已经有好几年没有联系,但是一直对罗奇斌这位生物信息学的新秀另眼相看。
另眼相看的原因,是五六年前他回国后就带着“让每一个人享有高品质健康生活”的梦想投身创业大潮,在中国基因组学奠基人之一、参与人类基因组1%测序计划的于军教授支持下,创办奇云诺德这家生命大数据公司,不仅研制出了一体机,而且致力于医学科普,主编了由电子工业出版社出版的《互联网+基因空间:迈向精准医疗时代》,参与了由中信出版社出版的《互联网+医疗:重构医疗生态》,不仅对创业领域有着特定的执着和钻研,同时目光四射,对整个生命科学、生物产业的发展有所观察和认知。
一晃好几年没有联系,想看看奇云诺德的情况,网上一查,最醒目的新闻是2021年9月上旬公示的——在2021年天津市创新创业大赛暨第十届中国创新创业大赛(天津赛区)决赛中,天津奇云诺德生物医学有限公司跻身初创组的决赛获胜企业名单。再往前,即2021年4月初,奇云诺德入驻天津经开区海慧谷城市更新项目,建设区域内首家临床检验实验室,而其独立实验室及创新实验室已经广泛分布于北京、江西、上海、广州、深圳、杭州、成都等地。
奇云诺德就是生命科学大潮下基因产业蓬勃发展的一个缩影。作为实践者、眺望者,罗奇斌的思考是颇为前瞻的,蕴含着不少真知灼见。
这是他和许多有识之士的共识——对于生命科学这样一个复杂的学科来说,目前发现的还仅仅只是冰山一角,未来最重要的创新约有一半与生物技术相关。目前,生物技术产业也只是刚刚起步,生物基因资源将成为未来资源争夺的新焦点,生物基因将会给人们带来巨大的财富。
这是他的认知——国际上生物技术产业也还处于发展初期,相对而言我们的差距并不大,在某些领域还有可能与发达国家站在同一起跑线上。我国是生物技术产品的巨大市场,生物技术相对信息技术作为后发展技术,只要国家相关政策制定者、金融投资者、技术和管理人员以及技术创新体系和市场整体运作水平等方面逐渐成熟,若干年后,生物技术产业将有可能成为最先赶上甚至超过发达国家的一个经济领域。
这是他的呼吁——以发展原创科技为企业核心竞争力的生物医药研发企业,更需要具有战略眼光的投资者及富有战略意义的政府支持,这是目前发展中国生物医药产业最紧迫的问题。
这是他的判断——新冠肺炎疫情终将过去,但这次疫情对我国乃至世界的影响才刚刚开始。我们即将迎来生物技术、生物产业等蓬勃发展的新时期。基因技术、蛋白质工程技术、人工智能、大数据技术等高新技术是生物经济的核心驱动力量。
这是他的警示——生物经济产业是资金密集、科技密集型产业,高投入、高风险和高回报,这就要求我们生物经济的发展必须结合生物技术自身发展的特点和产业化进程的客观方向,实事求是,稳步发展。
这是他的预言——生物技术实现了信息化、工程化、系统化的发展,为“设计—构建—验证(Design-Build-Test)”循环模式的建立奠定了坚实的基础,并朝着可定量、可计算、可调控和可预测的方向跃升。而DNA测序技术的生命力还没有完全体现出来,基因组学其他技术也还远远没有达到满足实际应用的程度。
这是他的建议——发展生物经济是我们面临的一次重大历史性机遇。我们要抓住生物资源、人才、市场优势,完善激励机制、加大科技创新力度,实施生物经济强国战略,将我国生物经济发展成为产业规模大、科技含量高、增长速度快、具有突破性带动作用的新兴主导产业。
生物基因资源将成为未来资源争夺的新焦点
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">罗奇斌:StanDavis和Christopher Meyer于2000年正式提出了“生物经济” (Bio-economy)的概念,并提出了生物经济时代的划分标志。他们认为,人类社会已经完成了农业经济和工业经济,因特网标志着信息经济步入成熟阶段,1953年以Francis Crick和James Watson发现DNA双螺旋结构为标志,生物经济进入孕育阶段。人类基因组破译的完成标志着孕育阶段的终结。当前,我们正处在信息经济的成熟阶段和生物经济的起步成长阶段,预计2025年,生物经济将进入快速发展阶段。
在未来二三十年内,生命科学与生物技术的发展将使人类认识自身和生命起源与演化的知识超过过去数百年,生命科学正酝酿着新的突破。生物技术的新进展将会给农业、医疗与保健带来根本性的变化,并对信息、材料、能源、环境与生态科学带来革命性的影响。生命信息的解读、生命奥秘的揭示仍有赖于数学、物理、化学、信息科学和仪器工程的进展。生物学世纪将是各学科间广泛交叉渗透、新学科生长点不断涌现的时代。科学家们预计,未来最重要的创新约有一半与生物技术相关,它们中包括:基因组学和基因资源的开发,生物信息学,转基因动、植物,治疗性克隆和组织工程,生物能源和环保生物技术,生物芯片等众多迅猛发展的技术领域。
生物基因资源将成为未来资源争夺的新焦点,生物基因将会给人们带来巨大的财富。例如,AMGEN公司1997年转让一个与神经中枢疾病有关的基因,净赚3.92亿美元;洛克菲勒大学仅凭一个肥胖病基因专利迄今已有1.4亿美元收益。但也要看到目前生物技术产业刚刚起步,也有类似网络领域的“泡沫”现象,众多生物技术企业中盈利的并不多,据《投资者商业日报》对194家生物技术公司的跟踪调查,其中有28家公司在1999年盈利,只占总数的14%。可以预见随着技术不断进步,生物技术企业将迎来相当惊人的成长,生物技术产业在整个世界经济体系中的地位将日渐显现。
生物技术产业将有可能成为最先赶上甚至超过发达国家的经济领域
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?
