世界生物領(lǐng)域2018年發(fā)展態(tài)勢

多國發(fā)布促進(jìn)生物技術(shù)快速發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃。美國立衛(wèi)生研究院（NIH）發(fā)布《體細(xì)胞基因組編輯》，促進(jìn)基因編輯技術(shù)應(yīng)用于人類疾病治療；美國家科學(xué)、工程與醫(yī)學(xué)院發(fā)布《2030年推進(jìn)糧食和農(nóng)業(yè)研究的科學(xué)突破》，提出在2030年之前為應(yīng)對(duì)緊急挑戰(zhàn)并促進(jìn)糧食生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)科學(xué)研究需要實(shí)現(xiàn)的5大突破。歐盟發(fā)布“歐洲跨境基因組數(shù)據(jù)庫合作宣言”，推動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)療進(jìn)程。俄羅斯政府發(fā)布《2018-2020年生物技術(shù)和基因工程發(fā)展措施計(jì)劃》，促進(jìn)生物醫(yī)藥、工農(nóng)業(yè)生物技術(shù)、生物能源和基因工程等9個(gè)領(lǐng)域的生物技術(shù)基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。新加坡國立研究基金會(huì)發(fā)布《國家合成生物學(xué)研究》計(jì)劃，利用合成生物學(xué)推動(dòng)生物基產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到廣泛重視，各國加大研發(fā)投資力度。美國能源部資助7800萬美元用于生物能源的早期研發(fā)項(xiàng)目。美國國家科學(xué)基金會(huì)投資1200萬美元支持生物基半導(dǎo)體存儲(chǔ)系統(tǒng)的開發(fā)。歐盟發(fā)布新版生物經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略《歐洲可持續(xù)生物經(jīng)濟(jì)：加強(qiáng)生物與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境之間的聯(lián)系》，并向生物基研發(fā)項(xiàng)目投資1.15億歐元。英國計(jì)劃在未來5年內(nèi)投入1000萬美元，用于支持生物制造、生物修復(fù)和生物能源領(lǐng)域研究。

前沿生物技術(shù)頻現(xiàn)突破，顛覆性成果不斷涌現(xiàn)。在腦與神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域，美國科學(xué)家首次建立多人腦對(duì)腦接口合作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)意念交流。美國加州大學(xué)洛杉磯分校借助RNA實(shí)現(xiàn)海兔之間的記憶轉(zhuǎn)移。在基因編輯領(lǐng)域，美國博德研究所開發(fā)出升級(jí)版Cas9酶“xCas9”，大大拓展編輯范圍并提高準(zhǔn)確性。日本神戶大學(xué)利用CRISPR/Cas9成功滅活HIV-1病毒。中國科學(xué)家利用基因編輯技術(shù)首次實(shí)現(xiàn)小鼠孤雄生殖。在合成生物學(xué)領(lǐng)域，美國凱斯西儲(chǔ)大學(xué)首次人工合成了對(duì)人傳染、具有高度破壞性的人類朊病毒。中國科學(xué)家成功創(chuàng)建世界首例人造單染色體真核細(xì)胞。在干細(xì)胞領(lǐng)域，美國薩克研究所使用干細(xì)胞技術(shù)培養(yǎng)出具有血管和復(fù)雜神經(jīng)的人腦類組織。日本完成全球首例通過誘導(dǎo)多能干細(xì)胞治療人類帕金森病的臨床試驗(yàn)。德國科學(xué)家利用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞培育的心臟組織開展心臟疾病研究和藥物測試。在生物計(jì)算領(lǐng)域，美國情報(bào)高級(jí)研究計(jì)劃局（IARPA）啟動(dòng)“分子內(nèi)信息存儲(chǔ)”項(xiàng)目，開發(fā)針對(duì)EB級(jí)數(shù)據(jù)的DNA存儲(chǔ)技術(shù)。愛爾蘭沃特福德理工學(xué)院開發(fā)出可在1克DNA中存儲(chǔ)1ZB數(shù)據(jù)的新方法。

