈方:我国面临日趋严峻人口老龄化食品安全保障、能源资源短缺等挑战,生物产业还存在行业管理机制不健全、市场准入法规体系不完善、缺乏具有核心竞争力的龙头企业等突出问题,生物技术原创研发、生物资源保护和综合利用、生物安全风险防控与治理等方面还存在不少短板,生物经济尚处于成长初期。

随着国内国际市场空间加速重塑,我们应坚持面向人民生命健康,牢牢把握后疫情时代生物产业发展机遇,充分依托我国丰富的生物资源、庞大的消费市场和完备的产业体系,积极推动生物技术大规模应用和迭代升级,乘势而上发展壮大生物经济。

我国需持续开展生物经济发展战略研究

问:针对生物经济存在的问题,您有什么建议?

陈方:我国需持续开展生物经济发展战略研究,尽快出台生物经济国家战略,加强技术预见,明确重点优先领域,强化关键环节的任务部署,夯实科学研究基础,发挥优势集中攻关,着力突破关键新兴生物技术研发。

在全球学科之间、科学与技术之间、不同技术之间的交叉融合日益凸显的大趋势下,我国应该面向世界科技发展前沿,重新调整学科布局,打造综合交叉学科群,尤其要重视生物科学与计算机科学、人工智能、数据分析和工程学等学科的交叉融合,带动学科结构优化与调整,掌握生物创新中各学科交汇点以及人才合作的正确组合,以契合国家重大战略需求和经济社会发展需求。立足生物科技与交叉研究领域的重大科学研究,加快培育具有多学科背景的创新人才和前沿颠覆性创新能力,带动我国科技水平的整体提升。

两者的融合合乎科技发展规律,将对人类社会产生重大影响

问:“推动生物技术和信息技术融合创新”为什么是“做大做强生物经济”的前提?

陈方:作为世界科技发展的前沿领域,目前生物技术与信息技术都处于高速发展时期,生物技术和信息技术领域的多项新技术入选“全球十大突破性技术”。两者不仅具有更泛在、更人本的共性特征,同时也呈现出群体性、颠覆性的创新态势,两者的融合合乎科技发展规律,将对人类社会产生重大影响。

以机械化为主的信息技术设施向生命化方向发展

问:生物技术和信息技术究竟怎样才能“融合创新”?

陈方:生物技术和信息技术两者的融合,主要有几个方面的特征:利用信息技术,生物技术不断获得新的驱动,生物学研究更加事半功倍。例如,利用信息技术,现代生物学研究正在向“计算设计”时代推进。生物科学研究正逐步由实验驱动拓展向数据和智能驱动转型。

另外,信息技术依靠生命科学的知识和原理,来获取自身的创新。例如,以机械化为主的信息技术设施向生命化方向发展,从软件和应用层面极大延伸其功能和表现。类脑智能、仿生驱动等研究及生物传感器、神经芯片等技术创新层出不穷,各类脑—机接口、可穿戴智能装备正在加速走向应用。以碳基为核心的计算与存储技术开发或将突破信息技术产业增长极限面临的瓶颈问题。DNA存储、DNA计算、DNA传感和DNA集成芯片等技术凭借体积小、存储量大、运算快、能耗低和并行性高等特点,未来将进一步发展与应用,有望颠覆传统信息技术的物理基础。

借助信息技术,生物技术获得了强有力的计算工具和各类应用软件

问:大数据、云计算、人工智能的加速演进,会对生物经济时代带来什么?