罗奇斌:国家各主管部门已把生物技术作为重点发展的高技术领域列入“十四五”规划,很多地方已把生物技术产业作为地区发展的支柱产业。我国是生物资源最丰富的国家之一,发展生物技术具有得天独厚的优势;国际上生物技术产业也还处于发展初期,相对而言我们的差距并不大,在某些领域还有可能与发达国家站在同一起跑线上;我国是生物技术产品的巨大市场,市场需求将推动产业发展,技术发展又将创造新的市场需求;生物技术相对信息技术作为后发展技术,可以吸取微电子和信息产业的经验教训,注重培育我国自主知识产权和核心竞争力;我国作为发展中国家要及时实现从跟踪到创新的历史性转变,把握时机、发挥优势、凝练目标,实现特定领域的跨越式发展。
面对21世纪的机遇与挑战,不少有识人士认为,只要国家相关政策制定者、金融投资者、技术和管理人员以及技术创新体系和市场整体运作水平等方面逐渐成熟,若干年后,生物技术产业将有可能成为最先赶上甚至超过发达国家的一个经济领域。
生物经济有一些和其他经济形态所不同的特征
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?
罗奇斌:作为一种新的经济形态,生物经济具有一些和其他经济形态所不同的特征。集中表现在以下几点。
第一,科技附加值高。生物技术与基因技术、蛋白质工程技术、信息技术、大数据及人工智能技术等交叉融合,科技含量高,技术门槛高。
第二,产业多元化。生物经济的产业链较长,涉及医疗、食品、资源、环境、生态、能源等众多行业。
第三,增长幅度快。随着经济发展与生活水平的提高,人们对于自身健康、生活品质提出了更高的要求,也滋生了与之对应的需求,并将直接带动相关产业的发展。
第四,生命伦理问题。例如,基因编辑技术可以用于治疗重大疾病,但相应的安全问题及伦理问题尚未得到很好的处理和完善,潜在的威胁仍旧存在。
将生命数据化,让每一个人享有高品质健康生活
问:您在生命健康领域奋斗多年,能否说说您的实践和梦想?
罗奇斌:奇云诺德一直以来的愿景就是建立“全生命周期健康管理”,通过多组学、人工智能和大数据的手段将生命数据化,让每一个人享有高品质健康生活。
以肠道疾病的多组学无创早筛为例,肠道疾病的发生发展是一个长期动态的过程:从溃疡性结肠炎(UC)、克罗恩病(CD)等炎症性肠病(IBD)逐渐发展成为腺瘤、结直肠癌(CRC)往往跨越10年甚至更久,期间肠道中的正常黏膜将发展出不典型增生,直至腺瘤和腺癌。因此,在肠病发展的初期阶段及时发现诊断并加以控制可有效防止肠病向腺瘤和腺癌恶化,是CRC预防治疗的有效手段之一,具有重要的临床意义与社会价值。
目前,肠道疾病的筛查技术包括粪便隐血检测、免疫化学粪便潜血检测和侵入式肠镜等,前两者对粪便中的血红蛋白进行检测,对特定肠道疾病的灵敏度和特异性较低。肠镜作为肠道疾病筛查的金标准,通过可视化的方式检验肠道疾病,但前期准备工作烦琐、侵入式方式和肠穿孔肠道出血等并发症的风险,使人们对其接受度较低。
随着科学技术的发展与科研的进步,国内外许多研究发现,炎症性肠病(IBD)和结直肠癌(CRC)与个体遗传、环境因子、免疫系统与肠道微生物之间的复杂相互作用有关联。奇云诺德研究团队研究发现,利用包括肠道微生物、基因变异、肠道代谢情况等多组学标志物信息可有效地对常见肠道疾病进行预测与分层。基于现有检测技术的不足与团队研究成果,我们结合了粪便中的微生物和人类基因信息,分析多组学标志物与肠道疾病的相关性,并评估多种肠道疾病的风险、鉴定肠道疾病的发生,分阶段开发对应的肠道疾病早筛产品。
发展生物经济是我们面临的一次重大历史性机遇
问:我国生物经济发展存在哪些问题?您有何建议?
罗奇斌:发展生物经济是我们面临的一次重大历史性机遇。我们要抓住生物资源、人才、市场优势,完善激励机制,加大科技创新力度,实施生物经济强国战略,将我国生物经济发展成为产业规模大、科技含量高、增长速度快、具有突破性带动作用的新兴主导产业,主要生物技术产品能够满足国内人民群众的基本需求,形成一批具有较强国际竞争力和国际化经营能力的现代生物企业。
关于建议,从以下几个方面谈谈我的看法:
一、完善有关政策和激励机制。发展高新技术产业,关键在于建立健全良好的创新环境。没有对知识产权有效的法律保护,就不可能有巨大的科技投资和领先的科技产业。要强化专利、商标等知识产权的保护意识,要完善知识产权保护的法规和机制。
二、加大科技创新力度。在科技进步和经济全球化迅猛发展的新形势下,通过知识产权创造的价值已经超过资本和劳动创造的价值。没有高速发展的科技创新及其有效转化,就不可能有持续的经济发展和强劲的国际竞争力。生物经济本身是科技创新的成果,生物经济要发展壮大同样需要科技创新的哺育。
三、重视人才队伍培养。高新科技的竞争,归根结底是人才的竞争。因此,发展生物经济要充分重视人才的培养和使用。
四、加大资金投入。生物科技领域已进入大规模突破性进展的阶段,生物经济前景可观、潜力巨大。资金和人力资源的必要投入,是获得丰厚回报的基础。目前,资金问题是制约我国生物技术发展的主要瓶颈。由于投入不足,我国科技创新心有余而力不足,缺乏持续发展的后劲。
生物技术和信息技术的融合创新,给生物经济注入新的灵魂
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?生物技术和信息技术究竟怎样才能“融合创新”?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?
