20220126生物经济：全面揭示新经济时代

刘沐芸博士，不仅在细胞产业领域走在前沿，更擅长战略研究，近些年在各种平台，以讲演、报告、文章等方式为行业“发声”，谈认识，说呼吁，提建议，为各级决策者提供参考意见。

刘沐芸认为，人类基因组计划催生了高通量测序仪的出现，为我们提供了一个新的、更准确、更低成本、更精细的数字化认知生命的工具和方法，引发了解读生命密码的革命，探索出新药与疫苗研发路径，也催生了许多基因组学技术的应用。比如，对引发全球大流行的SARS-CoV-2的原发病毒序列、变异毒株序列的快速明确和筛查等。

“人类基因组计划为我们打开了一扇门，推开后，看到的不是一个宝藏，而是更多个门等待我们去推开。人类基因组真正的成果是生物学的数字化，而这不仅是创新技术驱动，也是需求的驱动。”她说。

她这样预言：人类基因组虽然对人类社会的方方面面产生了重大影响，也催生了新的产业，但其成果的收获黄金期还没有到来，人类基因组计划的潜能还远远没有释放出来。计算、自动化和人工智能驱动的生物科技的快速发展，将带动形成一个全新、巨大的生物产业。

她还预言：步入21世纪的第三个10年，5P医学将有望实现，不仅是准确预测疾病风险以及精准治疗，还有望能通过基因编辑技术治愈一些重大病或消除一些遗传病。

她认为：生物经济的形成是受益于计算科技、数据分析技术、自动化技术、人工智能和生物工程等学科的发展进步，使得测序的通量、效率不断优化，以及成本不断下降，这些不同学科汇聚融合，将在四个领域推动形成一股全新的创新浪潮。

她甚至注意到：发展的不均衡不仅存在于经济社会发展领域，测序技术的出现，将这种发展不均衡、不平等传导至疾病和健康领域。

刘沐芸博士反复强调工具的重要性：“除了部署下游的具体应用，还需关注上游的关键核心技术和工具研发的部署和攻克，形成对上游关键核心技术和工具的掌控度与控制力，下游的应用服务才能百花齐放”，她大声疾呼：“对于关键核心的上游基础性技术、工具和组合创新技术的发展路线，是时候要从过去的‘拿来主义’转向‘自主可控’了。”

“突发的COVID-19大流行，让我们重新认识了大自然的力量。这可能是大自然给我们的一个提示，是时候重新思考人与自然的关系了。”面对仍在全球肆虐的SARS-CoV-2，她这样说：“疫情的肆虐令我们看到生物产业发展的革命性未来，应对疫情最有力的工具就是生命科技革命赋予人类的对大自然的理解力和适应力。”

刘沐芸认为，对人类来讲，生物科技的重要性毋庸置疑，但我们在全力推进生物产业革命发生的同时，必须进行充分的风险评估，以确保在最大化生物科技益处的同时控制其风险。因为，相较于数据技术和AI带来的数据风险，生物技术带来的生物数据隐私风险将会有过之无不及，互联网、人工智能获取的数据仅仅是人类外部数据，而生物数据是来自人类自身，这些数据更敏感、更个人化。

她还郑重警告：生物经济的发展要避免重蹈信息产业“断供”或“被卡”的困局，不仅是下游的服务应用，源头的技术、上游的工具和基础的数据库需要同等关注，尤其是对于人口大国的中国，更要注重从源头部署，同时加快中间转化快车道的工程创新。

她呼吁：要防止出现生物数据垄断现象，中国迫切要做的是建立一个国家层面统一归口的生物数据库，将中国不同层级资助研究项目产生的数据归口汇聚，统一管理，尽快扭转我国数据在国内没有归口、反而要归口国际三大数据库（美国、欧盟和日本）的态势。

她建言：从一个国家抢占未来发展高地的角度来看，主动、超前部署前沿科技，培育发展新动能，抢占战略领域的发展先机，既需要前瞻性的眼光，也需要动员资源的实力，更需要强力推进的组织形式，也就是需要“眼光和实力”并举。

“这是一个已经开始但远没结束的新经济时代，在行进的过程中，未来将逐渐向我们展示出它的魔力和魅力。”对未来，她充满憧憬和信心。

人类基因组计划的潜能还远远没有释放出来

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？

人名 _idGenCharOverride-3">刘沐芸：30年前，我们开启了人类基因组计划，20年前公布了首个人类基因组草图。人类基因组计划与 “曼哈顿工程”“阿波罗”计划并称“20世纪三个伟大的科技工程计划”，对我们的基础研究、医学研究甚至是日常生活都带来了深刻的影响。

“曼哈顿工程”和“阿波罗”计划奠定了电子信息产业的硬件、软件基础。晶体管的出现促发了计算机由商用到个人电脑的普及进程；阿帕网实现首次远程通信后，标志互联网的诞生。这些大的科技工程推动了人类社会获取数据的能力不断进步，以及获取数据的成本持续下降。

借用《自然》杂志上一篇文章的研究来看看，人类基因组计划对人类社会产生了哪些影响？

人类基因组计划催生了高通量测序仪的出现，引发了生命密码解读的革命，革新了新的新药与疫苗研发路径，也催生了许多基因组学技术的应用，比如无创产前筛查、对司法鉴定的革新、直接TOC的血统溯源或亲子鉴定。同时也便利了遗传性缺陷、一些罕见病的鉴别诊断。对引发全球大流行的SARS-CoV-2的原发病毒序列、变异毒株序列的快速明确和筛查等，都是有赖于人类基因组计划的研究成果。具体的数据如下：1900年至2017年产生的数据有，38546个RNA转录数据，100万个单核苷酸多肽，明确了1660种疾病的基因来源，有7712个药物获批或者进行实验，总计有704515篇研究文献。这些数字反映了人类基因组计划对生命科学研究进一步拓展的基础性作用，在全面了解蛋白编码基因的同时，显示出基因非编码域的功能，也为治疗药物的开发提供的新思路。

越来越多的研究揭示了细胞“积木”间的相互关系后，逐步建立起生物学的系统观，不再是传统的单基因观。同时也有一个现象值得我们关注，这就是明星基因现象。至2017年，总计发表的70多万篇文献中，20%的文献聚焦在了1%的基因。比如，有99种不同药物将基因ADRA1A作为靶点，其中5%获批上市，有130篇论文聚焦在这个基因研究；另一个是TNF，这个基因已知与160种疾病相关，被称为基因中的基因（The most of any gene）;而染色体17上的TP53则是研究历史最长的基因，这个基因于1979年首次被发现，被认为与癌症的发生有关，总计产生了9232篇研究文章，但至今仍有3%的基因是从未被任何文献讨论过的。

本来我们以为，一些基因研究的成功，会进一步激发更多人的热情去研究那些未知的基因，但却恰恰相反，越是已经研究的基因却越能吸引人们更多的研究。虽然在10周年纪念的时候，这个基因研究“扎堆”的现象就被提出，但又一个10年过去，这一“扎堆”研究现象似乎并没有得到改善，可能与基金的审评方式有关。为什么TP53一个单一基因竟能发表如此多的研究文献？因为越多的研究文章发表，大家就越熟悉，因此申请者用一个大家都熟悉的基因申请时，就更容易与评审专家形成共鸣，获得基金支持、申请到学位以及产生更高的引用率，进入一个所谓的“良性循环”而不自知。

因此，我们要看到，人类基因组计划的潜能还远远没有释放出来，我们过度关注“热门”基因，而并没有对测序获得的基因序列及其产生的新知识开展更深入的研究和挖掘，以帮助我们更好地理解人类基因组与疾病、健康的关联。因此，我们也要看到，人类基因组虽然对人类社会的方方面面产生了重大影响，也催生了新的产业，但其成果的收获黄金期还没有到来。

那如何有效地深挖第一个人类基因草图为人类社会带来的发展潜力呢？这可能取决于我们的时间、经费和精力如何分配，是投入未被重视但可能重要的新方向，还是继续过去20年“更稳妥且扎堆”的老路？

新的发现，同时也带来了很多新的未知

问：如果将这20年的生命科学发展尤其是组学发展，放到漫漫长河中去看，怎样判断它的发展速度？

刘沐芸：目前是人类基因组计划公布人类基因草图的第一个20年，正常来讲，技术突破的首个20年的发展速度不会太快，因为测序技术的成熟度、成本、产生的新知识的普及度以及大众对新技术应用的接受等都需要一个过程，需要一定的时间。更重要的是，与新技术发展应用相适配的基础设施，如软设施的标准体系、法律法规、审评审批等适应性改变，硬设施的测序设备及对应软件、算法和相应的数据库等不断完善、成熟才能支撑新技术快速演绎和发展，引发更广泛的应用。

以新药研发范式的改变为例，20世纪80年代前，发现一种新药的成功率大概率取决于运气，因为药物作用的分子或蛋白并不是非常明确和清晰。直至2001年，人类基因草图的公布改变了新药“黑暗中探索”的研究范式，不再是过去那种“大浪淘沙”般“海量普筛”，而是转为“Digital Twin”的数字模拟。现在，一个创业型公司都可以进行新药靶点删选，今天几乎每个批复上市的新药都有明确的作用靶点。

人类基因组计划发现了大约两万个药物潜在靶点，但迄今为止，只有差不多10%也就是2149个蛋白作为靶点被成功批复上市，剩下的90%蛋白靶点尚处于无人问津的状态。在获批的药品靶点中，5%的药品也就是99个药品聚焦于同一个蛋白ADRA1A，这是一个与细胞生长与分裂有关的蛋白。

衡量一项新技术的发展速度，通常有几个维度，包括一个技术本身的成熟度与稳定性，成本的下降，以及应用到实际中对现有问题的解决能力。当然，还有社会对风险或新事物的接受程度。比如，1987年，Francis Collins & Lap-Chee Tsui团队发现了囊泡性纤维化的变异，但直到2012年，该发现才被批复上市。这个故事表明，从发现一个有意义的变异到这个发现成为一个可以改变现状的治疗药物需要25年到30年的时间，除了技术本身的研究进展，还需要有相应软、硬设施的适配。

因此，新技术出现后首个20年的发展速度，从客观上来讲，也不太会很快。因为，新的发现也同时带来了很多新的未知，尤其是新技术出现的早期。但即便如此，我们也不能否认人类基因组计划的重大里程碑意义。

创新技术驱动，某种程度上也可以说是需求驱动

问：第三方研究机构基因慧研究院联合14家机构编撰的《2021基因行业蓝皮书》2021年向公众公布。报告显示，伴随底层技术迭代、产品设计和应用范畴变化，基因行业正处在高速成长期，“目前基于创新技术驱动”，您怎么看这个判断？

刘沐芸：创新技术驱动，某种程度上也可以说是需求驱动。20年前人类基因草图公布的那一刻，与其说是一个项目的结束，不如说是一个新纪元的开始。人类基因组计划为我们打开了一扇门，推开后，看到的不是一个宝藏，而是更多个门等待我们去推开。但是，人类基因组计划确实为我们提供了新的研究规则，为实践生物学的研究发现提供了新的思路和方法，也让我们看到，生物科学研究数字化的可能性。

因此，也可以说需求加速了创新的速度，计算生物学的发展是受到人们对大量基因数据高效管理、分析等需求的驱使，反过来，大批生物信息专家和计算生物学家赋予了大量基因数据更多的研究意义。在人类基因组计划后，又实施了一些大的科学研究项目，如哈普地图项目（Haplotype Mapping Project）、千人基因组计划（the 1000 Genomes Project）以及癌症基因组图谱（The Cancer Genome Atlas），这些研究计划进一步提升了科学家和临床医生的数字化与基因组水平。

当然，今天和20世纪90年代完全不可同日而语，那个时候，实验室里的电脑是早期的PC机和苹果电脑。而今天，不仅每个人拥有个人电脑，并且互联互通，带宽可以更便利地获取基因数据，并且配置强大的处理能力。今天，一个人的基因测序成本已经下降至1000美元。现在，实验室的实习生除了掌握实验生物学和遗传学，还必须掌握计算机语言，并能从海量原始数据中产生新的数据。这一项技能，在2020年初暴发的新冠肺炎疫情中显得尤为重要。疫情期间，实习生必须脱离“生物实验室”（Wet-Lab），而不得不通过进行数据分析、建模等“干性”研究来完成学业。

因此，人类基因组真正的成果是生物学的数字化，而这不仅是创新技术驱动，也是需求的驱动。

打开了一扇门后，发现里面还有更多的门

问：有人说，伴随技术的突破和发展，现在的生命科学就像寒武纪生命大爆发一样成果不断迸射、爆发，您怎么看这个判断？能这么说吗？

刘沐芸：未来可能会，我觉得这种说法可能是一个外行。因为，任何一个科技行业，从科学发现历经技术发明到产业发展都需要遵循客观规律和自身的演绎路径。

为什么这么说呢？2001年公布的人类基因组草图并不完整。但在当时的软硬件条件和技术基础上已经是尽可能完整的草图了。其实，我们也了解到，当时公布的草图还缺失1.5亿个碱基，而这个缺失的部分直到前段时间才完成。因此，我想说的是，一项科技工程的完成只是打开了一扇门，推开后，发现里面还有更多的门，在为已经取得的成绩感到骄傲的同时，也要看到，不仅有存量的科学问题需要进一步研究突破，也会产生许多新的科学问题，并且与生物生命相关的研究需要较长的时间验证。因此，从符合科学规律的角度来看，这个描述不太符合生命科学研究的演绎规律和路径。