陈方:当前,人类社会正面临能源短缺、环境污染等全球性问题,同时,我国还面临人口老龄化、疾病谱改变等社会发展挑战,亟待满足人民对更绿色的健康环境、更完善的健康保障、更优化的健康服务等方面的新需求。

借助信息技术,生物技术获得了强有力的计算工具和各类应用软件,加快了设计和创造生物制造体系的过程,推动了生物医学领域与生物学相关疗法的不断改进,支撑了现代医药产业信息化体系的建设,推动了整个医疗健康体系的变革。

同时,生物技术的发展为信息技术提供了多维数据样本和丰富的应用场景,两者之间的知识融合和技术集成是基础科技驱动与社会变革需求之间相互耦合的结果,为人类医疗保健、生态保障以及农业和工业可持续发展方面提供了新的解决之道。

生物化工、生物环保和生物服务业也都是生物产业的重要领域

问:您怎么看生物医药、生物育种、生物材料、生物能源四大产业成为“做大做强生物经济”的四大代表性产业?这四大产业之外,还有什么生物产业值得重视?

陈方:生物经济的出现和占据国民经济主导地位不是一蹴而就的,需要经过一段时间的漫长发展。从目前来看,生物医药、生物育种、生物材料、生物能源四个产业在我国已有很好的发展基础,因此,以这四个产业作为代表性产业来助推生物经济具有较大的推动力,也为辐射带动其他产业协同发展起到很好的示范效应。

此外,生物化工、生物环保和生物服务业也都是生物产业的重要领域。这些业态在我国都已存在,目前还处于发展初期,产业规模不及上述四大产业,但也是生物经济的重要组成部分。例如,生物服务业中的基因测序和基因组学研究机构发展迅猛,未来两年的市场规模有望达到280亿元。华大基因、迪安诊断、达安基因和贝瑞基因作为国内基因测序行业上市的主要代表企业,近几年的发展态势较好,对于上游仪器、中游服务提供和下游终端应用都有所布局。华大集团旗下子公司华大智造推出的新款超高通量测序平台可实现耗材成本100美元测序人类基因组;泛生子与华大智造合作开发出国内首款可应用于临床的半导体高通量测序平台;四代测序技术自研企业代表齐碳科技,已成功发布国内首台具有全自主知识产权的第四代基因测序仪,填补了国内纳米孔基因测序技术的空白。

生物经济和信息经济都是新兴的经济形态,都处于蓬勃发展期

问:生物经济有哪些特征、内涵?和生物产业有何不同?作为一种经济形态,和信息经济等有何异同?

陈方:生物经济是以合理配置利用生物资源为依托,在生命科学、生物技术的快速发展和普及应用到一定程度,通过高效生物过程等可持续发展方式,提供涵盖医药健康、农业生产、环境保护等方面需求的产品和服务的一切经济活动的总和,已成为继数字经济后的重要新经济形态。

和信息经济的相同点:两者都是新兴的经济形态,都处于蓬勃发展期。

不同点:首先,依赖的技术不一样,数字经济依赖数字技术对生产生活的日益渗透,形成新的业态和新的生活方式,同时使传统产业向数字化转型升级;而生物经济则依赖生物技术。第二,数字经济无法替代实体经济,只能融合渗透,改变实体经济的模式,但其从根本上无法动摇实体经济的物质基础。

生物医药未来发展潜力和前景巨大

问:“十四五”规划将生物医药列为“做大做强生物经济”之首,您怎么看?是因为生物医药的产业潜力和前景最大吗?

陈方:从目前来看,我国生物医药产业的发展规模和发展势头是生物经济的几个支柱产业中较好的。

我国医药创新全生态系统初步形成,拥有从中药资源、医药中间体、原料药、辅料、包材到制剂的完整产业链,从新药筛选、发现、化合物设计、筛选、临床前评价、临床研究、产业化的新药完整研发链。此外,我国中医药的发展历史悠久,辽阔的土地上蕴藏着丰富的中医药资源。

生物医药产业与人民生命健康息息相关,日益成为国际科技竞争乃至经济竞争的重要领域。随着我国人口老龄化和城镇化加速,癌症等重大疾病发病率不断提升,生物医药产业迎来快速增长机遇期。我国的人口优势、资源优势、传统中医药和已有的生物医药基础优势,以及人民群众对健康日益增长的需求决定了生物医药未来发展潜力和前景巨大。

中国发展生物能源以生物乙醇、生物柴油及生物质发电为主

问:我国乃至全球生物能源产业发展现状如何?