罗奇斌:20世纪全球GNP增长了30倍,从1万亿美元达到30万亿美元,科学技术的贡献率由5%提高到60%~70%。科学技术对经济发展起了决定性的作用。
我国是基因资源的大国,却是基因知识产权的小国,在国际上注册的生物基因专利不多。欧美的生物技术产业目前已占GDP的15%~20%,而我国则只占5%;我国有一定技术和规模的企业只有200家左右,不足世界总量的1%。生物技术产业是资金密集型产业,是高投入、高风险和高回报的产业,因此我们要瞄准世界科技前沿,加快国家创新体系建设,组建国际一流的生物技术研发中心,加强国家科研机构与地方、企业的联合。科技创新要把实施专利、标准作为战略来抓,在战略性生物技术领域掌握自主知识产权,具备开发核心技术的能力,切实加强原始创新,把能不能取得专利与实际进行专利转化作为研究与开发重要的考核指标。
而生物技术和信息技术作为新兴的技术,它们的融合创新无疑会给生物经济注入新的灵魂,同时也提供了一条全新的探索和发展之路。
就目前来说,生物技术和信息技术的融合创新是有相对成熟的成果的——也即我们常说的“生物信息学”,生物信息学是一个使用各种计算方法和软件工具来分析生物数据的领域。简而言之,生物信息学是使用计算机程序进行生物学研究的领域。这个领域是计算机科学、生物学、统计学和数学的结合。我们可以使用它从图像和信号等大量数据中提取有用的信息,继而将这些有用的信息用于大健康、癌症早筛、临床用药、药物研发等诸多方面。
作为生物经济重要组成部分,生物医药产业将发挥支柱作用
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?生物医药、生物育种、生物材料、生物能源等四大产业之外,还有什么生物产业值得重视?
罗奇斌:奇云诺德作为生物医药行业的一分子,希望在生物医药在国内的发展过程中能够贡献出自己的一分力量。
世界各国都非常看重生物医药产业:美国将生物医药产业作为新的经济增长点,实施“生物技术产业激励政策”,持续增加对生物技术研发和产业化的投入。日本制定了“生物产业立国”战略。欧盟科技发展第六个框架将45%的研究开发经费用于生物技术及相关领域。英国政府早在1981年就设立了“生物技术协调指导委员会”,采取措施促进工业界、大学和科研机构加大对生物技术开发研究的投资。新加坡制定了“五年跻身生物技术顶尖行列”规划,5年内将拨款30亿新元资助生命科学和生物技术产业。印度成立了生物技术部,每年投入6000万美元至7000万美元用于生物技术和医药研究。20世纪90年代,古巴在经济十分困难的情况下,实施“生物技术投资计划”,投入10亿美元发展生物技术产业,10年来已取得400多项专利,生物医药产品出口到英国等20多个国家,直接促进了古巴经济的繁荣。这都说明了生物医药产业作为生物经济中的重要组成部分,将发挥其支柱性作用,对生物经济的结构性调整具有重大意义。
除了提到的四大产业外,生物环保、生物农业、生物医学工程等行业也是值得期待和重视的产业。
多组学势必朝着“多组学+”方向深入发展
问:究竟应该怎样才能加快发展生物医药、生物育种、生物材料、生物能源等产业?从您所在的具体行业(领域),能否看出生物经济加速发展的趋势?
罗奇斌:从奇云诺德的战略规划来看,可以非常清楚明了地看出国内生物经济良好的发展态势。例如,疾病和癌症早筛业务是奇云诺德实现“全生命周期健康管理”战略目标的重要一环。我们将在未来三年重点布局疾病和癌症的早筛领域,推进早筛产品的研发和市场化工作。目前,多组学检测在精准医疗行业的价值已经被逐渐发现和认可,基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等组学,已成为发现生命化学物质基础和深入了解其分子机制的新方向。
通过对多组学数据的整合分析,有利于研究者系统性地研究临床发病机理、确认疾病靶点,发现生物标志物、进行疾病早期诊断,推动多组学数据在个体化治疗和用药指导中发挥更为重要的作用。
未来,多组学势必会朝着“多组学+”方向更加深入地发展,在深度和广度上不断拓宽。例如,在传染病和重症监护领域,可以通过对病原体的快速鉴定来帮助降低ICU的感染问题;在遗传疾病领域,可借助多组学研究助力遗传疾病尤其是罕见病的诊断和治疗等。
理所当然,奇云诺德也将紧跟多组学检测发展热潮,围绕多组学数据的“存”“测”“算”“用”几个核心点,不断发掘多组学的潜力,开发更多精准诊疗产品,实现“全生命周期健康管理”。这些规划都是基于我国目前生物医药行业良好的政策环境和市场前景做出的,反过来也在一定程度上反映出我国生物经济加速发展的趋势。
信息经济步入成熟,生物经济悄然兴起
问:作为一种经济形态,生物经济和信息经济等有何异同?