草图绘制20年后，我们当时缺失的8%那部分也是最近才宣称被“补”上，用的是“宣称”，因为该成果还未经同行评议。而补上这一缺失，不仅需要认识到我们还缺什么，还要有能“填补缺失”的工具，也就是新一代的测序仪。

在人类基因组计划开始的时候，大家普遍认为测不全的部分基因大概也不太重要，随着草图的完善，大家才逐渐理解，没有“无功能基因”之说。而之前无法“测出”完整的基因，是因为测序仪“读”基因的方式并不是像我们读书那样，一行一行的“读”。

测序仪的“读”出方式是，先将23对染色体随机“搅碎”，每个“数据块”包含1000个到几百个字节不等（现在最先进的测序仪），这些“数据块”会重叠，然后计算机会匹配这些“数据块”，并重新装配成可读取的序列。但如果这些“数据块”中有大量的重复片段，类似TTAATA，3次这样，计算机就很难全部重新装配。

直至新一代的测序仪出现，可以实现窥探这些忽略的未知领域，增加了DNA碎片的可读长度并再装配。目前最长可以读取60000个字节，平均可读取字节可达15000个。

回顾这些故事，是希望表达：科学发展与技术发明有着其自身的发展规律和演绎路径，不仅是我们人类认知的拓展或者好奇心的驱使，也需要工具的助力，才能进一步拓展下游的应用技术和服务场景。

生物科技革命不仅仅是生物信息分析和处理

问：能否介绍一下生物产业的宏观发展情况？

刘沐芸：越是困难的时候，生物产业的发展越是给人信心。疫情的肆虐令我们看到生物产业发展的革命性未来，应对疫情最有力的工具就是生命科技革命赋予人类对大自然的理解力和适应力。但显然，仅仅应对疫情并不能全面反映出生物产业的革命性。

自人类基因组计划以来，生物科技的发展与进步就步入了一条快车道。一项研究显示，计算、自动化和人工智能驱动的生物科技的快速发展将带动形成一个全新、巨大的生物产业。

生物科技革命将带来400多种新技术、新应用，将在下一个10—20年间孕育出4万亿美元的新产业。并且这些新技术的应用并不局限于健康领域，而是会拓展到农业、食物、消费品、材料、化工和能源等领域，将对人类社会和人类生活的方方面面产生深远的影响。届时，全球经济60%的生产资料将是生物科技来源，其中1/3是生物材料，2/3可能是采用创新生物工艺生产的新产品。

未来的10年到20年，创新的生物制品将在全球范围内减轻疾病负担1%~3%，这相当于当前疾病“肺癌、乳腺癌和前列腺癌”的医疗负担总和。未来目标如期实现的话，全球疾病负担将下降54%。

当然，目标的如期实现需要我们共同应对路上的挑战，有科学挑战，就是“0到1”的挑战；有商业化挑战，这就是“1到100”的挑战。因为，一项科学发现最终要形成一个改变社会现状的产品，不仅仅要解决科学问题，还要解决稳定、大规模生产供应问题，也就是质量稳定的同时成本足够低，低到人人可用，这就需要工程创新，突破科学发现到产业发展之间的产业关键共性技术难题。

生物科技革命不仅仅是生物信息分析和处理。今天，生物科技革命存在于我们日益增长的基因编辑驱动的“生物工程”能力中。比如，利用生物工程方法，我们可以获得COVID-19的治疗药物，目前有200多种治疗COVID-19的药物候选分子都是通过生物工程的方法。又或是，我们通过基因工程方法培育的老鼠能生产大量的单克隆抗体，基因工程培育的牛能产生大量的多克隆抗体。

随着我们对人类基因组等一些复杂组学信息的理解力和生物工程能力的提升，更多的应用将会呈现出来，如生物农业、生物纺织、生物能源等。还有一个新的领域是脑—机接口，通过对脑信号的“翻译、转录”，转换为操作指令，不仅能带来义肢领域的革命，还能驱动DNA信息储存。

当然，生物产业革命伴随的风险，我们也不能低估。生物科技创新的差异将进一步加深经济社会的不平等，这种不平等存在于一国的地区间不平等，也存在于世界范围内国家之间的不平等。

生物科技创新持续推进，将为人类社会和自然生态带来什么样的影响，我们还无法全面预测。因此，虽然对人类来讲，生物科技的重要性毋庸置疑，但我们在全力推进生物产业革命发生的同时，必须进行充分的风险评估，以确保在最大化生物科技益处的同时控制其风险。

工具的进步赋予了人类认知极微观世界的能力

问：几年前的一个事件并没有引起人们足够重视，那就是未来科学大奖第一次颁奖，就将生命科学奖颁给了发明无创产前检测技术的香港科技大学卢煜明教授。时隔多年，您怎么看当年的这个大奖？能否介绍一下基因检测的最新进展？

刘沐芸：当时将这个奖颁发给“无创产前筛查检测技术”没有受到关注，有几个方面的原因，一是从奖项本身来看，这个奖相对较为专业，因此就在一个相对狭窄的领域传播、流通。还有就是这个奖设立的时间较为短暂，还没有在公众领域形成类似诺贝尔奖那样的公众影响力。虽然大多数民众对诺贝尔奖的具体情况也不了解，但是经过100多年的发展，已经在大众层面形成了一个“诺贝尔奖就等于对科学成就的权威认定”等基本共识。

二是，从这个研究成果本身来讲，从出现到认定的时间还不是很长，虽然进入了《自然》杂志的“HGP20年里程碑”序列，但是这项成果的具体应用还没有形成广泛的应用效果，也就是经济影响和社会影响还没有形成，也没有成为孕期早筛的临床诊断金标准，因此其“颠覆性”还没有显现。

当然，按照当前一些公司的宣传文案来看，这个“无创产前检测技术”将消灭多少遗传性缺陷，但这是一个见仁见智的认识。不同的文化、社会背景对是否运用这项技术会有显著不同的态度，可能某些文化社会背景下，家庭会对孕期“可能的遗传缺陷”的辅助诊断建议，采取“宁错过不放过”的终止妊娠以避免“可能具有缺陷的小孩出生”；但有的文化社会背景下，家庭对孕期“可能的遗传缺陷”辅助诊断建议，会认为“不管结果如何，这都是我的孩子”而不会采取“终止妊娠”，反而是倾向生下胎儿。因此，这是一个放在不同社会背景下的不同认知和不同选择，还没有形成一个共识。

具体到这项成果本身来讲，能入选《自然》杂志的“HGP20年里程碑”不是偶然的，从科技上看，它还是具有创新性的，因为给人类提供了一种新型的、无创的、能在更精细的水平比如基因水平观察、认知人体变化的手段。临床诊断从最早的对外显的具体症状观察的“望闻问切”的方法，到后来借助一系列的实验室工具、影像工具等，在前述的基础上加入了“听”，以及一些“侵入性”的器官组织水平的“放大观察”“纵深分析”“图像捕捉”等进入临床辅助诊断。这些诊断基础都是“疾病的进展产生足够的变化，从早期外显的可供肉眼可见的临床症状到后来的可供‘辅助诊断工具’可见的组织水平的变化”。

到了“无创产前诊断检测技术”，是在器官组织水平出现变化之前“捕捉”到“病变信号”。因此，这是一个革命性的创新。从过去的有创到现在的无创，从过去的“可供观察的质变”到这个“极早期的信号改变”，工具的进步赋予了我们人类认知极微观世界的能力，而当我们能在极早期或“萌芽期”就能看到“变化的端倪”，那其实是赋予了我们“修正” 其进展轨迹的可能性。这是这项成果的意义所在，可能也是其能获奖的原因吧。

其实在过去100多年，人均寿命的延长、疾病救治率的提高等都和我们人类对身体变化也就是疾病发生发展认识阶段的提前和认识程度的精细有关。

但如此革命性的诊断工具，至今没有一项进入临床诊断指南，成为临床诊断金标准，这是值得我们反思的地方。科技成果从出现到改变现状、推动进步的实际应用，需要挑战的远不止实验室研究的困难，更大的困难是如何应对真实世界的“无形障碍”，也就是社会对事物的认知习惯、约定俗成多年的“规范”“指南”和现行的法律法规，等等。

高通量测序技术的广泛应用，拓展了人类认识生命、认识自然、认识世界的能力

问：利用高通量测序技术，除了检测“唐娃娃”等染色体疾病，还能做什么？能说基因组医学时代来了吗？或者说5P医学时代来了？

刘沐芸：还能检测引发COVID-19的SARS-Cov-2病毒。高通量测序技术在COVID-19出现几周后，就测出了病毒的完整序列。可以说，高通量测序技术的广泛应用，拓展了人类认识生命、认识自然、认识世界的一种能力。不过，到目前为止，还只能说是开启了人类在组学水平理解生命的时代，还不能讲组学时代已经到来。

组学是对由高通量测序技术带来的一个新学科的统称，就是绘制和测量一个特定“组群”的生物分子。组学非常复杂，分为三大类：

——细胞内基因信息：表观基因组学，基因组学，转录组学，蛋白质组学……

——细胞内代谢产物：代谢组学，糖组学，脂类组学……

——其他组学：微生物组学，单细胞组学，循环无细胞DNA/RNA分析等。

因此，目前还只能说打开了一扇门，还有许多的研究工作要做、许多的未知需要去探索。

看到不一样的未来

问：美国临床遗传学家史蒂文·门罗·利普金在《基因组时代：基因医学的技术革命》中指出，在临床应用上，目前不少遗传疾病都是“无药可治”，更提出了一个公众普遍关心的问题：“现在我们在基因学上已取得了巨大的跨越式发展，但为何可控性基因疾病还是如此少得可怜？”您怎么回答这个问题？

他还指出：“基因学方面的发展也让我们对未来深感乐观，那些被视作暗黑物质的疾病，将来会对我们产生新的启发。一个世纪以前，‘法国病’似乎无药可治，可是现在，容我们仔细再看一看，一个关于未来的崭新场景正慢慢变得清晰可见，那时包括复杂性状遗传疾病在内的大部分遗传疾病，都将会无一例外地得到治愈。”请问，您能否帮助描述一些“未来的崭新场景”？您也像这位专家一样乐观吗？

刘沐芸：总体来讲，我对科技驱动的变革是比较乐观的。因为，一些疾病的“黑匣子”现在因为工具的进步得以打开，如一些遗传缺陷。高通量测序工具、分子生物、组学与算法、数据科技的融合，使我们对一些疾病的成因、发生、发展有了进一步的了解，而对于疾病的了解，便利了我们找到治疗方案的方法和路径。比如，最近一些具有一次性治愈疗效的基因治疗药物陆续获批上市，都给了我们希望。

基于对疾病的深入了解，很多过去认为是“绝症”的疾病成为可以管理的慢性病，如癌症，有些无药可治的疾病可以治愈，如一些单基因遗传病。这些都让我们看到不一样的未来。

打开一些疾病的“黑匣子”后，我们看到疾病的发生、发展的轨迹，我们可以在疾病开始的早期就能发现“端倪”，令我们可以对这些疾病进行早期干预，改变其自然发展轨迹。如果这些基于组学研究产生的成果成为临床常规诊疗方法，对一些社会、家庭负担极重的疾病开展早期筛查、早期干预，将能极大减轻整体社会的医疗负担，对经济产出、人民群众的生活质量将带来极大的提升。2020年有个研究报告的题目就是《健康——通往繁荣之路》，我想就是这个意思。

这里可能会有个悖论，就是“究竟是扁鹊厉害，还是他哥哥厉害？”大多数时候，大多数人看不到“防患于未然”的巨大价值与重要意义。对社会来讲，就是公共卫生体系建设，对个人来讲，就是日常预防防护。虽然数十年的研究表明，人类寿命的延长、疾病的消灭等都是受益于预防，但是现实社会中，个人、家庭、社会和政府都不太倾向于将大量资源投入可以改变事物发展轨迹的预防事项上，因为没有一个明显的成本对照，预防的价值难以彰显。

因此，技术的进步是重要因素，但要真正改变事物的发展轨迹，还有许多非技术因素需要克服，而其中最难的部分是人类认知边界的拓展。

打开疾病“黑匣子”是提出解决方案的第一步

问：“知道是怎么回事，但束手无策”“这些不可控的遗传疾病与希腊悲剧一样，都有着相同的结局”“患病带来的巨大痛苦慢慢变成了宿命，根本没有任何有效的治疗方法（至少目前没有），更不用说彻底治愈了”，这就是基因检测令人感到失望的地方，您怎么看这种困境？

刘沐芸：这个问题和前述类似。解决方案的基础是了解，打开疾病“黑匣子”是提出解决方案的第一步。在我们还不能制定有效的解决方案的时候，可以通过预防，让这些疾病不发生。比如，疫苗的出现，就消灭了很多“知道是怎么回事儿，但束手无策”的烈性疾病。此次肆虐的COVID-19，虽然没有很好的治疗药物，但是通过对病毒序列的追踪，能清晰了解该病毒的特征、入侵人类呼吸道的门户、传染性和致病性等，利用这些病毒的特征，我们研究出有效防控的疫苗，我们制定有效的防控、隔离政策建议以及公众日常防护方法等，也有效控制了病毒的进一步肆虐，为社会经济交流活动的逐渐恢复提供了有效的科学依据。