陈方:中国发展生物能源以生物乙醇、生物柴油及生物质发电为主,目前已成为世界第三大生物燃料乙醇生产国和应用国,仅次于美国和巴西。虽然生物燃料乙醇产业起步较晚,但近年来已逐渐向非粮经济作物和纤维素原料综合利用方向转变,目前,我国燃料乙醇建成产能在500万吨左右,在建产能合计超过300万吨。

我国是柴油消费大国,现阶段我国发展生物柴油产业受到原料收集困难、原料成本较高和国家政策不完善等因素制约。生物柴油的主要企业多为民营企业,生产装置开工率严重不足,产量远远达不到预期,无法满足巨大的市场需求。此外,我国也在积极研发生物航空煤油。2019年6月,国内首套生物航煤装置在中国石化镇海炼化公司完成主体设备安装。该设备采用中国石化自主研发技术,以椰子油、棕榈油等植物性油脂及餐饮业废油为主要原料,预计年产量为10万吨左右。

我国在生物质发电方面保持稳步增长势头。2020年,生物质发电量累计达1326亿千瓦时,同比增长19.4%。我国生物质年发电量排名前五位的省份是广东、山东、江苏、浙江和安徽。

发展生物能源,需要依靠科学技术突破

问:在发展生物能源上,您有何对策建议?

陈方:作为可再生能源的重要组成部分,生物能源的开发利用不仅能改善生态环境,同时可解决我国农村的能源短缺,促进绿色农业发展,创造新的经济增长点。

发展生物能源需要依靠科学技术突破,尤其是基础科学发现,走生物质资源综合化、高值化利用的路径。结合乡村振兴战略,充分利用农林废弃物等生物质,发展新一代生物质液体、气体燃料和生物质能发电,重点推进分布式生物质热电联产等关键技术研发,开发高性能生物质能源转化系统解决方案,有效提高能源利用率。

全国范围内首个省级的生物经济五年规划出台

问:您所在的区域或地方生物经济发展状况如何?将如何布局生物经济?(www.xing528.com)

陈方:中国科学院成都文献情报中心地处成都,我在这里工作多年,对这里的情况也相对了解。目前,成渝地区双城经济圈建设已初见成效。“十三五”期间,作为四川省战略性新兴产业之一的生物产业发展势头良好,产业规模实现了较快增长。

在医药健康领域,四川省具有良好的产业基础和市场需求,拥有国家重大新药成果转移转化试点示范基地四川大学新药创制综合大平台、新药临床前研发平台和华西医院等研究型临床医院。目前已形成天府国际生物城、成都(温江)医学城、中国牙谷(简阳)科创园区等一批特色产业园区,血液制品疫苗产品、化学原料药等在全国具有品质和规模优势。全省中药资源蕴藏量、常用药材品种数、道地药材品种数量和审定的中药材品种数量均居全国第一。

在生物农业方面,四川省已建成一批生物育种高新技术平台,突破了一批生物育种新技术,获得多个畜禽水产作物优良新品种。截至2020年,全省共有各类生物饲料生产企业37家,产量约8.5万吨,产值约14亿元。目前,发酵饲料、微生物制剂在饲料加工中使用面已达15%以上且呈成倍增长态势,植酸酶的使用已经基本覆盖全省饲料加工企业。此外,全省拥有5家生物农药相关生产企业和6家兽用生物制品相关生产企业。2020年全省兽用生物制品产值约4.7亿元,已建成六条细胞毒悬浮培养生产线和全国首条也是唯一一条动物核酸疫苗生产线。

在生物制造方面,四川省生物质原料资源丰富,为发展生物制造奠定了较好的基础。全省目前共有6家生物质发电企业,其中运用热电联产技术大幅提高能效的企业有2家,企业最大年发电量已突破2亿千瓦时。已部分建成投产生物基纤维非织造复合新材料生产线,预计2023年生产能力可达2.5万吨/年,年产值达5亿元。同时四川生物经济发展仍存在一些短板和问题,需要进一步加强规划引导和政策扶持。