罗奇斌:身处时代旋涡,谈到信息经济和生物经济的异同,给我感受最深的是它们所处的发展阶段:信息经济步入成熟,生物经济悄然兴起。
经济发展具有动态演替性,它包括经济发展主导产业的演替和经济发展主导要素的演替。生物经济取代信息经济,属于前一种演替。目前,信息业的研发活动已高度集中在应用产品的开发;信息业的关键技术已基本定型,人们基本不再指望有突破性的核心专利问世;信息业技术标准和竞争规则的制定权掌控在发达国家手中;各类信息产品较为普及并逐步廉价。有鉴于这几点,人们认为信息经济已处于成熟期,其领头羊地位将逐渐被生物经济所取代。
美国著名未来学家保罗预言:“推动社会经济发展的代表科学将由信息科学转为生物科学。”与此相应,生物经济将走向前台,这是两者发展中所体现出来的最大的不同之处。
医药健康产业在国民经济中的地位将越来越重要
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?
罗奇斌:“十四五”规划将生物医药列为“做大做强生物经济”之首,除产业潜力和前景外,社会问题也是一个考量。我国人口基数大,老龄化问题日益突出,《中国发展报告2020:中国人口老龄化的发展趋势和政策》显示,我国2019年65岁及以上老年人口达到1.76 亿人,占总人口的12.6%;到2035年,我国65岁及以上的老年人将达到3.1亿人,占总人口比例达到 22.3%。老龄人口比例和数量的快速增长将催生生物医药产品和服务的刚性需求。
党的十九届五中全会指出,到2035年,我国经济实力、科技实力、综合国力将大幅跃升,经济总量和城乡居民人均收入将再迈上新的大台阶。
随着人均收入的大幅增长,人民对健康的投入将加大,对创新药物的支付能力将显著提升。因此,在人口老龄化和经济增长的双轮驱动下,我国未来对医药产品和服务的需求增长速度将远大于GDP增速,医药经济占GDP的比重将不断增长,医药健康产业在国民经济中的地位将越来越重要。可见,生物医药创新既是面向经济主战场,也是面向国家重大需求的科技创新。
生物医药创新关乎人民健康。经过30多年的快速发展,生物技术已经对多个重大疾病的治疗和重大传染病预防产生重大影响,HPV疫苗的成功有望在未来从根本上消除宫颈癌;EV71疫苗、肺炎疫苗等产品上市后手足口病和小儿肺炎感染率和死亡率大幅下降;肿瘤免疫治疗抗体的成功使治愈部分恶性晚期肿瘤患者成为可能。生物医药产业具有高技术门槛、高附加值、高利润等特点,也必将是大国在高科技领域竞争的重点领域。在当前复杂的国际形势下,作为留学回国的新的社会阶层人士,我们要充分发挥自身的海外留学经历和人脉优势,加快引进海外留学的生物医药高端人才,加快布局和完善上下游产业链及配套能力建设,从技术、人才和供应链上加快解决“卡脖子”问题,为实现党的十九届五中全会制定的国家科技自立自强战略目标贡献力量。
生物技术创新也是维护国家安全、应对新发突发重大传染病的根本保障。新冠肺炎疫情暴发以来,在习近平总书记亲自领导下,我国率先控制了疫情,取得了重大胜利。然而,新冠肺炎疫情仍在全球大面积流行,我国仍面临疫情防控的巨大压力,降低死亡率的特效药和阻断病毒传播的高效疫苗是人类最终完全战胜病毒的终极武器。随着生物技术的快速发展,至2021年,短短10个月,全球已有20种中和抗体特效药进入临床研究,其中两种抗体药物申请紧急授权使用,几十种疫苗进入临床研究,两种疫苗获得临床III期保护率结果。这种速度是人类历史上绝无仅有的,是全球科学家、企业、政府通力合作、协同创新的结果,更是全球生物技术长期创新积累、能力不断提升的结果。
重点培养和挖掘生物医药类公司,并推荐其上市
问:能否结合实践或思考谈一谈,生物医药应该在生物经济中处于怎样的位置?我国在这一领域面临怎样的挑战和机遇?出现了怎样的苗头和趋势?有什么政策性建议?
罗奇斌:就奇云诺德的发展历程来看,我总结了几个影响生物医药产业在国际大环境脱颖而出的因素——资本、人才及技术,我将其称为资本基础、人才基础和技术基础。
建立良好的高科技投资市场、生物风险投资基金及独立的评估机构是生物医药产业最重要的资本基础。重视生物医药行业复合型管理人才及技术人才,以形成国际化的管理团队,是中国生物医药行业成功的关键。
以企业为主导的资本流向,将在某种程度上决定中国生物医药产业发展的出路。以发展原创科技为核心竞争力的生物医药研发企业,更需要具有战略眼光的投资者及富有战略意义的政府支持,这是目前发展中国生物医药产业最紧迫的问题。
因为强大的资本市场是实施自主创新国家战略的关键,是推进科技与资本有效结合的必由之路。和奇云诺德类似的高科技企业存在一个共同特点——不确定性和信息不对称,如创新活动的回报常常是非线性和不确定的;潜在的投资者不了解创新产品的性质和特点。创新活动常常是无形的,在产品获得商业成功以前,一般的投资者难以评估其经济价值。这些特点决定了高科技企业难以获得银行的资金支持,单靠创业者个人和政府又无能为力,只能求助于资本市场和其相关的评估体系。
生物医药在全球范围内的兴起,国内上市公司积极参与这一新兴产业给了我们许多启示,从这些启示中可以发现一些对我们政策导向的有利建议:
其一,我们应该挖掘技术水平高,厂房设备先进,并且拥有专利权的生物医药公司进行重点投资。我们可以寻找、挖掘那些拥有专利权、自主知识产权的公司。
其二,投行业务应有重点地培养和挖掘生物医药类公司,并推荐其上市。早在1999年,《中共中央、国务院关于加强技术创新,发展高科技,实现产业化的决定》明确提出:“优先支持有条件的高新技术企业进入国内和国际资本市场”。那些“因发展高科技项目急需资金的高科技上市公司,可优先列入增发新股试点范围;高科技上市公司申报配股时,对其收益率水平、两次配股间隔的时间以及配股总量等限制条件可以考虑适当放宽。高科技上市公司募集的部分资金,在充分信息披露的前提下,允许用于中间试验和风险投资”。可以看出,包括生物医药在内的高科技公司在发行上市、配股和增发新股方面优先于一般公司。为了提高业务效率,公司投行人员在寻找和培养项目时应有意识、有重点地关注生物医药等高科技企业。
其三,积极帮助那些素质好、技术水平高的生物医药公司实现“借壳上市”。目前,40多家生物制药类上市公司中大部分是通过资产重组迈向生物制药领域的,以后的“进入者”还有可能借鉴这种方式,更何况高新技术企业通过资产置换、股权置换、兼并收购等方式“借壳上市”,间接进入证券市场受到国家产业政策的鼓励。
美欧日均在生物医药领域发展迅速
问:全球生物医药产业发展现状和问题如何?