全球生物安全形勢愈加嚴(yán)峻，多國積極布局生物安全體系與能力建設(shè)。今年以來，非洲豬瘟等全球性疫情蔓延、敏感生物資源泄露加劇、兩用生物技術(shù)門檻不斷降低等眾多挑戰(zhàn)使生物安全形勢愈加嚴(yán)峻。為有效應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的生物安全形勢，美國、英國和澳大利亞紛紛發(fā)布國家級(jí)生物安全戰(zhàn)略，加強(qiáng)對(duì)國內(nèi)外生物安全治理力量的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，建立全流程生物防御體系。此外，多國通過支持生物醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究加強(qiáng)生物安全能力建設(shè)。例如，美國國防威脅降低局、國土安全部、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)等政府部門合作開發(fā)了多項(xiàng)病毒監(jiān)測和預(yù)警新技術(shù)，以期實(shí)現(xiàn)對(duì)生化威脅的及時(shí)響應(yīng)。澳大利亞國防部和墨爾本大學(xué)聯(lián)合開發(fā)出可實(shí)時(shí)評(píng)估疾病危害程度和可能傳播路徑的兩套疾病檢測系統(tǒng)EpiDedend和EpiFX。

人工智能推動(dòng)生物醫(yī)療領(lǐng)域快速發(fā)展，促進(jìn)疾病診治和科學(xué)發(fā)現(xiàn)新突破。美國谷歌旗下DeepMind公司研發(fā)的人工智能應(yīng)用AlphaFold，可根據(jù)基因序列預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。新加坡國立大學(xué)研究人員使用AI優(yōu)化新型藥物組合的給藥劑量，成功治愈前列腺癌晚期患者。瑞士科學(xué)家開發(fā)出可高效解析藥物分子結(jié)構(gòu)的人工智能程序。英國科學(xué)家開發(fā)出準(zhǔn)確率高達(dá)94%、可識(shí)別50多種眼疾的人工智能系統(tǒng)。

世界生物領(lǐng)域2019年趨勢展望

精準(zhǔn)醫(yī)療在大規(guī)?；蚪M測序推動(dòng)下走向現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。美國NIH在2018年5月啟動(dòng)“All Of Us”項(xiàng)目，計(jì)劃在未來10年開展100萬人基因組測序。英國政府計(jì)劃在未來5年內(nèi)開展500萬人基因組測序，并表示從2019年起，將全基因組測序作為輔助重病患兒和難治愈罕見疾病成年患者的治療標(biāo)準(zhǔn)之一。歐盟計(jì)劃未來3年完成對(duì)歐盟地區(qū)100萬人的基因組測序。以基因組學(xué)為基礎(chǔ)的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)，通過基因測序獲得愈加豐富的基因組數(shù)據(jù)，將促進(jìn)癌癥和罕見病的致病機(jī)理研究和藥物開發(fā)，或在2019年加快走向臨床試驗(yàn)和應(yīng)用。

新興技術(shù)促進(jìn)太空生物醫(yī)學(xué)研究進(jìn)入新階段，各國競相開展相關(guān)研究。美國宇航局利用最新測序技術(shù)實(shí)現(xiàn)在太空中對(duì)DNA和RNA的測序，將促進(jìn)由美國家科學(xué)、工程和醫(yī)學(xué)院發(fā)布的《尋找宇宙生命的天體生物學(xué)戰(zhàn)略》實(shí)施，助力太空生命探索。俄羅斯利用3D打印技術(shù)在太空中制造出老鼠甲狀腺，為太空3D打印人體器官鋪平道路。美國計(jì)劃于2019年春季在太空開展3D打印生物器官的研究工作。美國NIH啟動(dòng)太空組織芯片計(jì)劃，已將免疫組織芯片送入國際空間站，并計(jì)劃在2019年上半年，將腎臟組織芯片、骨骼和軟骨組織芯片、血腦屏障組織芯片和肺組織芯片等送往國際空間站，以研究微重力環(huán)境中人類器官病變相關(guān)機(jī)理。

生物安全問題將被愈加重視。英美等已發(fā)布國家生物安全戰(zhàn)略的國家，將在2019年進(jìn)入戰(zhàn)略實(shí)施階段，進(jìn)一步完善本國的生物安全體系。其他多國也愈加重視生物安全，或借鑒美英的做法制定本國的生物安全戰(zhàn)略，提高本國生物防御能力。

基因療法加速進(jìn)入臨床應(yīng)用，其倫理問題引發(fā)廣泛關(guān)注。美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）發(fā)布6項(xiàng)基因療法監(jiān)管指南，美國NIH取消對(duì)基因治療方案的特殊監(jiān)管，這些將加快FDA對(duì)基因療法的審批流程?；虔煼óa(chǎn)品或在2019年加速進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，某些產(chǎn)品可能將被獲批上市。然而，中國科學(xué)家利用基因編輯技術(shù)制造的“天然免疫HIV”嬰兒，再次使基因療法的倫理問題引發(fā)廣泛關(guān)注。這將對(duì)基因療法的研究和應(yīng)用造成不利影響。2019年多國或出臺(tái)關(guān)于基因治療倫理問題的具體管理措施。