2021年9月,四川省人民政府正式印发《四川省“十四五”生物经济发展规划》。这是全国范围内首个省级的生物经济五年规划。规划重点提出提升生物领域自主创新能力;构建现代生物产业体系;培育生物经济新模式新业态;优化生物经济区域布局;提升生物安全治理能力等5个方面的任务,从原始创新到产业体系构建,从生物技术融合发展到推广惠民应用,从生物资源保护开发到加强生物安全管理,多方面多举措健康有序推进全省生物经济发展。

珠江三角洲地区、长江三角洲地区等有可能成为我国生物经济“高地”

问:在您看来,中国哪些地方有望成为生物经济“高地”?

陈方:我认为,珠江三角洲地区、长江三角洲地区、京津环渤海湾和成渝双城经济圈等都有可能成为我国生物经济“高地”。

这些地区都具有发展生物经济的良好基础。首先这些地区经济都较发达,珠江三角洲地区、长江三角洲地区、京津环渤海湾地区三大城市群占全国经济总量40%以上;科教资源丰富,科技创新平台众多;产业集群优势明显,已形成生物医药、医疗器械等产业聚集区。成渝地区双城经济圈还具备西南特色,具有丰富且独特的生物资源,是我国重要的物种库和基因库,尤其是中药材种质资源丰富,且拥有一些市场前景优、转化价值高的藏药、羌药等民族药大品种。

生物经济是一种新的经济形态,在人类历史中存在的时间还很短

问:放眼人类历史,有哪些抓住生物经济而成就一个国家、一个企业的代表性案例?

陈方:生物经济是一种新的经济形态,在人类历史中存在的时间还很短,各个国家的差距并不大,目前哪个国家或者哪个企业会在这一领域胜出还没有显著表现。

生物经济需要经历几个阶段的发展

问:2012年,美国政府发布《国家生物经济蓝图》,宣布继农业经济、工业经济、信息经济之后,人类已经进入生物经济时代。您怎么看“生物经济时代”?

陈方:生物经济作为一种新的经济形态的形成或更替,需要经历几个阶段的发展。

——在物质层面,生物资源是生物经济发展的重要物质基础,包括保护地球上生物物种及遗传资源的多样性及丰富度,以及生物质资源和能源的可持续发掘与利用。

——在认知层面,生物科学是对生命过程开展研究探索形成的理论发现和研究进展。当生物资源达到一定程度的合理配置及利用,生物科学和生命过程认知的研究推动了大量原创性技术发展时,生物技术就形成一个不可忽视的创新技术集群。

当生物技术形成具备一定的生产能力和生产规模,广泛涉及和影响到从第一产业到第三产业的多个产业部门的经济活动时,就发展成为特色生物产业集群,并且重点表现在其对工业部门的结构、分工和技术进步产生了比较积极和深远的影响。当生物产业集群在国民经济中逐渐占据主导带动作用,与其相关的经济活动越发广泛和繁荣,有望推动产业革命和社会经济结构调整时,就有理由推测其可能引领经济形态的新一轮更替。

主要经济体生物经济的发展进入新一轮战略调整

问:国际上生物经济发展态势如何?

陈方:进入21世纪以来,全球生物经济的规模不断扩大,生物经济对可持续发展、气候变化、环境改善等的作用日益加深。随着现代生命科学快速发展,以及生物技术与信息、材料、能源等技术加速融合,高通量测序、基因组编辑和生物信息分析等现代生物技术突破与产业化快速演进,生物经济正加速成为继信息经济后新的经济形态,将对人类生产生活产生深远影响。

目前,美国、欧盟、英国等世界主要经济体生物经济的发展进入新一轮战略调整,其他多个国家也积极出台生物经济发展国家战略。同时,各国在发展生物经济方面已形成了自己的特色。例如,美国注重提高生物经济的战略地位,英国重视发展合成生物学技术,德国确定以基础研究为重点,法国注重发展生物技术和生物产业,巴西注重以生物产业带动经济发展,日本提出以生物技术和生物产业立国,韩国倡导由政府主导生物产业发展。

主要经济体都从国家战略高度布局生物经济

问:对于生物经济,各国重视程度如何?中国重视程度如何?