罗奇斌:美国是现代生物技术的发源地,又是应用现代生物技术研制新型药物的第一个国家。多数基因工程药物都首创于美国。自1971年第一家生物制药公司Cetus公司在美国成立开始试生产生物药品至今,已有1300多家生物技术公司(占全世界生物技术公司的2/3),生物技术市场资本总额超过400亿美元,年研究经费达50亿美元以上;正式投放市场的生物工程药物40多个,已成功地创造出35个重要的治疗药物,并广泛应用于治疗癌症、多发性硬化症、贫血、发育不良、糖尿病、肝炎、心力衰竭、血友病、囊性纤维变性及一些罕见的遗传性疾病。另外,有300多个品种进入临床实验或待批阶段;1995年生物药品市场销售额约为48亿美元,1997年超过60亿美元,年增长率达20%以上。
欧洲在发展生物药品方面也进展较快,英国、法国、德国、俄罗斯等国在开发研制和生产生物药品方面也成绩斐然,在生物技术的某些领域甚至赶上并超过美国。比如,德国赫斯特集团公司把经营重点改为生命科学,俄罗斯科学院分子生物学研究所、莫斯科大学生物系、莫斯科妇产科研究所及俄罗斯医学遗传研究中心等多个科研机构,近年来在研究和应用基因治疗方面都取得了重大进展。
日本在生命科学领域亦有一定建树,目前已有65%的生物技术公司从事生物医药研究,日本麒麟公司生物医药方面的实践亦列世界前列。新加坡政府也宣布划出一块科技园区并耗巨资建设用于吸引世界几家大的生物医药公司落户该园区,韩国、中国台湾地区在该方面也雄心勃勃。
长期看我国医药行业拥有巨大发展空间
问:中国生物医药产业发展如何?
罗奇斌:在国内,从长期看,我国医药行业拥有巨大发展空间。我国医疗支出比例明显低于发达国家。随着经济发展和健康意识的提高,医疗支出将迅速加大。从需求角度来看,人口的老龄化、城镇水平的提高、生活方式的改变、财富的增长以及全民医保制度的推进都正在驱动医疗服务市场的扩大。我国人口规模大且老龄化的速度有所加快,人口老龄化势必伴随着对医疗服务的更高需求。
提升自主创新能力是未来发展的关键
问:国家有关部门是否应该制定“十四五”生物经济发展规划?如果正在制定,您有哪些建议?
罗奇斌:国家有关部门已经制定了相关的支持生物经济发展的政策和策略,如果能够制定“十四五”生物经济发展规划,将生物经济真正纳入国家发展的大战略层面,对生物产业无疑会是一个重大利好。在政策制定的过程中,将战略发展方向和我国生物技术产业的实际发展情况相匹配,才能制定更加切实可行的可持续发展策略。
第一,技术突破将推动新一轮产业变革。技术是生物技术行业发展最基本的推动力,是生物经济增长的必要条件,持续的技术创新能力是生物技术企业的核心竞争力。中国生物科技自主创新能力不足制约技术产业化进程,提高中国生物科技行业的国际竞争力,加强技术研发,提升行业自主创新能力是行业未来发展的关键。
第二,融资渠道拓宽,资本助力行业持续发展。生物技术研发是一项整合分子生物学、基因组学等学科知识和技术的复杂系统工程,具有高投入、高收益、高风险、长周期的特点,需要生物企业不断加大科研投入,但短时期无法实现营收收入,从而面临融资难的问题。
第三,产业分工日益细化。生物产业链涉及技术面广且复杂,行业壁垒高。随着生物产业规模的扩大,市场竞争日益激烈,生物产业分工会日益细化,逐渐形成一个完整的产业链条。
京津浙深沪等地有希望成为生物经济“高地”
问:在您看来,中国哪些地方有望成为生物经济“高地”?
罗奇斌:要成为生物经济发展“高地”,就必须在政策、技术、人才、创新力等方面脱颖而出,如北京、天津、浙江、深圳、上海等地,都非常有希望成为生物经济“高地”。
美欧等发达经济体纷纷聚焦生物经济(www.xing528.com)
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?