因此，我认为不必如此失望。因为，从科技发展的自身规律来看，人类社会的进步以及解决方案的持续优化每天都在发生。有时，我们感到失望，可能是我们脱离了事物发生发展的自身规律而产生过高甚至是不切实际的预期，因此会产生失望。如果我们能从历史的长河、事物发展的规律去看，我们就会感到信心倍增，我们会对未来充满了希望。

液体活检，可以说在一定程度上改变了肿瘤治疗的发展轨迹

问：2020年，首个NGS液体活检产品获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准，能否介绍有关情况？这次批准意味着什么？这算是“已经到来的未来”吗？

刘沐芸：2020年8月7日，美国FDA批复了第一个液体活检（Liquid Biopsy）产品，通过新一代测序技术用于肿瘤变异的伴随诊断。这其实就是接续上一个话题，技术的进步虽然还没有到那种“可以治愈任何疾病”的阶段，但是已经发展到可以在一定程度上改变事物自身发展轨迹的阶段了。FDA批复上市的液体活检，可以说在一定程度上改变了肿瘤治疗的发展轨迹，准确地了解肿瘤的具体突变位点，然后予以精确的靶向治疗药物。

比如，非小细胞肺癌在不同的发展阶段，会表现不同的症状，过去我们是通过临床症状变化的观察、病理组织的分析去判断疾病的不同阶段并予以相应的治疗，但准确性、时效性和有创获取病理组织等均无法实现精准治疗。基于新一代测序技术而来的液体活检可以无创、准确并且快速地确定肿瘤具体的突变位点，便于医生选择针对性的靶向治疗药物予以治疗。比如，FDA批复的第一个液体活检，就是用于指导转移非小细胞肺癌EGFR突变治疗的伴随诊断方法。

这个批复不仅提高了肿瘤临床治疗的效率，并且有望改变肿瘤治疗药物的审评审批的标准体系，以及革新肿瘤等一些疾病的临床诊断方法和标准。因此，液体活检未来的应用非常广泛，如肿瘤治疗效果的预后检查、副反应监测，以及前述的癌症早期筛查等。

我们可以从液体活检的原理，来了解其广阔应用前景的可能性。

FDA批复的产品名是Guardant360CDx检测，由两部分技术组成。第一项技术是液体活检，分析患者血样，发现病人肿瘤的基因组分。这种方法相对于病理标本几乎无创，便于连续获得疾病不同阶段进展数据进行动态分析，并且不像病理组织的获取会受限于肿瘤发生部位，血液采集随时可以进行。第二项技术是新一代测序技术，对肿瘤进行高通量分析，可以同时检测出55种肿瘤基因突变标记，而不是一次检测一个，因此通过对肿瘤进行组分分析，便于临床医生分辨关键问题基因。FDA的批复，将液体活检方法用于多个实体瘤的标记检测，以便辅助临床判断患者是否能从靶向治疗中获益。

只是一个新的起点，还远没有到革命成功的时候

问：基因科学和技术的发展，能说是一场革命吗？为什么？

刘沐芸：可以这么说，人类基因组计划为我们提供了一个更准确、更低成本、更精细的新的数字化认知生命的工具和方法，改变了我们对生命发育，农业育种，疾病发生、发展和干预，药物研发等的认知路径和研究范式。

一种新的认知方法，也带来了新的工具需求，就是扩展我们人类数字化认知世界和理解能力的工具，能数字化获取信息的工具，能数字化理解世界的工具，能数字化制造产品的工具，能实现数字化传递的工具等。因此，科技革命目前只是一个新的起点，还远没有到革命成功的时候。当然，革命的成功可能并不是一个终点，而是一个动态的行进过程，在一个问题得到回答和解决的同时，又不断衍生出新的问题和挑战，需要我们持续的探索和研究，也就衍生出对新工具的需求。我想这是一个循环往复的过程，一个开始的结束，也是一个结束的开始。

从测序技术的发展看现在和未来

问：能否介绍一下高通量测序进展到什么程度？

刘沐芸：我们可以从测序技术的发展看现在和未来。20世纪90年代的测序技术基本是被Sanger测序所占据。Sanger测序的速度和成本受限于其对双脱氧末端终止法的依赖，无法持续优化，同时由于需要应用电泳，每次只能测单个DNA片段。

1998年，Pal NNyren’s实验室推出了一种合成测序法，就是焦磷酸测序。使用双酶荧光素系统，测量DNA链形成过程中产生的焦磷酸盐。相对于Sanger测序，焦磷酸测序实现了实时测序，并避免使用冗长电泳。

此时，已有研究团队提出对测序通量的需求，通过克隆和扩增特定DNA准备测序模版，以提高测序通量。1999年，Mitra和Church提出一种扩增DNA的方法，用PCR法获得大量PCR克隆产物，与模版对应，实现并行读取多个克隆群体。

2000年，Brenner等用连续测序法读取了酿酒酵母序列，2003年，Dressman对连续测序法进行了优化。

2000年，美国Venter团队基于大规模测序平台的工业化优势率先完成第一份人类基因草图，开创了全基因组猎枪测序方法（Whole-genome Shotgun Sequencing Approach），相较人类基因组计划的国际合作队伍，Venter软硬一体大规模测序平台更便宜、更高效，总体花费2.5亿美元，而国际合作队伍的总体花费超过30亿美元。最终，国际合作队伍也得以提前达成目标，其中软硬一体的大规模自动化测序平台功不可没。国际合作队伍原定的测序分为两步走，第一步是映射（Mapping），第二步才是测序（Sequencing），并且由分散在不同国家的生物学实验室随机开展工作。而Venter团队以数字视角而来的“猎枪测序法（Shotgun Sequencing）”结合算法跳过映射步骤直接测序，集约了工序也节省了时间，当然更减少了成本。

2021年5月27日，一个国际合作团队宣称，应用新的测序技术和测序工具完成了人类基因组完整的测序（Entirety of the Human Genome），这次完整的“读取”，指的是弥补了20年前公布的草图中“缺失”的那8%。新的测序仪增加DNA碎片的读长，以便识别出高度重复字节中的差异和不同，进行重新装配。

在这个10年，5P医学将有望实现

问：伴随世界各国在高通量测序等技术水平掌握上的差异，基因组学在各国技术领域、临床、公共卫生领域的应用出现了怎样的差异性？会不会进一步导致全球健康状况的不平等？

刘沐芸：技术掌握程度的不同导致技术应用的差异，也会导致社会发展阶段的差异和生活水平的差异，这是一个普遍现象。发展的不均衡不仅存在于经济社会发展领域，测序技术的出现，将这种发展不均衡、不平等传导至疾病和健康领域。

人类基因组学发展的第一个阶段，也就是21世纪的第一个10年，这是一个变革性技术快速发展和成本骤降的阶段。我们绘制一个人的基因图谱，从过去耗时10多年、花费数十亿美元，到现在能在很短的时间、只需很少的资金就能完成。

第二个10年，基因组学的发展走向了信息时代。这个阶段，我们将测序中产生的大量基因数据和个人的生活环境、生活方式和其他非基因信息进行整合分析和应用，奠定了精准医学的基础，有望精确地揭示个人患病风险并能提前干预。

现在，我们步入了21世纪的第三个10年。在这个10年，前述的5P医学将有望实现，不仅是准确预测疾病风险以及精准治疗，还有望能通过基因编辑技术治愈一些重大病或消除一些遗传病。至此，技术发展不均衡导致的不公平就日益显性化，基因组学技术的发展，必然会在医学领域、社会层面赋予一部分人享有特权，而将另一部分人置于不利地位。而技术本身应该是不分种族，不分国界，也不分支付能力。

但现实是，由于科技实力的不同导致的是对关键核心技术和终产品的控制力不同，因而导致不公平的发生。从这次新冠肺炎疫情来看，不公平就非常明显，由于疫情的致病性和传播性，科技领先的国家掌握了疫苗研发技术和疫苗大规模生产工艺，表现出疫苗接种率的不公平、不均衡，甚至出现这种情形——一些贫穷国家第一剂接种还未完成，发达国家已经开始接种第三剂的加强针。但新时期不公平的发生将会有一种自我纠正的发展轨迹，世界的连通性会迫使优先掌握资源的那一部分人，出于自身利益的考量，愿意去纠正这种不公平。比如，疫苗的接种，如果世界始终有一部分人由于资源匮乏而无法接种基础的新冠疫苗，因而也就无法形成相对均衡的群体免疫。这种情况下，少部分人即便接种了加强针，对整个社会来讲也是无济于事的，因为社会是开放、流动的。我为人人的同时，也是人人为我。

不过，即便如此，也需要我们能提前看到这种科技导致的不公平的发展趋势，在贫富带来的不公平的同时，基因科技发展将进一步加剧个体之间、种族之间和国家之间的不公平和不均衡。防患于未然，我们可以从几个方面努力。

第一，基因研究，尤其是大样本的队列研究立项时，需要考虑纳入样本的多样性和代表性，不能偏好于某一类人群或人种。目前，许多大样本基因研究的纳入人群基本都是以欧洲白人为主（81%），少数族裔非常少。这就导致我们所说的“信息差”，直接影响到基因信息解读、临床诊断依据、治疗方案等与疾病、健康相关的决策和判断。

第二，研究成果的共享性与可及性。美国疾病预防控制中心（CDC）的一项研究调查发现，美国少数族裔的成年人更少去看医生，因为相较于美国成年白人的就医门诊，少数族裔成年人的就医成本要高很多。这反映出基因分析的队列研究导致的入组样本代表性不足，导致研究结果无法支持医生更精准的临床决策，出现医疗健康领域的结构性和财务性不公平现象。

第三，临床基因组学医疗的公平性。由于测序导致的不公平会传导至临床诊疗救治，这种不公平存在于性别、种族、年龄、社会阶层和地理位置等。因此，要完全消除基因科技带来的不公平，我们还需要在更广泛的领域做出努力，如推进更公平的医疗体系和社会体系的建设。

这股新的浪潮，将会对经济社会产生巨大而深远的影响

问：伴随信息科技和生物科技的交织，出现了生物信息学、计算医学、算法生物学，这些新的学科以更高的精度描绘并预测我们的身体，怎样看生物科技和信息科技的这种融合？从这个角度看，生物经济时代是否能说就是建立在生命科学、信息科学融合发展的基础上的？

刘沐芸：生物经济的形成是受益于计算科技、数据分析技术、自动化技术、人工智能和生物工程等学科的发展进步，使得测序的通量、效率不断优化，以及成本不断下降。这些不同学科汇聚融合，将在四个领域推动形成一股全新的创新浪潮，如生物分子、生物系统、人机交互和生物计算，这些不同领域的创新也将相互促进、相互影响。

组学的进步将赋予我们高效、准确绘制、测量细胞内分子通路的工具，以及工程化处理的能力，这将进一步提升我们对生物过程的理解，也进一步提升了我们的生物工程能力。比如，CRISPR技术极大地简化了基因编辑的操作难度，提高了基因编辑的精准性。而生物和机器之间深度交互融合，也促进了生物机器和生物计算的发展，让我们能准确地捕获神经信号，并使得神经义肢的发展成为可能。新型的DNA存储技术也发展迅速，1千克的DNA就能储存今天全世界的信息。

这股新的浪潮，将会对经济社会产生巨大而深远的影响，如健康、农业、消费品和能源领域。这些创新将赋予人类应对气候变化和疫情挑战的能力和工具，如快速绘制病毒完整的基因序列，并研制出检测诊断工具和疫苗，以及快速追踪病毒变异轨迹等。今天的这些应用，可以追溯到人类基因组计划为我们打开了一扇数字化理解生命和自然的大门。

数据形成的垄断，有着显著的隐匿性

问：伴随数据集中度的提升，基因组学领域会不会像互联网时代一样出现垄断的巨头？如何谨防这种现象的出现？

刘沐芸：由于测序通量和效率的提升，测序成本的大规模下降，数字化的工具和理解力的提升，每年仅测序就能为我们带来海量的生物数据。但这种基于基因测序而来的数据，只是我们理解生物和世界的基本构建模块之一，还需要有更多的组学数据和多维度、多层次、高水平的临床表型数据。当然，伴随着算力、生物信息和算法的进步，将赋予人类掌握获得更多维度数据的工具和理解分析这些数据的能力。

未来有可能会有多样性数据集中的趋势，也有可能演绎出生物科技领域的巨头垄断现象，尤其是同时掌握大规模数据获取工具、超量算力设施和算法开发团队的公司更易形成生物经济时代的垄断巨头。Google公司搭建的超量算力设施支持的算法开发正在显示这种集聚的趋势，先后演绎出以AlphaGo Zero为代表的围棋数据库，发展出以AlphaFold为代表的蛋白质数据库，还有目前正在优化的以人群行为轨迹结合检索关键词“骤升”的新发疫情预警数据库等。

新时代，以数据集聚和分析、利用为特征的垄断，与传统经济领域中以实物或实体积聚为特征的垄断有着本质的区别。数据形成的垄断有着显著的隐匿性、非排他性以及难以实物分割等特点，并且需要极高投入的算力设施、储存设施做支撑。因此，了解数据垄断的特点，可以从如下几个方面布局，以期尽可能避免。