陈方:全球主要经济体都将发展生物经济作为把握未来竞争主动权、实现经济社会高质量发展、保障国家安全的重要手段。对于生物经济的规划都是从国家战略高度着手布局,特别是美国已经从国家经济安全高度重视生物经济发展。

我国也十分重视生物经济,从国家部委在“十二五”“十三五”期间的生物技术发展规划、创新专项规划,到生物产业发展规划,再到马上出台的“十四五”生物经济发展规划,层层递进,积极布局。

当前阶段,生物经济呈现五大时代特征

问:生物经济时代究竟有着怎样的特点?能说生物经济时代是“已经到来的未来”吗?如果能说,能否具体展开说一说?

陈方:生物经济具有科技创新性强、产品多样性强、产业渗透性强以及市场容量大、商业价值高、行业垄断性差等特点。在当前阶段,生物经济还表现出多元深度融合、超越自然进程、制造业生物工业化、产业组织方式变革、全球发展格局调整等时代特征。

一、多元深度融合。在知识经济时代,随着资源利用和技术应用方式的变化,传统的产业结构与政策也相应发生变革。信息经济的高速发展已经极大推进人—机—物三元融合,日益消除生物世界、数字世界、物理世界之间的界限。进入生物经济阶段,首先,由于生物技术产业涉及面广、产业链长,通常横向的第一产业(农业)、第二产业(工业)、第三产业(服务业)的经济部门划分边界逐渐淡化;其次,由于生物技术和产品的通用性强,传统的农业生物技术、医药生物技术、工业生物技术的界限也被打破;最后,由于生物技术广泛嵌入和渗透到各个经济部门,基础型生物技术产业、融合型生物技术产业和新兴生物技术产业等的界限也变得非常模糊,生物经济的体量将极大地快速增加。

二、超越自然进程。在可以看得见的未来,自然界生物的天然进化效率已经无法充分满足人类社会发展的生存和质量需求。以分子生物学及基因工程为核心的现代生物技术,为动植物育种和微生物代谢带来了根本性变革,大大加快了育种技术与代谢工程的进程,也加快了生物技术知识与产品的创新速度。例如,传统农业需要长期利用自然变异选优或杂交才能培育的新品种,现在通过分子育种或基因工程育种在一年甚至几个月之内就有可能完成。生物技术产品的种类不断扩大、性能不断提升、成本不断降低,已经表现出一种新的近似于摩尔定律的进化趋势。

三、制造业生物工业化。制造业对石油、煤炭等一次性资源的过分依赖,使经济社会面临资源短缺和环境污染的双重威胁。与跨国化学品和药物生产企业从化学制造逐步转型到生物炼制相对应,生物过程将逐步替代化学过程,塑造未来制造业的主流方向。所谓生物过程法则,是指在经济社会及环境可持续发展的要求和发展理念指导下,化工、材料、能源等逐步向以生物质为工业原料、通过生物科技开发和生物炼制过程而取得产品的绿色生产方式转化。

四、产业组织方式变革。不同于典型的工业经济时代和信息经济时代,生物经济时代下的生物技术企业在结构上表现出一些新的现象或特征。一是创新创业活动踊跃,即规模相对较小的专注于研发的生物科技公司大量出现,研发强度极高,形成研发热潮,并受到各类资本的追逐;二是转型与结盟,即相关产业如化学、制药、农业领域的大型跨国企业积极转型,将业务增长的目光投放到生物科技领域,展开策略联盟或兼并收购等行动;三是大学和科研机构科研成果逐步走向市场导向创新,积极与企业互动,由领军实验室和研究人员创建的生物科技公司大量涌现并取得快速发展;四是产业联动效应显著,即小规模、成长迅速且潜力巨大的市场在健康、化学、农业以及环保等产业形成联动效应,在更广的范围影响制造业。