罗奇斌:近年来,美欧等发达经济体纷纷聚焦生物经济,在促进可持续发展的同时,进一步巩固其领先地位。
比如,美国政府在《国家生物经济蓝图》中,明确将“支持研究以奠定 21 世纪生物经济基础”作为科技预算的优先重点。欧盟在《持续增长的创新:欧洲生物经济》中,将生物经济作为实施“欧洲 2020 战略”、实现智慧发展和绿色发展的关键要素。德国在《国家生物经济政策战略》中提出,通过大力发展生物经济,实现经济社会转型,增加就业机会,提高德国在经济和科研领域的全球竞争力。在美欧等政府的引导下,全球资本市场越来越青睐生物领域,风险投资、上市融资、并购重组金额屡创新高。
又如,依托发达国家科研机构和人才密集的优势,波士顿基因城、莱茵河畔生物谷等一批现代生物产业集群,业已成为全球生物产业创新发展的策源地。
新冠肺炎疫情“让生物经济的发展方向变得更加明朗”
问:2020年起肆虐全球的新冠肺炎疫情,给人类以怎样的启示或者说警示?
罗奇斌:新冠肺炎疫情已经在全球引起大流行,疫情态势仍在不断且迅速地演变。从人类的生命健康到经济,再到工作和生活方式,在过去两年多时间里,疫情已影响了社会的方方面面,全球因此陷入了一场人道主义危机。
随着疫情的发展,疫苗和药物治疗方案受到了最为广泛的关注。截至目前,生物制药行业对新冠肺炎疫情做出的响应十分鼓舞人心,令人印象深刻。
生物制药公司能够对疫情迅速做出响应主要归功于其与公共部门(例如:美国生物医学高级研究与发展管理局与再生元制药和杨森制药、美国国防高级研究项目局与美国Moderna制药公司)和非政府组织部门(例如,流行病防范创新联盟与CureVac、Inovio、Novax制药公司、惠康基金会与诺华)的合作伙伴关系,药物治疗手段或疫苗或可从他们的合作开发中产生。
然而,在对于疾病监控和治疗方案研发而言至关重要的诊断领域,类似的合作未能实现。尤其是在美国疫情初期,检测全部由美国疾病控制与预防中心(CDC)负责的那段时间,针对美国患者的核酸检测进程出现了严重滞后,检测能力也受到限制。尽管相关公司(如雅培、Novacyte公司)具有开发快速检测方法及相关设备的能力,但有关部门对私立/民营诊断企业相关测试产品的批准进度非常缓慢,从而导致私营/民营机构不能为病毒检测提供及时的支持。私立/民营机构在疫情暴发伊始就广泛介入疾病诊断、药物研发等过程是十分必要的,只有这样才能够更好地克服此类疫情给公共卫生带来的挑战。
所以,此次新冠肺炎疫情不仅仅给我们敲了一记警钟,也对生物制药等生物产业进行了一次考验,在一定程度上也让生物经济的发展方向变得更加明朗。
我们即将迎来生物技术、生物产业等蓬勃发展的新时期
问:新冠肺炎疫情大流行中,北京的经济发展“一枝独秀”,其中一个重要因素是中国新冠疫苗的两家企业——中国生物制药和科兴中维在北京。据报道,北京2020年、2021年两年疫苗收入都超过1000亿元,地方经济被注入活力,这一现象给生物经济的发展以怎样的启迪?
罗奇斌:新冠肺炎疫情期间,除了相关药物和疫苗的研发,另一个让人关注的亮点是公共卫生领域,仿佛一夜之间,这个领域就火起来了。最近,国内各大高校,如清华大学、南方科技大学等纷纷成立了公卫与健康学院或应急医学研究中心。可以想象,对公共卫生的重视和投入,将会是未来世界各国长时间关注的一个话题。
可预见的是,疫情控制后,各国均会在一定程度上加强对公共卫生体系的投资与建设。此外,强化公共卫生体系将成必然趋势,尤其是随着中国加强新型基础设施建设,目前有关部门已逐渐开展关于下一代疾控信息系统的相关课题研究。
由于新型冠状病毒提高了mRNA疫苗的知名度,一度被认为会是一场彻底的胜利。mRNA疫苗在临床开发上有一年多的时间。摩德纳公司最初试图将mRNA疫苗用于预防中东呼吸综合征,阿斯利康(AstraZeneca)疫苗是基于牛津大学对黑猩猩腺病毒疫苗的大量研究。这些说明提前准备要比突然大量投入应急资金来应对疫情危机有更深远的影响,包括建设基础设施来将创新转变为可以进行临床的治疗。
新冠肺炎疫情终将过去,但这次疫情对我国乃至世界的影响才刚刚开始。站在生物经济发展的角度,我们即将迎来生物技术、生物产业等蓬勃发展的新时期。随着人们对于公共卫生和生命健康的重视,各种资金、资源和人才都会纷纷涌入到生物经济的发展当中来。但任何一项新的产业技术,无不是在国家、人民、企业重视的前提下发展起来的。尤其是生物经济产业是资金密集、科技密集型产业,高投入、高风险和高回报,这就要求我们生物经济的发展必须结合生物技术自身发展的特点和产业化进程的客观规划,实事求是,稳步发展。
基因技术、蛋白质工程技术等高新技术是生物经济的核心驱动力量
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”?
罗奇斌:在“生物经济时代”,基因技术、蛋白质工程技术、人工智能、大数据技术等高新技术是生物经济的核心驱动力量。要想在生物经济时代站稳脚跟,在核心领域拥有话语权,就必须形成我们自己的产业效应和集群效应,将技术转化为实实在在的产品,形成“研发—产品—消费”的良性循环体系。
同时,生物经济产业作为新兴产业,其发展依赖于良好的创新环境和市场经济土壤。加强知识产权保护,大力培育生物科技领军型人才,形成良好的研发、生产和市场环境,对于我国发展生物经济具有莫大的助力。
全球各国正站在同一起跑线上
问:国际上生物经济发展态势如何?各国重视程度如何?中国重视程度如何?