第一，基于数据的非排他性和设施建设投入的巨大性，可由政府投资建设并所有，巨大投资的算力设施和储存设施作为科技公共品，开放给研究团队进行算法开发、应用衍生。其实就是我国政府的“新基建”部署。

第二，基于数据的公共性和产品的排他性，通过公共算力设施和公共资金支持产生的新数据，回传给公共储存设施。以国际基因数据库为例，其公共性、开放性和共享性，极大地加速了我们了解COVID-19背后病毒的能力，提升了我们快速诊断COVID-19的准确性，缩短了我们开发应对COVID-19疫苗和疗法的周期。

第三，不断放大公共数据边际效应的同时，将公共数据支持形成的下游应用的产品开发分散化和网格化，以积极预防新型垄断的形成，并极大地激发和鼓励下游应用服务的多样性和业态的丰富度。

未来人和工具之间的边界将日益模糊，甚至融合

问：2000年，我和同事编辑出版了一本小书，叫《你还是你吗？——人类基因组报告》，伴随基因编辑技术的发展、合成生命的出现，您预测未来生命科学将向何处去？合成生命学会有怎样的发展？人类还将会是“人类”吗？

刘沐芸：生物科技革命将给我们的经济社会带来多重影响，可以在多个维度延展人类自然的生理特性，如当前的一系列科技进步，极大地扩展了人类与世界交互的广度和深度。手机内存拓展了大脑的记忆容量，FaceTime拓展了人类的视距，将“远在天边”变为“近在眼前”。机械义肢延展了我们肢体的活动半径，移动互联极大地拓展了人类衣食住行的边界和能力。

一些新工具和新技术，也极大地拓展了我们观察世界的边界和能力。创新工具的普及拉平了人和人之间的先天差异，如毫无顾忌地打越洋电话，过去只有少数特权阶层才能实现，但今天我们每个人都能随时打越洋电话，而且还能毫无付费压力地随时视频。今天的CT仪，能极大地缩短临床医生诊疗经验积累的时间长度，是因为工具将个人天赋的差异平均化了。

我举的这些工具的例子，基本都还是“物”的工具，也就是没有生命，并且这些工具如何发挥效应，也还是取决于使用的人。虽然具体使用者之间还是会有差异，但这种差异相较于人与人之间资源禀赋的差异，可以通过后发优势加以弥补，并且过去的这些工具和人之间没有产生融合性，也就是工具是工具、人还是人，人和工具之间的边界非常明确，工具需要经由人的使用才能发挥作用，创造价值。

但未来可能就不是这样了，人和工具之间的边界将日益模糊，甚至融合。比如，今天我们的基因编辑工具——CRISPR工具，这个工具工作的对象就是一个活的细胞或者是活的人了。这是一个生物工具，和过去物化的工具完全不同，可能是人、物结合，或者是全新的“有生命”的工具了。可以说是工具嵌进生命体，也可以是工具被赋予了生命。

未来可能是这样的，我们不需要畜牧家畜就可以吃上肉了，瘫痪卧床的患者在干细胞的帮助下实现脊髓再生，化工原料可以在实验室中应用微生物合成，遗传性疾病可以在出生前加以干预和预防，基于个体基因、微生物等组学特征制订个性化的饮食和健身方案就能高质量地延长寿命，而脑—机交互则能进一步提高大脑的神经控制力等。

20世纪90年代，我们开始通过基因测序的方法“阅读”我们自身，熟读了之后，自然而然地就想要“写”，然后就想要“改”了。为什么呢？因为想要更好啊，然后就想要凭空“造”了。

那未来“人”还是“本人”吗？这一点，需要大家共同思考和回答。

将自己的研究成果转化为人人用得起的健康促进

问：您在生命健康领域奋斗多年，能否说说您的实践和梦想？

刘沐芸：我一直学习和工作的领域都是致力于改善人民的生命健康，通过自己的学习研究、工作实践，将自己的研究成果转化为人人用得起的健康促进和质量提升的解决方案。

2018年以前，我主要是从事细胞产业下游的细胞治疗技术和产品的开发，通过打造“区域细胞库+细胞制备中心+细胞质量检测公共服务平台”国家网络，为许多“诊断明确、但宣告无效”的患者和家庭提供了改变命运轨迹的救助治疗。

2018年后，成立“赛动智造”这家企业，期望以工业自动化平台推动具有革命性疗效的细胞治疗产品“大规模、高质量、低成本、可重复”地给每个有需要的个体和家庭，实现先进细胞治疗的“质量一致性、应用可及性、人人可负担”。

COVID-19是大自然给我们的一个提示

问：“我们急需建立起一个全球性的、能收集世界各地观测结果的基因组观测网络，这样才能给出这些问题的答案。”“追踪‘环境DNA’正如同使用烟火报警器一样，警报响起后，我们还需要确认火源、查明危险级别，然后才决定要采取何种措施。‘基因监测’也属于这种早期预警系统。”在《基因组革命：基因技术如何改变人类的未来》中，共同致力于“生物多样性基因组学”的两位作者——牛津大学的道恩·菲尔德和加州大学的尼尔·戴维斯这样呼吁。在新冠肺炎疫情仍然全球蔓延的今天，您怎么看这一呼吁？

刘沐芸：我觉得这样的早期预警系统是否建立，主要要基于我们设定的目标，以及我们的成本和收益比。有几个问题需要明白：一是需要评估追踪环境DNA的意义是什么？或者需要解决什么问题？或者说，我们当前的技术是否支持建立类似的“基因监测”系统。二是谁来做？这也是一个要回答的问题，就如同前述的基因测序可能会加剧人群之间、阶层之间、国家之间的不公平。我们假定这个“基因监测”系统非常有意义，那谁来做就比较有意思了。三是如何使用？等等。这些是需要我们思考清楚的。

不过，提到生物多样性正在逐渐失去，我想我们需要反思的是人类自身的活动。前面讲到科技成果演绎出的工具极大地拓展了我们的“视力”“听力”“脑力”和“脚力”，是否我们不断被拓展的能力让我们不断地“入侵”本该属于其他物种的生存环境和空间呢？是否可以说，生物多样性的失去、新发传染病的增加，正是和我们人类不断增强的能力、不断拓展的活动边界有关呢？如果从预警新发传染病的角度，可能监测人的行为会比监测基因的效率更高一些。

从历史上出现的新发传染病，或已知传染病的复发，我们可以发现一些特征和规律。许多传染病的发生、流行与人类的行为、活动以及这些行为和活动与自然间的互动有关。比如，1997年发生的H5N1禽流感，2003年发生的SARS，2013年的H7N9型禽流感和现在仍在流行的COVID-19，均是首先出现在“湿性”市场，表明人类的行为可能是新发疾病的关键性因素。当人类在其主导社会中，在自然界的活动空间和范围不断增加、所处环境更加复杂的同时，也可能为一些原本“人畜无害”的病原菌“创造”了宿主迁移的机会，受到“进化压力”的驱使，这些病原菌为了生存必须寻找新的寄生环境和宿主。现在，仍在全球肆虐的COVID-19可能是大自然给我们的一个提示，是时候重新思考人与自然的关系了。因此，在机会性的宿主迁移机制下，防控疫情的焦点不应局限在对病原菌和疫苗的研究，还应包括我们人类行为的防控、调整。

组学的深入研究，有利于我们对生物系统的全面理解

问：“‘组学’研究的大一统正在进行中，而‘生命密码’作为基因合成领域的核心研究，代表了未来10年、甚至是21世纪生物学的研究方向。DNA不仅是生物学刚刚兴起的一门‘通用语’，还注定是21世纪生物学编年史上浓墨重彩的主要篇章。”您预测，组学时代还会有哪些亟待去研究的领域？从测序角度看，“生命之树”还有哪些亟待采摘的果实？

刘沐芸：组学是一门新兴技术的合称，是有助于我们全面识别和量化理解生物系统在某一个特定的时间点的全部分子合集的技术。组学和分子技术指的是研究、病能工程设计、合成或修饰相同“omes”技术。生物系统指的是细胞、组织、器官和生物体液或有机体等。能用于绘制和测量细胞内的分子和旁路，在帮助我们理解细胞的同时，能指导我们实现细胞的工程化设计、改造等。比如，CRISPR技术能让我们可以更高效、更精准地实现基因的编辑。

总体上，组学包含了“细胞内遗传信息”，如表观遗传、转录组、蛋白质组等；“细胞内代谢产物”，如代谢组、糖组学等，以及微生物组、单细胞组等其他组学。关于组学的研究，确实是由于多因素的重合，如读取、分析、存储等工具的出现和迭代等的交互融合，我们在基因组学的读取方面取得了较大进展，随着测序读取工具的普及、计算机性能的提升和成本的下降，学界在进一步向基因组研究、开发纵深推进的同时，也逐步在向其他组学研究拓展。

为什么我们说，组学的深入研究有利于我们对生物系统的全面理解，我们要全面由当前的“读取”走向“编辑”的话，不仅需要掌握生命设计图（基因组），还需要掌握其他生命系统的具体“活动”和“开关”，如调控、转录、翻译等反应细胞内的遗传信息，对细胞内代谢产物和其他如微生物组学等组学有深入了解。因此，从总体科学研究里程碑的推进来看，还需要对不同的组学进行纵向深入研究，以及组学间的横向融合研究、分析。不同的组学其特征不一样，如基因组是生命的设计图，相对较为静态，有的是即时性、动态变化的，如代谢组学；有的是执行具体操作的，如转录组等。因此，需要有对应的工具、算法和专业的研究团队。

基因测序的快速进展受益于工具、设施和分析方法的同步进步，其他组学的研究也需要辅以不同的工具、匹配的分析方法或算法获取信息。我们说一个学科的进步有几个因素在驱动，一是来自下游用户的需求；二是要有合适的工具；三要有研究团队持续参与；四是法律法规等社会因素的支持，以及合格标本的可获得性和持续性。更需要有稳定的资金持续予以支持，以及部分技术成果转化时下游应用市场的看好，基于下游应用市场的潜能爆发，具有远见的资本逆向支持和培育、加速下游应用市场形成的工具、技术和产品开发应用，缩短开发周期也很重要。

亟须建立一个国家层面统一归口的生物数据库

问：“人类基因组正是一张藏宝图，它开启了新天地的大门，而探索这个基因组新世界的寻宝竞赛正在火热进行中。”“地球上还有极多的DNA有待人类探索，大部分的物种和基因都在等待人类发现。”“随着技术进步，以及人类与日俱增的雄心壮志和好奇心，各种基因组计划的规模也随之迅速扩张。”能否介绍一下主要国家在基因组计划方面的“作为”如何？中国作为一个发展中大国，是否应该更加有所作为？

刘沐芸：选几个有代表的讲一下。美国的“All of Us Research Program”，其主要目标是鉴定新的癌症亚型，与药厂等私人部门合作测试精准疗法的临床效果，拓展对癌症疗法的认识（抗药性、肿瘤复发等），并汇编代表性样本中的详细健康数据，以便科学家更好地了解疾病机制，并更快推动个性化治疗的发展。拟纳入100万人，研究预算14.55亿美元，为期10年。

法国的“法国基因组医疗2025（France Génomique）”，其主要目标为将法国打造成世界基因组医疗领先国家，将基因组医疗整合至患者常规检测流程，建立起一个国家基因组医疗产业，从而推动国家创新和经济增长。拟纳入样本50万人，研究经费6.7亿欧元，研究期限10年。

英国的“10万人基因组计划（100,000 Genomes Project）”，其主要研究目标为推进基因组医疗整合至英国国家医疗服务体系，并使英国在该领域引领全球；加速对癌症和罕见病的了解，从而提升有助于患者的诊断和精准治疗；促进基因组领域的私人投资和商业活动；提升公众对基因组医疗的知识和支持。拟纳入样本10万人，研究经费2.4亿英镑，研究期限5年。

澳大利亚的“基因组学健康未来使命（Australian Genomics Health Futures Mission）”，其主要研究目标为罕见疾病、罕见癌症和复杂疾病的“旗舰式”临床研究；将技术应用转化为患者护理的临床试验；加强学术和研究合作。这项行动还将制定国家标准和方案，以加强数据采集和分析；提升基因组学对更广泛社区的价值；并鼓励政府与慈善家和企业建立伙伴关系。样本数10万人，研究经费5亿澳元（约合3.7亿美元），研究期限10年。

日本的“罕见病和未确诊疾病计划（IRUD）”，其主要研究目标为针对目前发现的单个病理突变来开发创新候选药物，将新型技术应用在NGS基因组分析尚未解决的病例上，以及促进国际数据共享。研究经费达7亿日元/年，这是一项长期研究项目。

中国迫切要做的是建立一个国家层面统一归口的生物数据库，将中国不同层级资助研究项目产生的数据归口汇聚，统一管理，首先完成国内的同一数据库的开放共享，然后与国际交互共享和互相备份，尽快扭转我国数据在国内没有归口、反而是归口国际三大数据库（美国、欧盟和日本）的发展态势。

是时候全新思考人与自然的关系了

问：伴随地球生物多样性的减少，《基因组革命：基因技术如何改变人类的未来》一书指出：“目前的物种灭绝速率已高出背景灭绝速率，甚至比地质时代那五次大灭绝时期的平均灭绝速率还要高”，“我们才在短短300年间就失去了75%的动植物物种”，甚至预言“300年后，人类也极有可能要面对地球史上第六次大灭绝，即‘人类大灭绝’的到来”。对这样的分析和预测，您怎么看？