五、全球发展格局调整。尽管从研究尺度来看,生物科技研发越来越深入到细胞、分子、原子与次原子、粒子等微观世界,但就其在经济社会发展中的作用而言,其影响范围正越来越全球化,全球格局将伴随生物经济进程进入新一轮动态调整。生物经济发展的重要物质基础是生物质资源和遗传资源,其所处的产业创新源头的关键地位常常比生物技术创新本身更加凸显,这为生物资源丰富的发展中国家参与国际生物经济竞争赢得了机遇;同时,尽管生物技术研发风险性高,但其隐含巨大的商业利益和产业溢出效益,使得拥有生物技术优势的发达国家积极向发展中国家寻求合作机会,探索共赢模式。

生物科技变革与产业革命加速推动生物经济发展

问:从历史的角度看,是什么促成、导致了生物经济时代的加速到来?

陈方:生物科技变革与产业革命加速推动生物经济发展。新技术的发展正在改变科学发现的方式,促进生命科学领域多项重要的突破。自1953年DNA双螺旋结构解析以来,生物技术发展迅猛,从“人造生命”、基因组编辑研究不断取得突破性进展,再到脑—机接口、神经芯片等领域交叉融合应用成果不断涌现,多年来一直占据着年度科技突破主流。同样,信息技术领域近年来涌现出的颠覆性创新层出不穷,云计算、大数据、人工智能、物联网、区块链等一经面世,都对经济社会发展产生了重大影响。

积极发挥后发优势,进一步缩小与发达国家的差距

问:对于中国来说,在工业经济时代、信息经济时代苦苦追赶之后,生物经济时代是一次难得的“换道超车”机会吗?

陈方:客观地分析,我国在共和国建设初期,人均资源不足、人口素质不高、工业发展基础薄弱,使我国在农业经济和工业经济发展阶段进程缓慢,导致后期在发展信息经济的进程上与发达国家阵营落后约20—30年。

进入21世纪以来,我国积极加强顶层规划设计和重大专项资助,全面实施科教兴国战略和创新驱动发展战略,在创造了工业经济高速增长的同时,在基础研发和高新技术领域实现了从跟跑到并跑的跨越,逐步缩小了与领先发达国家的差距。特别是在生物技术领域,我国研发人员近几年在基因检测、干细胞与再生医学、合成生物学与生物制造等多个领域取得了举世瞩目的研究突破,生物技术产业规模快速扩大。

由于生物技术产业具有资源依赖性强、技术依赖性强、市场垄断性差、生物技术产品多样性等特点,这为发展中国家特别是资源丰富、技术基础相对较差的国家,利用后发优势实现跨越式发展创造了难得的机遇。因此,我国极有希望在信息经济与生物经济同步交互发展的过渡期内,充分把握时代契机,积极发挥后发优势,着力培育原始创新,加快技术转化应用,培育市场健康发展,进一步缩小与发达国家的差距。

从经验型科学转变为工程学科,体现的是研究范式的转变

问:有美国顶级投资基金创始人说,我们正处在一个新时代的开端,生物学已经从一门经验性的科学转变为一门工程学科,在使用人工方法来控制或操纵生物学数千年之后,我们终于开始通过生物工程利用大自然本身的机制来设计、实现和改造生物学。您怎么看这个判断?从经验型科学转变为工程学科,意味着什么?

陈方:从经验型科学转变为工程学科,体现的是研究范式的转变,从原来将系统拆分成各个组分,着眼于各组分性质的还原论向现在更多地从整体入手,着眼于组分之间的关系的系统论转变。这意味着研究人员在设计、实现和改造生物时更具有预测性和精准性。

基因科技的发展应该说是一场革命

问:2021年2月5日,恰逢人类基因组工作框架图(草图)绘制完成20周年纪念日。20年前,各国科学家联合起来,投入30多亿美元,耗时10多年,才获得了第一个人类基因组的草图。20年眨眼过去,您怎么看这20年的变化?变化主要体现在哪些方面?基因科技的发展,能说是一场革命吗?为什么?和生物经济有着怎样的关系?