罗奇斌:近年来,欧美、日韩等发达国家和地区,相继公布了各自的生物经济战略,以及生物技术发展路线图,将生物经济的发展提升到了国家战略的新高度。例如,美国发布了面向下一代生物经济的路线图,聚焦工程生物学、基因组学、蛋白质组学和人工智能等各种新技术。加拿大推出国家生物经济战略,大力推动建设可持续发展的生态经济系统。欧盟则制定了生物经济发展的远期行动计划。日本在2019年提出,到2030年建设世界最先进的生物经济社会。韩国大力推动生物健康产业的规模化。
我国则在《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》中,明确提出加快生物产业的创新发展,培育新的生物经济产业。当前,生物经济产业发展迅速,世界各国正站在同一起跑线上,这对于中国来说,是一次很好的追赶甚至领先的机会。
DNA测序技术的生命力还没有完全体现出来
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?
罗奇斌:目前,不仅DNA测序技术的生命力还没有完全体现出来,基因组学其他技术也还远远没有达到满足实际应用的程度。特别是在基因组学技术进入临床领域打开个体化医疗大门之际,对于技术的实用性、适应性、稳定性等的要求提升到了前所未有的高度。
由于核酸测序技术的发展动力来源于不同学科的交叉融合,愈来愈多的物理学、化学、材料科学的基本原理都被用于对碱基的辨别,并体现出其较传统生物化学原理更为优越的性能优势。
因此,引导和支持不同学科的融合和交流,鼓励源头和原始创新是非常重要的,也是DNA测序技术乃至其他生命科学相关技术发展的必由之路。
基因组学技术成为赶超国际科学前沿的难得机遇
问:基因组学的迅猛发展,对中国来说意味着什么?
罗奇斌:对于我国来说,在基因组学技术领域有所突破,成为赶超国际科学前沿的难得机遇。
第一,基因组科学与生物信息学等相关领域已成为生命科学发展的主要生长点,这些领域的成果不仅具有广谱性和引领性,而且还可以直接应用到临床实践,各国科学家和政府都想在这个领域有所建树。
第二,多年来的规模化投入已经奠定了一定程度的技术和理论基础,技术原理基本清楚,如何在现有技术的水平上实现更多的原始创新和更广泛的应用,成为这一领域产生突破的核心问题。
第三,由于基因组学研究可规模化的特点,集中力量的大投入,成果明显(比如,人类基因组计划38亿美元的投入为美国社会带来了7960亿美元的经济价值),带动力强。
我们有理由相信,以集成性为特点,以市场和全民健康需求为拉力的基因组技术还会继续高速发展,其巨大的社会效益将在未来的10年到20年里全面显现出来,尤其是在生物经济方面。
基因检测技术的发展会从根本上改变我们的健康理念
问:您怎么看人类基因组图谱绘制20年来生命科学、医学等领域发生的变化?这些变化,主要体现在哪些方面?能否具体讲一讲?
罗奇斌:这一点,我们从基因组学在临床领域的应用中可见一斑。二代测序技术的飞速发展使得便宜、快速的个人基因组测序成为可能。基因检测行业作为基因医学的重要部分,承载着解码生命、造福人类的重任,承载着中国战略转型、科技兴国的重任,同时也托起了万亿元的大健康市场。基因检测技术的发展会从根本上改变我们的健康理念,现行的医疗模式也会随之发生改变。
一、辅助临床诊断。很多疾病表现出来的症状类似,临床上很难进行鉴别诊断,容易混淆。若是通过基因检测,在基因层面找到致病原因,可以辅助临床医生鉴别诊断甚至纠正临床上的诊断。
二、个体化治疗。治疗的效果与很多因素相关,排除外在的原因,人与人之间治疗的差异主要受遗传因素的影响。通过基因检测可以帮助实现个体化治疗,提高疗效,减少不良反应的发生。
三、携带者筛查。针对具有某些单基因遗传病(尤其是隐性遗传病)家族史的高危人群进行相关致病基因的筛查,可以及时发现该家族中致病基因的携带情况,进而分析后代患病的风险,为家庭成员提供有效的遗传信息,防止缺陷基因向下一代遗传。
四、指导优生优育。根据基因检测结果,结合疾病不同的遗传模式可通过遗传咨询进行生育指导。通过产前诊断(自然怀孕后进行)或是试管婴儿结合胚胎植入前筛查或诊断等技术帮助生育健康的宝宝。
五、提供精准的配型信息。为造血干细胞移植提供精确的配型信息,如地中海贫血、黏多糖贮积症患者、白血病等需要通过移植造血干细胞进行治疗时必须进行HLA分型,评估移植后排斥反应的发生率。
海量的生命解码数据库,开启医学从“治疗”到“预防”的时代
问:能否介绍一下基因行业的宏观发展情况?基因产业和生物经济有着怎样的关系?能否讲讲案例和故事?