刘沐芸：COVID-19暴发之前，我们谁都无法想象，会有一个事件对我们的工作、生活、社交产生如此深远的影响，不仅重塑了我们的工作形态，也重塑了我们的社会关系，重塑了我们对“人与自然”关系的思考与认识、共生与和谐。

突发的COVID-19大流行，让我们重新认识了大自然的力量，一种未知的病毒经由自然潜入人类生活的社区，然后迅速扩散至全世界。截至目前，感染人数仍在不断攀升。COVID-19暴发以来，我们都致力于找到病毒的源头，但在寻找源头的同时，我们也应该思考我们与自然的关系，以及我们与自然该如何共处。

因为，每一次新发病毒及其导致的传染病，其实都反映了复杂生态系统中人、动物、病菌和环境之间的平衡被破坏后重新平衡的一个动态调节过程。在人类发展历史中，大流行病并不只有这一次，从人类结束游牧的狩猎生活进入定居的农耕生活开始，人类生活方式的转变就标志着人类与自然之间的关系开始了系统、广泛的改变。

自公元前430年雅典发生瘟疫开始，人类历史上总计发生了17次传染性疾病大流行，几乎每次传染病大流行的背后都有人类行为变化的印迹。驯养家禽、家畜后出现的动物源性传染病，如天花、恶性疟疾、麻疹、肺鼠疫等，这些新发的传染病反过来给人类社会带来灾难性影响。

公元541年的贾斯丁瘟疫和1348年的黑死病造成的死亡人数是历史性的。1918年的流感大流行造成的死亡人数超过5000万人，1981年出现的艾滋病至少导致3700万人死亡。后续还发生了2009年的禽流感、2014年的基孔肯雅病、2015年的寨卡病毒，以及2014年出现并一直延续至今的埃博拉病毒等。因为人类行为的改变有意、无意间改变了病毒或病原菌赖以生存的寄生环境，促使病原菌发生宿主迁移（Host-switching），这就需要病原菌自身发生一些基因序列的改变以便能适应新的宿主。近20年内出现的几次冠状病毒流行病较为典型地体现了这一特征。

冠状病毒一直存在于自然界，包括2002至2003年的SARS-CoV，2012年的MERS-CoV，2019年底出现至今并引发COVID-19大流行的SARS-CoV-2，迄今为止引发了3次传染病流行。相同的是，病毒都是经由中间宿主跳跃到人类；不同的是，前两种都是在出现症状后才有传染性，而后者具有无症状传染的特征。这是否也是一种病毒为了适应新宿主而产生的进化呢？是否从另一种角度表明，多重、复杂的环境变化使人类社会已进入大流行时代？

只是，我们能为此做出什么改变吗？

“生物经济”是一个较为得当的说法(www.xing528.com)

问：2012年美国政府《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”？

刘沐芸：生物经济是一个与农业经济、工业经济、信息经济相对应的经济形态，是以生命科学、生物技术和技术科学研究开发与应用为基础的，建立在生物技术产业和产业上的经济，将对总体自然生态体系产生影响和变革，要解决的问题和实现的福祉不仅局限于人或生命体，还应着眼于体系的完善和优化，包括环境、气候、空气、水等公共品的应对。曾经有一段时间，我们可能认为，人类是地球或大自然的主人，认为大自然或地球的一切生物或非生物都是人类生存的工具，经过很多年与自然共处的经历和事件，我们开始慢慢认识到，人类和其他生物或非生物其实都是构成大自然和地球的一部分。

但是，人由于大脑意识的形成，从而获得了教化、驾驭和使用自然界已有的生命体和非生命体的能力，甚至具备了发明、创造一些新的生命体或非生命体作为工具的能力。因此，从农业经济，经过工业经济，经由信息经济走进当前的生物经济，是一个技术不断迭代、爆发的经过，也是一个人类不断进化和重新自我认知的过程。因此，人类走到今天，寿命不断延长，物种不断减少，技术不断进步，可能未来技术的着眼点，不仅是人类的福祉，更应是整个自然界综合福祉的总体提升。

因此，“生物经济”是一个较为得当的说法。

生物经济是全新经济形态

问：生物经济时代究竟有着怎样的特点？是什么促成、导致或者说加速了这个时代的到来？

刘沐芸：生物经济是由生物科学研究和创新所推动的经济活动，是世界经济的重要组成部分，生物经济将带来十分巨大的增长潜力，引发的社会效益也将非常显著，已经成为各国政府优先选项之一。生物经济有如下特征：

第一，学科融合带来的变革性。生命科学、生物技术、计算科学等深度融合推动了生物经济的形成与发展，生物经济是建立在生物资源、生物技术基础上，以新生物技术产业的生产、分配、使用为基础的新经济形态，也将全方位促进传统领域的集约、绿色转型，因而生物经济既是过去技术发展的结果，也是新经济形态的支撑主体。

第二，涵盖广泛。技术融合与演绎推进，生物经济衍生至经济社会的方方面面，在外部需求的促进下，逐步形成了其重点领域，如生物医药与健康、生物农业和食品、生物能源、生物酶、生物化学品、生物塑料等。

第三，可持续性。工业经济和信息经济均是建立在实物资源消耗的基础上，或以实物原材料参与的化学过程等。随着人类经济活动的不断增加，导致自然和环境越来越不可持续。但生物经济演绎形成的新产业体系，通过采取生物过程与生物炼制技术，就有显著的“无中生有”的特点，从根本上降低了对化石基原材料与能源的依赖。另外，生物农业技术的发展，也减少了传统农业对土地、气候等资源性条件的依赖。两种“依赖”的减少，使得农业、工业更具有可持续性，从另一方面也形成了人与自然、环境和谐相处的技术基础。

第四，生物质是基础资源。生物质将是驱动生物经济发展的基础资源，也正因为如此，未来生物经济具体产业形态和业态的发展成长将会受到研究进展与成果转化的塑造。生物经济的发展源自遗传工程、基因测序和高通量的工业自动化三大基础技术，未来也会继续因这些基础技术的进一步发展而衍生出新的增长潜力，加之与合成生物学、蛋白质组学、生物信息学、计算生物学等新兴技术的结合将会产生一些目前我们还无法想象的新的生物质等新技术、新服务和新业态。

第五，如影随形的风险。生物技术的发展充满了期望与机会，风险也如影随形。在改变社会经济形态的同时，也因其“两用性（Dual Use）”而对经济社会、人与生态充满了难以预估的风险，并且如果应用不当，生物科技的风险将远超其带来的益处。相较于数据技术和AI带来的数据风险，生物技术带来的生物数据隐私风险将会有过之无不及，因为互联网、人工智能获取的数据仅仅是人类外部数据，而生物数据来自人类自身，甚至是人类潜意识等，这些数据更敏感、更个人化。并且，如果数字技术、计算科技出现了危害和危险，我们可以通过关闭电源或拔出插头的形式进行关闭，但生物科技一旦启用，很难有一个可以及时“关闭”的方式，并且没有确切的物理防护边界，同时生物体自身具有自我修复和自我复制的特征。另外，生物学相互关联的特性也会增加“预期之外”风险的可能性；较低的进入门槛潜藏着巨大的滥用风险，如CRISPR操作的可及性及工具包可通过网购获得，并由此衍生出新的“职业”——生物黑客；再一个就是不同国家技术掌握度的不同导致新的不平等、不均衡等问题。

第六，因此，生物技术创新很大程度上需要政府、科学家、监管者和社会的参与，因为不同国家管理规范对潜在风险的界定不一，也导致不同的司法区域对潜在生物风险的应对、预防和竞争的不同。因此，在从过去带有重大风险特征的技术浪潮的应对中总结应对方案时，需要有基于技术融合、迭代的前瞻性洞见参与其中。

第七，生物经济的驱动力来自几个方面：一是经济社会发展过程中不断出现的新需求，总体人口数量的增加和收入的增加激发了对生物初加工的需求，人口结构的改变凸显出对健康的迫切需求，生态环境的压力催生了生物育种和低排放等工业应用创新的需求。二是技术的进步与叠加演绎路径“基础技术—迭代融合—新兴技术”。三是成本的稳定与持续下降，基因测序的普及应用到多个领域，甚至无处不在地应用。其中一个显著的原因，就是工业自动化的引入导致测序成本从人类基因组计划起始下降了100多万倍。因此，领先技术的出现到一个经济形态的形成中间需要一个发展过程，这个过程有下游应用市场巨大需求的驱动，也有技术的快速发展、成熟，以及成本上的突破和大量合格的产业人才的参与等，当然还有社会的接受度和政策法规环境等。并不是每一项科技创新的出现，必然会有市场应用。

上游下游“两头都要抓，两头都要硬”

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》对“发展壮大战略性新兴产业”不仅提出“战略性新兴产业增加值占GDP比重超过17%”的具体目标，还在“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”。这段话是否为“做大做强生物经济”指明了路线图？您还有没有别的建议？“做大做强生物经济”，究竟路在何方？

刘沐芸：生物医药、生物育种、生物材料和生物能源等产业，是生物经济的重要组成部分，也是基于我国科研、产业基础和未来目标而拟定的需要重点关注，且具备优先重点部署条件的产业领域。生物医药应对的是人民群众的生命健康，生物育种应对的是粮食安全，生物材料和生物能源应对的是对化石基原材料与化石能源的依赖，转向绿色可持续发展。

前面讲过，生物经济是深度依赖基础技术进步和多学科技术融合迭代的一种不同于农业经济、工业经济的全新经济形态，因此随着新兴科技的不断出现，生物经济会爆发出巨大的发展潜能和一些当前我们还无法想象的技术应用和服务，如生物计算、人机结合、生物系统等支撑生物经济发展壮大的关键核心技术的领先性，团队、成果转化路径，良好的支撑成果转化的政策环境的营造等，都需要配套和并进。

因此，除了部署下游的具体应用，还需关注上游的关键核心技术和工具研发的部署和攻克，形成对上游关键核心技术和工具的掌控度与控制力，下游的应用服务才能百花齐放。我们要从“拿来主义”走向“自主可控”。我想这可能就是习近平总书记在2021年中国国际服务贸易交易会全球服务贸易峰会致辞中宣布“深化新三板改革，设立北京证券交易所，打造服务创新型中小企业主阵地”a，从而培育“专精特新”的出发点和用意吧。如果上游的关键核心技术和工具不掌握，下游的服务贸易就会失去自主可控的源头供给，上游（不同产业领域中掌握核心技术和工具的“专精特新”）、下游（具体应用、服务和产品）“两头都要抓，两头都要硬”。

推动BT和IT的融合产生催化连锁反应

问：怎样推动生物技术和信息技术融合创新？

刘沐芸：推动生物技术和信息技术融合创新，可以从四个方面着手。

一、注重科技产业设施也就是新基建的投资建设。比如，可以支持公共使用的超大算力设施、数据传输和储存设施等，而不仅是只购买类似冷冻电镜等设备，单一、孤立的设备配置无法发挥对科技促进、产业放大的连锁催化效应。而产业设施或新基建是一个网络，更能发挥链接、集聚甚至是爆破性作用，在科研方面能有利于上游核心技术和工具的开发迭代，在产业方面能产生“连锁爆破”效应，承担“取之于民，用之于民”的基础性支持作用。而不仅仅是新闻中的大科学装置，或大产业设施，仅停留在“耳闻”的阶段。

二、公私分明。技术的迭代和进步，生物经济的进步有赖于基础技术和竞争性技术。除了主动部署新基建，还需要关注基础技术的主动部署与攻关组织形式，并建立良好的市场规范和竞争环境，鼓励竞争性技术的百花齐放。基础技术决定了具体产品的开发方向，而竞争性技术决定了下游市场容量的大小。

三、基础性技术的大力发展为竞争性技术的发展和逐渐替代传统产业和服务提供了发展的原动力，但最终创新生物技术要在竞争中获胜或取代传统的、习以为常的服务和产品，取决于新技术在社会、经济和环境等方面是否具有决定性优势，是否足够先进、便利、便宜，性能更好，能耗更低。当然，与人类经济社会并行发展中不断迭代的政策法规环境也息息相关。

因此，要推动实现BT和IT的融合创新，不仅需要新机制集中部署建设新基建网络，还需要新型组织形式对不同产业领域的关键共性技术和工具研发的批量集中攻关，也需要下游市场进入门槛、法规适应和成本效益等综合配套。正是这样，BT和IT的融合才能产生催化连锁反应，借助新基建网络，将上游的技术突破，经由中间工程化创新新型组织形式，最终传导至下游应用服务市场的百花齐放，丰富人民群众对美好生活向往的广度和深度。

推动生命体的数字化

问：基因科学、细胞科学的发展，和生物经济时代有着怎样的密切关系？

刘沐芸：基因和细胞科学是生物经济发展的生物技术基础。人类基因组计划绘制了人类生命体的构造图，然后结合快速迭代的基因序列读取工具不断推陈出新，给我们提供一个全新的认知世界、测量世界的工具和方法，推动了生命体的数字化。