陈方:20年基因科技的发展依赖于基因组测序技术的快速进步,测序技术已经从最初的Sanger法测序到高通量测序,再到以单分子测序为代表的第三代测序技术。其中,纳米孔单分子测序技术以其长读长/超长读长、小巧便携和成本远低于二代测序的优势,具有非常广阔的应用前景。随着新冠肺炎疫情暴发,纳米孔单分子测序技术凭借其自身优势在病原微生物快检领域发挥着巨大作用。

也正是因为测序成本的迅速下降,速度不断加快,基因组测序已成为基础生物学、生命科学研究极其重要的专业技术工具,也彻底变革了生物医学研究领域,尤其是全基因组关联研究(Genome-Wide Association Studies,GWAS)、诊断测试、个性化医疗和药物发现等领域。

基因科技的发展应该说是一场革命,不仅为人类认识生命、改造生命和创造生命奠定了基础,也推动了其他新技术的出现和发展,例如合成生物学技术、基因编辑技术等。以生物方式直接或间接生产的物质占全球经济60%的物质输入,因此基因科技作为生物领域中的重大变革对我们的经济、社会和生活都产生巨大影响,包括医药、食品、农业、能源、环境等领域。

对于新兴技术,应该加强法规体系和监管机制建设

问:从核技术到信息技术,再到生物技术,任何技术都是双刃剑。生物技术在造福人类、带来经济发展新动能的同时,也带来了生物技术滥用、生物数据和资源遗失、生物恐怖主义等一系列传统生物安全、新型生物安全问题。我国已颁布施行了《中华人民共和国生物安全法》,您怎么看我国生物安全所面临的形势?究竟应该怎样规范生物技术的研究应用?怎样处理好促进生物技术发展和确保生物安全之间的关系?

陈方:我国作为发展中的大国,面临严峻的生物安全威胁,包括动物源性病毒等造成新发突发传染病疫情风险;因人为滥用、误用等未知颠覆性威胁而造成日益复杂的生物安全风险;现代农业生物技术被少数西方寡头农业生物技术企业垄断、部分农产品长期依赖进口的局面可能引发粮食安全风险和人口健康风险;生态环境遭受破坏、外来物种频繁入侵,以及遗传材料和生物信息数据的跨境非法交易和传递,可能导致中国特有种质资源受损或流失,从而对国家生物安全构成潜在威胁;乱砍滥伐、湿地挤占、环境污染等导致生物栖息地遭到严重破坏,生物生存空间被进一步压缩和碎片化,给我国生物多样性和安全造成一定威胁。

对于新兴技术的这种两面性,应该加强法规体系和监管机制建设,成立国家伦理委员会或生物安全监督机构,重点考虑对新技术威胁的防御措施与计划,以防范为主,前移监管关口,防止对前沿生物技术滥用、谬用而造成的重大生物安全风险。

从行动举措方面提七条建议

问:要想抓住生物经济时代的历史性机遇,您对决策层有什么建议?

陈方:从战略层面来说,应积极构建生物经济的统计标准和测度方法,开展产业全生命周期发展策略研究,探索生物资源共享与惠益分享办法,制定知识产权与核心技术保护战略,研究建立生物安全与风险防控机制等。

从行动举措方面来说,我提七条建议:应加大生物经济基础研发投入,革新制度和加强监管;加强制度建设,关注生物安全与法律问题;聚焦产业发展迫切需求,支持研究创新平台建设;明确重点发展方向,建立生物产业集群;实施人才战略,打造国际一流人才队伍;完善资本市场、拓宽融资渠道,制定税收优惠政策;加强产学研创新体系建设,建立公共沟通机制。

遗传工程代表了创造者的权利,尽管是受限的创造者。能够对未来一代人的身体和行为特征进行哪怕极小的改变,也会代表人类历史的新纪元。

——[美]杰里米·里夫金:《生物技术世纪——用基因重塑世界》

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