测序技术发展至今天，不仅可以快速高效地完成生命结构图的读取和绘制，并能更精细到单个细胞基因序列的读取和排列。而单细胞的测序效率为我们提供了一个更细微水平观察突变和恶变的工具。

随之而来的基因编辑工具包为人类提供前所未有的简单、高效、便利的对生命体结构图进行“编辑、修改”的能力，而干细胞的研究就赋予另一种能力和工具。

这些生物技术能得以快速发展和演绎，均是得益于生物学、计算科学和工程学的交叉融合，而这些技术能快速融合突破也与其他基础学科的发展密不可分，比如物理学、化学、统计学等的快速发展。

每年产生的大量生物数据，伴随计算成本的快速下降，让大规模地储存、处理和分析海量数据具备了基础，进一步与不断优化的深度学习、AI和生物信息的融合、迭代，并且这些技术正相互促进、相互加强，技术间边界也正在模糊。正是基因和干细胞科学等生物科技与计算科学、数据处理的结合，推动生物经济这种新经济形态的形成和发展。

依据个人的基因谱系特征定制产品、服务

问：伴随精准医学时代的到来，下一步人类将迈向哪个时代，是精准营养、精准健康时代？

刘沐芸：学科的融合促进并衍生了许多的下游应用和服务，在上游技术的推动下和下游市场需求的驱动下，正有越来越多的技术向下游的个体化产品和服务转化，如依据个人的基因谱系特征定制产品、服务，这就包含精准医疗、精准营养、精准健康等。

究竟哪一类应用和产品会率先成为“爆款”，取决于前述的几个因素，取决于技术的成熟度与可及性。可及性包括两个方面，一个是经济的可负担性，也就是成本是否足够低；再一个就是技术的物理可及性。比如说，细胞治疗产品，其技术的成熟度和经济效益比足够“引爆”一个市场，但受制于物理可及性无法成为“爆款”。细胞治疗迫切需要工业自动化，如“赛动智造”提供的床边生产细胞智造平台（Point-of-care Manufacturing），可以便利装配式地围绕着市场需求就近部署，极大克服细胞“温度敏感、效期短”等高动态性和不稳定的特性，直达市场需求。还有一个就是经济社会对新技术的接受度和开放度、适应性的政策法规环境、配套的评价标准和保险支付体系等。

是否“换道超车”取决于当前部署

问：对于中国来说，在工业经济、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？

刘沐芸：生物经济有几个显著的、有别于工业经济和信息经济的特征，这就是生物经济的基础性技术是与生命体有关的读取、挖掘、分析和利用有关的基因和细胞科学。工业经济和信息经济是以非生命体或者物为主要生产要素和材料的经济形态。

生物经济是否是“换道超车”的机会，取决于几个先决条件。

第一，是否有自主可控、可用的本国数据库。生物经济的基础性生产要素是与生命体相关的生物数据，因此，如果一个国家要发展生物经济，与之配套的新基建就是自主可控、可用的本国生物数据库，要包含多个维度、多个层面的人类、非人类的数据库。当前，我国研究投入产生的大量研究成果和生物数据都上传到国际三大数据库（美国国立生物技术信息中心，欧洲生物信息所和日本DNA数据库，且这三大库之间以联盟的形式达成了互联互通和同步）。但迄今为止，我国还没有建立一个统一的全国性的生物数据库，也正因此，就无法谈及与国际三大数据库的互认互通。

第二，是否对上游关键核心技术和工具自主可控。生物经济是在基础性技术的推动和下游应用市场的拉动演绎而来的，由此可见，上游关键的基础性技术和工具的自主可控非常关键。生物经济的上游核心技术和工具往往是相互交叉融合、相互依存的。比如，基因编辑工具的发展进化，不仅依赖于生物学技术，还依赖于生物学演绎发展的积累和不断新增汇聚的数据库的支持，以及其他基础学科的积累发展并叠加形成的新工具平台等。

第三，转化路径是否顺畅，也就是下游市场的接受度和开放度。我国财政和资本市场是否支持上游颠覆性技术的研发投入，社会是否对颠覆性技术出现具有开放度和接纳度，政策法规环境是否具有包容适应性等，是否具有配套的供应链和工业体系以生产交付高质量、大规模、低成本的创新产品，配套的评价标准和体系是否支持新产品、新应用和新服务等。其实，就是我国社会总体的创新自信的程度，不以他国为风向标。

因此，是否“换道超车”取决于我们当前的部署与推进，是不是有利于形成“换道超车”的态势。

掌握四类新型基础性技术的国家将主导发展

问：这个时代究竟处于一个怎样的发展阶段，是小荷才露尖尖角吗？或者说是刚刚在远方地平线露出桅杆的一角，能说现在处于互联网大爆发前夕那样类似的场景吗？

刘沐芸：当前，基础性技术和竞争性技术正在快速发展中，相互促进与相互依托，正在塑造生物经济的发生和发展，海量产生的生物数据正在改变农业育种由过去对自然生态的依赖转向生物育种，而基于对海量人类基因数据的分析，为我们提供更精细的了解疾病发生发展的路线图，如细胞治疗对恶性肿瘤发展轨迹带来改变等。

除此之外，将会衍生出四个重要的新研究领域，也就是生物科技与计算、数据科技融合后将衍生出四个新的基础性技术：生物分子、生物系统、人机接口和生物计算。而这四个新的基础性技术将决定竞争性技术的种类和方向。可以说，掌握这四类新型基础性技术的国家将主导下游竞争性技术的发展，并获取主要利润来源。

生物经济正在塑造和成型中

问：能说生物经济时代是“已经到来的未来”吗？

刘沐芸：从数字化认知生命和世界的角度来讲，可以认为，我们正在经历生物经济的塑造成型中，我们可以说既是见证者，也是参与者、塑造者或推动者。

我们既是前沿科技的创造者，也可以说是前沿技术的受益人。我们对高质量生活的追求为前沿技术的研究开发提供了动力，前沿技术的每一次突破也进一步激发了我们对更美好生活的追求。下游市场需求与上游核心技术与工具也是相互依存、相互促进。

以细胞基因产品发展为例，虽然已有多个产品获批上市，但受制于个体化、成本高、复杂的手工操作、交付烦琐等影响，仍然无法商业化应用。因此，对上游自动化、智能化的生产装备提出需求，这是一个典型的产业下游产品和服务发展与上游装备相互促进产业链闭合循环的过程。首先，发生于下游的产品和服务，发展过程中涌现出对上游细胞智造装备与部件的需求；其次，通过上游核心装备研究开发进一步促进强化下游产品创新和服务生态的完善，逐步形成产业供应链的自主可控，进而获得产业的话语权与终产品的定价权。

高通量测序是生物经济时代的生物类基础性技术

问：2012年，美国政府《国家生物经济蓝图》指出，高通量测序等三大技术的发展，打开了一扇通向未来的大门。八九年过去了，您怎么看这扇“未来之门”？

刘沐芸：高通量测序技术为我们揭示了以生命为特征的复杂系统组成的详细信息：基因、细胞、生物和生态体系，以及它们之间相互作用的机制，并改变了生物学和临床医学的研究范式，这些也因此被归为生物经济的生物类基础性技术。也因如此，仍然存在有巨大的研究开发空间，需要信息类基础技术的加入融合，如促发新的科技革命的发生，尤其是前述的新型基础性技术的出现，将有可能缔造出一个充满活力的生物经济形态。

另外来看，高通量测序技术既是创新成果，也是引发新的创新成果的技术基础。人类基因组计划（HGP）最早的目标就是绘制人类基因组图谱，但在完成这个目标的过程中，HGP又促进了高通量测序技术的发生、发展和迭代，而高通量测序技术的进步又引发了微生物基因组、病毒基因组、感染性疾病和植物生物学等领域的进展。

由HGP而来的新生物学和新技术相继又推动了一些新的大规模科学计划产生。比如，DNA元素百科全书研究联盟（ENCODE）、国际基因组单体绘制计划（International HapMap Project）、千人基因组等进一步促进新的创新和应用发生，形成良好的“科学发现—技术发明—产业发展”的良性循环。

每一次工具迭代成功，就昭示着一个新时代的来临

问：如果说18—19世纪人类更多在探讨物理世界之谜，能否说20世纪至今更多地将目光聚焦生命本身，探讨生命之谜、探讨生命和环境的关系？而这也将成为长期持续的趋势？

刘沐芸：可以这么说。我们已经从非人或非生命的物质时代转向了与生命体有关的探索时代，并最终走向将人类精神的永流传与物质永不腐朽相结合的时代。可能在未来，一切都与生物有关。

第一，未来大部分的物质材料将都可以通过生物方法获得，性能更好且可持续，不用担心资源的匮乏。人类的发展进化史可以说是一部工具和材料迭代的历史，石器、青铜和铁器等时代，每一次工具、材料迭代成功，就昭示着一个新时代的来临。现在是生物学的时代，生物技术工具和物质材料的迭代，将满足人类对更高生命质量、生活质量和生态质量即“绿水青山”的需求。

第二，可控性和精确性正在改造传统的价值链，从交付到开发，到消费个性化。分子生物学的进步让研发和交付过程更精确并具有预期，如医疗领域，过去的药物开发都是基于大众群体的共有特征，提供一种“通用型（One-size-fits-all）”的治疗方案，也因此获得的是平均疗效。而基于个人基因信息的分析和研究开发能获得更精准、更合适的治疗方案。

第三，我们对人类和非人有机体的重编程能力不断提升，也为我们改进和提升健康提供了更有力的工具和更精准的方法，如基因诊断、基因治疗和生物育种等。

第四，工业自动化、机器学习和激增的生物数据正在改变科研范式，提高研发效率。将过去科学发现有如大海捞针的“偶然性”，转变为通过基于海量数据的计算机模拟的“经常性” 。

第五，未来将朝着“生物系统与计算机结合”的方向发展。其实，目前我们已经进入一种“人机交互”的状态，如笔者目前正在通过手提电脑回答这些问题。但未来，人机将进入一种全新的接口互联的模式，机器通过复杂的算法和系统捕获人类的大脑信号进行连接、传输并转化为指令，而不像笔者当前这种“人机交互”，需要借助手将大脑信号在电脑上敲出文字。

第六，数字技术正在“增强”生物系统的“能力”，生物学同时可能成为应对数字世界挑战的解决方案，如令人头痛的数据储存。每天，全世界大约会新增2.5QT（百万的五次方）数据，按照这个速度发展，至2040年，地球将耗尽用于存储的硅（Andy Extance, “How DNA could store all the world’s data,” Nature, September 2, 2016），但生命体的DNA储存为此提供了生物学方法，可能另辟蹊径。DNA的密度是硬盘的100万倍，地球上当前所有的信息储存只需1公斤的DNA就能完成。并且，DNA不会变质，可以保存成百上千年。

全自动细胞智造系统展现“细胞智造”的颠覆性硬科技魅力

问：能否具体结合您的实践领域，说说生物经济时代对国家、组织和个人，分别意味着什么？

刘沐芸：从产业领域来讲，我的工作经历比较聚焦，一直在细胞产业领域，但从具体的产业链上，发生了一些变化，从细胞产业下游的产品服务的开发转到上游的核心硬件装备的研发生产。为什么会这样呢？

第一，革命性的细胞药物无法惠及患者。著名的CAR-T疗法，虽然能治愈一些白血病，但却无法像其他药物那样大规模应用——因为价格昂贵、生产困难，无法标准化、规模化，交付链条烦琐。通过对过去15年学术期刊报道的这些先进的个体化治疗临床研究以及不同国家对这些先进治疗方法基金资助的情况进行跟踪，发现个体化细胞治疗目前只能归为科学研究上的成功。要真正评价究竟哪些人以及有多少人从这些疗法的进展中获得了益处，不能只看发表文章的数量和国家基金支持的力度，而要看这些国家基金支持的项目和发表文章的结果有没有推动形成一个新的生意流或者一个新产业。 从这方面来看，个体化细胞治疗的真实进展还不能算是成功，因为还没有形成一个以个体化细胞治疗为核心的新产业，而只有形成了一个新产业，或者说以类似工业化的大规模、标准化流程交付个体化细胞技术，才可以使所有有需要的人获得益处，实现病有良医、建设高质量现代化产业体系。

第二，革命性的细胞药物需要配套的工具和交付体系，建设一个支持细胞治疗、基因治疗等先进治疗产品的产业设施和体系，将细胞基因治疗药物、医院、患者等就近联通，标准化、智能化、自动化的床边生产将是趋势。赛动智造“一键启动”的细胞智造无人生产线（CellAuto- Advanced Cell Therapy Platform），“按”下了我国细胞生产智能化、数字化的转型键。

第三，智能生产驱动的效率提升与监管创新，是一个产业下游产品和服务发展与上游装备相互促进产业链闭合循环的过程。首先，发生于下游的产品和服务，发展过程中涌现出对上游细胞智造装备与部件的需求；其次，通过上游核心装备的研发进一步促进、强化下游产品创新和服务生态的提升，逐步形成产业供应链的自主可控，进而获得新兴战略领域细胞产业的话语权与产品定价权。

第四，新的应用需求引发了对上游核心装备的研发需求。赛动智造自主研发的“全自动细胞智造系统”，展现了“细胞智造”方面的颠覆性硬科技魅力，面向经济主战场，解决生物医药“皇冠上的明珠”——细胞药物智造的“刚需”，惠及患者，具有巨大的市场空间。赛动智造将通过持续的研究开发和品牌建设，固化竞争优势，占据细胞产业链关键“卡位”，形成高质量细胞产业体系，建立行业标准话语权，进入全球细胞智造供应链，成为核心部件和整装关键供应商。

需要改变的不是行为，而是看待世界和未知的方式

问：我们应该怎样改变自己的行为，以适应、追赶生物经济时代？

刘沐芸：我想，面向我们无法想象的未来，我们需要改变的不是行为，而是看待世界和未知的方式，对存量知识体系和结构无法理解的新生事物，保持开放、包容和接纳的姿态，而不是盲目拒绝和排斥。

其实，创新已经悄然在改变我们的经济社会，如错季的水果、食物等。高通量筛选、基因剪刀和利用数据的深度学习，已经深刻地改变了我们的工作范式，由过去的先假设再通过实验论证的研究范式转向数据驱动的无假设研究范式。

当然，还有一些技术正在“来”的路上，也有一些正在“浮”出水面，虽然处于早期，但仍然是有迹可循，只是需要我们打开发现和接纳的心。因此，要改变的不是行为，而是思想和认知。

抢占战略领域的发展先机，需“眼光和实力”并举

问：在未来到来之时，前沿科技往往会遭遇公众认知瓶颈，何况又是关乎生命健康的前沿生命科学，叠加复杂利益纠葛、复杂舆论场，更是容易不被人理解甚至产生误解。作为业内人士，您觉得是这样吗？关于基因组学或生物经济时代，究竟应该避免哪些误区？

刘沐芸：确实存在这样的阶段，不仅是生物科技，其实从科技产业发展的历史来看，科技创新的萌芽期基本都是不被大多数人看好或接受的。但从另一方面讲，也只有在大家都“看不见”的早期，才蕴含着巨大的发展空白和可能的获益空间，也只有在“创新开拓—巨大潜力—风险应对”之间保持平衡的人，才会成为“笑到最后”的收获者。

但从一个国家抢占未来发展高地的角度来看，主动、超前部署前沿科技，培育发展新动能，抢占战略领域的发展先机，既需要前瞻性的眼光，也需要动员资源的实力，更需要强力推进的组织形式，也就是需要“眼光和实力”并举。今天的选择影响的不仅是生物创新的转化路径，还是国家之间竞争差距的形成，更是与经济社会甚至整个地球利益攸关。

第一，科学界需要确保创新技术得到充分的监管以发挥作用。科学家在推动科技创新的同时，也需要充分辨别技术风险，并且不跨越伦理边界。

第二，商业界则应关注如何抢占生物创新的发展先机，快速推向市场。生物科技普及应用的潜在价值足够引发下游的商业应用，如同数字技术，生物科技的商业化过程中也将产生一批新的竞争者，意味着参与者的价值链和利润池将会发生重大的改变。

第三，政府、政策制定者需要对新技术有所了解，以便提供适应性指导。在接下来的10年中，大约有50%的生物科技创新成果将会进入市场。因此，现在政府部门就应该着手设立相应的管理法规和发展框架，鼓励生物科技创新和成果转化，同时对可能的风险加以约束。

第四，消费者决定着新技术进入市场的速度，如公众对创新科技的话语体系和对新产品的接受度就有着巨大的影响。因此，科学界和监管层一方面要开展面向大众和消费者的沟通普及工作，另一方面也要从技术本身和监管政策方面确保创新技术和产品不会跨越伦理界限、引发公众焦虑。

从过去的“拿来主义”转向“自主可控”

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？

刘沐芸：习近平总书记在2021年中国国际服务贸易交易会全球服务贸易峰会上宣布“深化新三板改革，设立北京证券交易所”，对创新型中小企业和“专精特新”企业意义重大，对中国创新也意义重大，要深刻理解此举的用意。

第一，关键共性的产业设施的建设非常重要，如算力设施、数据储存和处理设施等。对这些设施要在机制上开放共享，并与国际已有的设施和数据建立数据交互和互为备份，而不能继续目前的状态。现在是无论哪个层级资助项目获得的数据统统都上传至国际数据库，在我国并没有一个统一留存的数据库。对等方能互惠，最终实现在新经济形态下的关键核心领域的数据库的自主可控，以预防可能的基于生物数据而来的生物垄断，或基于我国科研资助、通过研究我国居民而获得的数据、产生的新数据集积累而成的生物数据库，反过来对我国的科学研究和生物创新进行“管制”，甚至“卡脖子”。

第二，重点部署下游应用服务的同时，同等关注上游的基础性技术和工具，对生物产业中的基础技术和信息产业基础性技术结合后产生的新组合技术和工具的主动部署。对于关键核心的上游基础性技术、工具和组合创新技术的发展路线，是时候要从过去的“拿来主义”转向“自主可控”了。可以分阶段，对部分领域比如当前我国的生物数据采集实现对等交换、相互授权，然后逐步走向某些“专精特新”领域的独步天下，为下游的服务应用提供源头支持，相互促进、相互加强，形成良性循环。

第三，关注重点领域关键共性技术的工程化创新。确定发力点，以新型举国体制的组织形式主动部署重点领域的“链接基础研究的科学发现和服务商品推广应用”的关键共性技术工程研究中心，加快国家实验室研究成果向国家制造业创新中心的转化量产，提高基础研究的转化效率，做到上游国家实验室、中间国家工程研究中心和下游国家制造业创新中心的相互衔接、互为补充，形成完整的国家创新体系。

基因技术是能引发“前沿科技和产业变革”的基础性技术

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“前瞻谋划未来产业”中提出“在类脑智能、量子信息、基因技术、未来网络、深海空天开发、氢能与储能等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业”，怎么看将基因技术列为六大前沿科技和产业变革领域之一，究竟应该如何“孵化与加速”？

刘沐芸：基因技术虽然在中国已经有较长时间的服务应用了，好像从“十二五”时期就开始了，并且也培育了一些上市公司。但到“十四五”时期还能列出来“谋划支持”，说明我们对基因技术在“前沿科技和产业变革”中的定位、技术核心和内涵可能有了新的深刻认识。

我认为，基因技术是能引发“前沿科技和产业变革”的基础性技术，始于对生命体结构图的数字化认知，能衍生出涉及经济社会的方方面面，尤其是与信息产业中的基础性技术如计算、自动化和人工智能结合后，将能“引爆”出一股新的科技产业变革，从人类健康、性能的提升，到农业领域的改良、育种，到终端消费品，再到能源领域、生物物质领域。

因此，基因技术不仅赋予了我们进一步理解生命体和大自然的运行逻辑的能力，也赋予我们工程化生物学的能力，并能产生很多新的能力。比如，生物方法能让我们“无中生有”出很多的新材料，并且这些新物质的性能和可持续都具有传统材料无法比拟的优势；提升了我们对价值链的控制力和操控性，从交付到研究到终端更个性化；重编程技术在提升我们应对疾病能力的同时，也赋予我们提升农业种植的效能；基因技术与信息产业中基础性技术融合发展中出现的组合基础技术或竞争性技术，将极大提升我们科学研究的效率和通量；生物系统与计算机“对接”后将带来无法想象的新兴应用，如大脑感知恢复、可以运用DNA储存数据的生物计算机等。

因此，基因技术在“十四五”时期继续培育孵化是有依据和基础的。但基因技术之所以成为生物经济的基础性技术，一是高通量测序工具快速迭代，二是产生数据的不断叠加后衍生出新的组合性基础技术。因此，新时期，我们再部署“基因技术”时，部署重点要从下游的应用服务转向上游的关键核心技术、关键核心工具和配套分析软件等的开发、迭代和自主可控，做到真正掌握源头和核心，参与并发动科技产业变革的再塑造。只有从源头、上游参与科技产业变革才能成为塑造者，而直接进入下游的则是被塑造者，或者仅仅是参与其中。

还有就是，提到基因技术，就不得不重提前面所述的数据库的规划部署建设和我国生物数据的统一归口管理，以便与国际已有的美国、欧盟、日本三大数据库能交互并互为备份。这一点尤为重要。目前，我国每年不同层级科研资助产业的数据，基本都是上传到上述国际三大数据库，反而在我们国家没有统一归口留存。基因技术是基础性技术，而数据库则是基础性设施。未来的生物经济上游技术和工具、下游服务应用的基础来源就是数据库。生物数据库不仅关乎科技产业的变革，也关乎新型战争形态的能力建立和塑造，因此，规划部署统一的生物数据库同等重要。

生物经济要避免重蹈信息产业“断供”或“被卡”的困局

问：如何从源头上破解细胞治疗产品“断供”“卡脖子”困局？

刘沐芸：毋庸置疑，是发祥于人类基因组计划的高通量测序工具、方法和数据库的支持。先进的高通量测序工具为我们提供手段，检测样本多了，积累的数据库能在实践中为工具的优化、迭代提供正向反馈，从而进一步推动工具的快速、特异和灵敏。

以细胞治疗为例，2021 年 6 月以来，我国相继批复了两个“Lisence-in”的进口产品，但遗憾的是并没有显示出我国的研究实力或制造实力，反而体现的是宏观刺激政策下一些大公司在中国获得低成本资金的能力。这是典型的重复过去汽车行业的“市场换技术”的策略，均是以中国低成本的资金获得美国公司的技术转让，在中国建厂报批。

因此，虽然是零的突破，但小小的喜悦很快被广泛的忧虑给掩盖。因为这意味着不仅美国公司的细胞产品进入了中国，还带着支撑获批产品持续供应的一系列美国供应链厂商和美国标准体系也悄然无息地进入中国市场。

获批上市的细胞治疗产品，其供应链上的生产设备、病毒包被等关键工具和技术等全部依赖进口，一旦该产品在中国广泛地应用于临床治疗，供应链安全如何保障？如何保障自主可控？

因此，要发展一个产业，不仅是下游的服务应用，源头的技术、上游的工具和基础的数据库需要同等关注，尤其是对于人口大国的中国，更要注重从源头部署，同时加快中间转化快车道的工程创新，避免重蹈信息产业“断供”或“被卡”的困局。

微生物组曲线能从一定程度上反映人的生活轨迹

问：有科学家说，人就是“微生物人”，您怎么看？

刘沐芸：从微生物组学的维度，可以这么说。但人有许多个不同维度的特征，如基因维度或代谢维度。微生物组学只是其中之一，我们很难说，是我们当前的生活状态决定了我们体内的寄生群落，还是体内的寄生群落决定了我们当前的状态。

微生物组是寄生在人类体内的微生物群体，这些寄生群体能对宿主的健康和疾病产生影响。一些研究证实，体内寄生的微生物组与一些疾病具有相关性，也就是患有特定疾病的人会呈现出相应的微生物组特征。但至今，特定的微生物组与疾病的相关性的因果关系还无法确定，是因为疾病导致微生物组学特征？还是体内特定的微生物组谱系更易诱发某一种疾病？

并且，人体内的微生物群落具有一定的动态性，会受食物、药物等影响，甚至受免疫系统的影响而呈现波动。因此，如果说基因组能实现对人类的溯源，那微生物组曲线能从一定程度上反映人的生活轨迹。也就是说，相较基因组学，微生物组学具有一定的动态发展性，不同的时间点会表现出不同的微生物群落特征。

因此，要充分发挥微生物组学对健康和疾病的指导作用，我们需要建立个体的微生物组发展曲线，并确定其与疾病和健康的因果关系。

保持良好营养、规律运动、均衡饮食等正常的生活习惯

问：“如何积极地照顾好体内的微生物组？”在《基因组革命：基因技术如何改变人类的未来》一书中，作者提出这样的问题，如果请您回答，您怎么回答？

刘沐芸：保持良好营养、规律运动、均衡饮食等正常的生活习惯，正常状态下，尽量减少长期服用药物或补给品的习惯，少自行应用抗生素、抗病毒药物等。

人类和其他物种一样，是大自然的一分子

问：今后究竟应该树立怎样的生命观、生物观、自然观？

刘沐芸：人与自然和谐共处，人类可能并不是大自然的主宰，而是和其他物种一样，是大自然的一分子。

商业竞争将从过去的“零和博弈”转向“我为人人，人人为我”的数据驱动的技术服务平台下的“加乘模式”。数据驱动的新型产业公共服务平台，正在产生一种全新的“科学研究、实验开发、推广应用”的产业发展路径，与我们现在所熟知的科技产业演绎路径完全不同：数据将是科学研究和产业发展的核心要素，先导团队通过算法规则和先导知识搭建一个数据驱动的新型产业公共服务平台，开源共享，为广大使用者提供便利和提升效率的同时，也汇聚着“四面八方使用者”研究应用过程中产生的大量新数据、衍生数据集，为先导团队创造一个现在难以想象并且无法计量的应用场景。而因为能给现有的学科和产业带来无可比拟的高效、便捷、速度，会吸引更多的人使用，产生“雪球效应”。

因此，重大科技创新带来的不仅是效率的提升，革新我们习以为常的研究方法和产业演绎路径，也改变着我们的生命观、生物观和自然观，开放共享将成为常态，创造无限增量成为可能。自然物种的多样性支持着人类发展的可持续性，产业参与者的多样性则支持着生物革命“变现”的可持续性。

一个已经开始但远没结束的新经济时代

问：我们正处在21世纪第三个10年的起点，从这个时间节点来看，21世纪真的能说是生物世纪吗？就像20世纪末期人们常常预言的那样？

刘沐芸：从某些领域的进展和应用来看，如疾病治疗的靶向治疗、无创产前筛查、能治愈白血病的细胞治疗等依靠的都是以生物手段衍生的针对疾病媒介的具体“靶标”——蛋白质、抗体、疫苗和细胞等。疾病治疗从过去的改善症状到今天的针对病因治疗的根本性转变，就是基于生物学和对疾病了解不断加深而来的新方法、新工具。

一场科技产业的变革将会持续数十年，甚至上百年，其源头创新理论的效用才会消逝。因此，面向未来的生物经济时代我们才刚开始，未来我们还有生物能源、生物农业食品、生物材料以及能修复环境破坏的新型生物技术，甚至是生物系统与计算机结合等也将催生我们当前还无法想象的新应用。

这是一个已经开始但远没结束的新经济时代，在行进的过程中，未来将逐渐向我们展示出它的魔力和魅力，二氧化碳直接生产的“可以随时燃烧”的新燃料、不需要畜牧动物就可吃肉、满足特定营养需求的定制食品、基因编辑可以轻而易举地在母胎中修正遗传缺陷，以及用于实时环境监测的生物传感器等都将逐步进入人们的生活。

生物经济的大门已开，未来如何，需要我们自己探索。

人类可能会成为一个真正的大家庭

问：从月球到火星，伴随人类对星际、深空的进一步探索，您对未来的世界有着怎样的想象或预测？

刘沐芸：深空的探索为我们拓展更广阔的空间。这个空间有可能是人类为了应对地球环境破坏导致的生态逐渐的“不宜居”，为延续人类繁衍而开拓的一个新生存环境；有可能为人类在地球的继续繁衍寻找新的资源来源，支持人类世代繁衍不息；也有可能是为人类多提供一个出行的目的地，这种出行有可能是通过人机接口实现的意识出行，也有可能是实质的行万里路、踏足新的星际“领地”等。

未来，生物科技革命，尤其是与计算、数据科技与AI结合，将能为我们提供“取之不竭、用之不尽”的资源和“应对一切挑战”的能力，而人机接口可以容易地捕获到大脑意识信号。因此，人类可能会成为一个真正的大家庭，纷争不再，地球真的是一个村庄。那时，人们可以自由地漫步太空和探索深空，也可能就是为了“虚度光阴”呢。

生命健康领域的创新达到一个新的水平

问：在公开报道中，2020年，习近平总书记至少三次提出要“抓紧布局数字经济、生命健康、新材料等战略性新兴产业、未来产业”“培育发展未来产业”。您怎么看“生命健康”被列为“未来产业”三个代表性产业领域？从这个角度审视“生命健康”，与生物经济时代有着怎样的关联？

刘沐芸：生命科学研究的进展和快速发展的计算、人工智能的结合，将生命健康领域的创新达到一个新的水平。生命健康创新经历了三个阶段：第一个阶段是传统医药创新阶段，主要是小分子、非重组疫苗、自然萃取物等；第二阶段主要是研发蛋白质生物制剂，如多肽、单克隆抗体、重组蛋白等；目前我们已经开展第三个阶段的细胞和基因治疗，以及RNA技术等，生命健康领域的进一步发展将朝着对人类健康和性能提升的生物分子和生物系统创新迈进。

但不同的技术最终进入市场，有不同的转化路径。比如，良好疗效的细胞基因治疗进入临床广泛应用的步伐，因受制于“高居不下的成本、手工生产”等因素而转化缓慢，除非有类似基因测序工业自动化平台大规模的应用，促进其内在价值链发生改变。

在接下来的20年，从生物分析、生物系统的创新应用到生命健康领域，将在全球范围内形成高达5000亿美元到1.2万亿美元的年产值，促进人类生命健康和性能提升，更重要的是将能有效减轻全球疾病诊疗负担。

其实，现在像精准医疗等已经用于健康促进和性能提升，如干细胞治疗、无创产前筛查、靶向治疗与伴随诊断等。未来，随着组学研究和数据科学的不断突破，我们可以想象这样的场景：医生基于个体全组学特征能做出最优的个体诊疗方案，衰老的进程变得可控等。主要体现在以下四个方面。

第一，组学研究进展将对公共卫生体系带来实质影响，有效预防疾病传播。比如，基因驱动技术能有效减少虫媒病；普及的测序技术，能快速检测引起疫情暴发的病毒，并追踪基因突变。

第二，能优化人类后代的健康和性能，但可能会引发社会隐忧。无创产前筛查技术可以在胎儿早期检测遗传性缺陷，因此产前纠正也就变得容易，但同时这可能导致不公平等社会隐忧。据预测，在接下来的10年，产前无创检测和干预的市场将达到250亿美元到300亿美元。

第三，与衰老有关的预防、诊断和治疗将产生重大经济效益。未来能形成重大经济影响的领域可能来自衰老的预防、诊断和治疗，涵盖肿瘤、感染性疾病的预防、诊疗。

第四，组学和分子技术也能用于提升药物研发和递送。比如，结合计算科学能高效地识别特定的分子通路，并“锚定”特定药物标靶，或为临床研究项目匹配合适的病人等。药物研发成功率从过去的11%提高到28%，新药研发成本从过去26亿美元减少50%。

一些生物创新技术已经进入我们的生活

问：彼得·F·德鲁克在《已经发生的未来》中指出：“所有这些作品都涉及社会基础的根本变化，力图完成本书最初想要尝试的事情，那就是展现已经发生的未来。”这次调研以长期追踪者身份对话多位大咖，就是想做一次尝试，告诉人们在科学领域尤其是生命科学领域正在发生的巨变，和这些巨变已经或将要产生的巨大影响。从这个角度看，您觉得在生命科学领域发生了哪些“已经发生的未来”或者说“已经到来的未来”？

刘沐芸：在工业自动化的驱动下，组学研究对药物研发效率的提升以及药物遗传学、癌症早筛、细胞基因治疗、无创产前筛查、植入前诊断、无细胞生物材料的组织修复等生物创新技术已经进入我们的生活，并发生了改善我们当前状态的作用。

新药研发也从过去的“海量筛选”，高投入、高竞争、碰运气的模式，转型为“数据匹配”，具有轻量化、平台协同、靶点明确等特点。因此，今天生物科技的创新，80%来自大学实验室、创业团队或初创公司等。

人类基因组计划因其硕果累累依旧“璀璨”

问：《已经发生的未来》指出，倘若我们看一下现代技术史，我们会立即发现，在过去大约200年的时间里，重要的突破都是一些根本的变化。一些技术突破的确开发出了新的自然资源，如蒸汽机引发了对机械能新资源的开发以及电磁感应现象在通信和管理中的应用。一些技术突破创造了新的态度，这是一种新的精神资源。这样的例子有：18世纪早期的英国农业运用了系统论知识，从伊莱·惠特尼1810年前后发明的互换零件到今天的自动化是把想法用于了工作，以及帕金1857年开始利用科学为市场创造新的产品。那么，在过去的一个世纪里，生物医学领域有这样的技术突破吗？

刘沐芸：生物领域的技术突破应该是伴随人类基因组计划而来的测序技术和硬件工具的迭代，带动下游服务应用市场的形成，下游市场的需求刺激上游进一步创新发展，同时诱导产生新的组合创新，进而强化下游的应用服务市场，于是形成一个“科学研究、实验开发、推广应用”的催化连锁反应。虽然20年已过，人类基因组计划因其硕果累累依旧“璀璨”，已带动形成8000亿美元的直接产业规模，以及正在形成大到每个人都需要的测序终端服务市场。

智能化、数字化创新，是一个还未被意识到、未被满足的巨大市场

问：《已经发生的未来》还指出：“大多数为技术突破做出贡献的人都表现出色，并且他们中的一些人如瓦特、李比希、帕金斯、西门子、贝尔和爱迪生都建立起了繁荣的商业帝国。”那么在今天的中国，在生命科学领域会涌现这样缔造“繁荣的商业帝国”的一些人吗？

刘沐芸：我和我的企业赛动智造，正在努力成为这样的创业者和商业体。

“十四五”开启了全面建设社会主义现代化国家的新征程，我国转向高质量发展阶段，经济社会发展从要素驱动转向创新驱动，进而全面塑造发展新优势。其间，很多破坏性技术的出现，比如说人工智能、视觉识别、无人驾驶等对社会的生产、生活、社交产生了巨大的影响，提升了效率。

新技术的应用，统筹了一些过去看似不可调和的矛盾，如大数据应用和生物科技发展统筹了“疫情防控与复工复产”双重目标的实现，NASA预算的约束激发了“火箭回收”技术的出现等。但在与生命健康息息相关的生物医药产业，多数行业生产中常用的智能控制技术、内置式质量动态监测、连续批量生产等创新技术并没有出现。因此，直接关系到生物创新的革命性细胞和基因治疗药物，始终无法进入大众应用领域。

美国FDA发表的一份研究报告显示，提升生物医药公司研发生产效率和过程质量保障的智能化、数字化创新，是一个还未被意识到、也未被满足的巨大市场。2018年世界经济论坛预测，到2025年，全行业智能化升级将创造高达3.7万亿美元市场价值，仅生物医药行业的运营创新，每年将会产生900亿美元的价值。

庞大的市场需求和实际满足之间差距的弥合，需要有几个催化剂：一是突发事件带来的契机，如突发的新冠肺炎疫情将“药品/药械的安全性与临床急需的紧迫性”摆到了前所未有的优先序列中。而这不仅考验政府部门的监管智慧，也给生物医药企业的数字化、智能化创新升级提出了紧迫的需求，并创造出巨大的市场机会。

2021年全国两会上，李克强总理在政府工作报告中指出，2021年我国政府总体实行的是“加大优化支出结构力度，坚持艰苦奋斗、勤俭节约、精打细算，全面落实政府过紧日子要求”的预算原则，这意味着过去通过增加要素性投入提升治理效率的路径可能会有困难。因此，我们不得不另辟蹊径，通过创新驱动来提升监管效能。

二是要有“领头羊”率先发动。赛动智造联合细胞药物公司引发的细胞产业智能化进程，在细胞产业领域形成“上游核心装备+下游应用服务”产业创新组合。智能生产创新不仅能极大地加快革命性细胞药品进入临床的速度，并能获得“火箭可回收重复使用”般的成本优势，真正实现创新药品的可及性，高效驱动细胞治疗产品高质量、低成本、大规模供给，产业快速发展并形成细胞产业“摩尔定律”通路，细胞产品质量不断优化，成本不断下降，成为人人用得起、用得上的常规治疗药品和健康服务。

游戏规则已从过去的“零和博弈”转向了“开源共享”

问：在生物经济时代，人类应该遵循怎样的游戏规则？应该怎样担负起自己的责任？担负起什么样的责任？

刘沐芸：现在的游戏规则，已从过去的“零和博弈”转向了“开源共享”。因为，我们的发展越来越脱离对“有形”资源的依赖，未来随着科技创新不断进步，人类的发展对物质资源的依赖度越来越低，转向一个“无中生有”的发展新时代，形成一个“我为人人，人人为我”的新规则。

过去的发展过程中，过多依赖资源要素，谁拥有更多的资源要素，谁的生产力就更高，谁的剩余价值、再投入也就越多。因为，具体的资源要素有一种“排他性”的特征，一方占有多了，其他就少了。但今天的发展方式逐渐降低对有形资源要素的依赖，或者通过深海、深空、深地的探索寻找更多的资源要素。

尤其是数据成为新的生产要素。我们会看到，新形态下数据作为一种“无形”的资源要素，其重要的特征就是数据没有“排他性”，数据不会因为一方的使用就“递减”，反倒是用的人越多就会产生一种“私人占有”所无法想象和建立的“叠加放大”效应。

并且，数据作为一种新型资源投入，没有显著的“排他性”，但也有另一个特征是“有形”资源不具备的，数据无限应用放大后就容易形成一堵“无形的垄断”，看不见、摸不着但却时时存在和处处都在，这就是“数据垄断”，而如果发生在生物经济领域，就是“生物数据垄断”。

另外，数据这种资源要素的集聚过程，初期投入基本在发展早期，并且早期建设投入也主要发生在平台、设施、工具的投入，不直接获得数据这种要素，因此数据既是平台设施的“制成品”，也是新产品服务的“原材料”。

如何应对？

从国家层面，亟须建立一个我国主导的统一归口的“生物医学大数据储存设施和计算应用设施”，将当前我国生物医学领域的研究、医疗活动产生的数据进行归口，并形成我国统一的生物医学数据国际出口与国际交互入口，各个研究团队不再自主将本团队所获数据直接上传国际数据库。集中我国超大人口的生物医学数据优势，形成统一的数据标准、与国际三大垄断生物数据库融合的接口标准，并互为数据备份，以我国生物医学数据的自立自强，支撑我国未来的生物医学研究、生物科技创新的自立自强。

在企业层面，要多做以科技创新为特点的硬科技研究，支撑我们在某一个细分领域实现自主可控，并向外发展，进入其他国家的产业体系和核心供应商名录。

a 习近平：《在2021年中国国际服务贸易交易会全球服务贸易峰会上的致辞》，《人民日报》2021年9月3日。

——［美］杰里米·里夫金：《生物技术世纪——用基因重塑世界》