罗奇斌:把生命数据化,让每一个人通过一个平台能够浏览自己的各种数据,包括基因组数据、医疗记录数据和生理数据等不同维度的数据。这个海量的生命解码数据库,让医疗健康变得更智能,并开启医学从“治疗”到“预防”的时代——这就是我认为的目前基因行业的一个宏观发展方向。接下来分享几个案例以供大家参考。
把生命数据化的第一人克雷格·文特尔曾在奇点大学的医学会议上表示,目前基因组学的发展仍停留在数量上的扩张,这是一件令人遗憾的事情。如果看看截至目前的基因组数据,就会发现全球范围内已经完成了超过22.5万个基因组测序数据。
然而,并不仅仅只有文特尔懂得这些基因信息的价值所在。美国各大互联网巨头也已经开始陆续布局生命数据化领域,包括谷歌、IBM、微软和亚马逊等信息时代的巨头。亚马逊的AWS云服务和基因行业的合作,可以一直追溯到美国国家生物信息中心(NCBI)提供的全球范围的基因信息比对搜索引擎。2012年,亚马逊的云服务就已经接管了国际千人基因组计划的基因数据存储,当时这是世界上最大的人类遗传学数据库,并且数据是公开和免费的。
另一家信息时代的巨头——谷歌也在悄然布局这个领域。作为一家以搜索引擎发家的企业,谷歌每年在搜索领域的营收超过了600亿美元。这种独特的竞争力,让谷歌在进入生命科学领域时看到了一般传统医疗企业无法看到的关键点,那就是可被挖掘的基因大数据。
近年来的技术进步加速了人类遗传学领域的发展
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?
罗奇斌:这个答案是肯定的,技术的发展不均衡,势必会对全球健康状况的不平等造成非常大的影响。
近年来的技术进步加速了人类遗传学领域的发展,可对个人和群体在全基因组范围内鉴定序列变异,这让更多的孟德尔疾病新变异被鉴定到。对于更常见的复杂疾病,通常是多种遗传效应和环境效应相结合起来增加疾病风险,至今已经鉴定了数千个遗传易感性位点。将这些科学发现转化到医疗保健的改进中,实现从信号的鉴定到信号的功能注释,最终到临床治疗,需要通过大规模数据、处理丰富信息的先进计算工具包的开发,并解决道德、法律、社会和经济问题,从而将基因组学有效地整合到常规的临床实践中。
从遗传机制阐释到医疗保健转化的改善,可以在一些应用例子中看到,如精准医学已经在一些罕见的单基因疾病的临床上使用,让一些受益于特定治疗或预防策略的病人获得更精准的预测。
目前,癌症研究正在基于精准医学根据肿瘤的突变来进行靶向治疗,促进了该领域从基因组学到疾病机制和新药开发的深入认知。例如,基因组测序与基于多组学的分子特征分析相结合,加速了个性化干预的发展,如CAR-T免疫疗法。对于由多种遗传因素和环境因素共同导致的常见疾病,进展则较为缓慢。
生物技术实现了信息化、工程化、系统化的发展
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,生物经济时代是否就是建立在生命科学、信息科学融合发展的基础上的?
罗奇斌:“人类基因组计划”的开展,引发了基因组、转录组、表观遗传组、蛋白质组、代谢组等生命科学组学数据的急剧增长,推动了信息技术在生命科学领域的大规模应用,驱动生命科学研究进入“数据密集型科学发现(Data-Intensive Scientific Discovery)”的第四范式时代。由此,生物技术实现了信息化、工程化、系统化的发展,为“设计—构建—验证(Design-Build-Test)”循环模式的建立奠定了坚实的基础,并朝着可定量、可计算、可调控和可预测的方向跃升。
信息技术的引入,使得生命科学从“实验驱动”向“数据驱动”转型发展,而生物体内的信息处理过程也为信息技术的发展带来了无穷的启迪。随着当前科技逐步逼近香农定律的理论瓶颈、内存墙的冯·诺伊曼瓶颈、摩尔定律的工程瓶颈,科技界和产业界将目光投向了 DNA 存储、神经形态芯片、生物启发计算等交叉技术领域。
生物技术的研究发展是对信息技术的有力支撑,信息技术的瓶颈解决需要从生物技术发展寻求启示,两者是相辅相成、互相成就的关系;生物技术与信息技术的融合发展进入了相互推动、齐头并进的时代,并成为新一轮科技革命和产业变革的重大推动力和战略制高点。生物技术、信息技术与纳米技术等融合形成的“会聚技术”(Converging Technologies),将产生难以估量的效能——如果认知科学家能够想到它,纳米科学家就能够制造它,生物科学家就能够使用它,信息科学家就能够监视和控制它。从这个角度看,生物技术和信息技术的“1+1”融合发展,或将产生“11”的巨大效能。
基因测序行业正在以惊人的速度发展
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?
罗奇斌:这个问题,我们从基因测序行业可见一斑。随着“精准医疗”的深化,基因测序逐渐成为科技医疗领域备受瞩目的话题,得益于平台技术的进步、测序应用的拓展、各机构合作的拓宽以及测序成本的下降,行业正在以惊人的速度发展。
随着测序技术的不断成熟以及政策的逐渐放开,基因测序在疾病早筛、微生物、遗传学检测等领域应用前景广阔,整个行业开始高速发展。而从基因测序的市场上来看,全球最大的测序仪企业Illumina的未来已经到达了一个天花板,仅仅是为了维持超过70%的市场占有率,就不得不付出极高的维护成本和研发费用来阻止其他竞争者的抢夺。如果Illumina的触手伸向产业的下游,会让那些已经购买过其昂贵测序仪的公司咬牙切齿。因为,这些测序服务公司在Illumina专注制造测序仪器的同时,已经悉心孵化出一个稳定的测序服务市场。如果它也要分一杯羹的话,这些公司唯一的出路就是优化和提供更优质的服务和多元化的业务组合,这必将会增加已有的市场维护成本,同时也会让本来已经竞争激烈的测序服务市场上演更激烈的竞争。
与基因测序行业相同的是,基因组学领域也有可能由于发展的不平衡性出现一家或多家独大的情况。
对生命现象的解析进入超微观、连续性、动态化的时代
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》,而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?
罗奇斌:在未来很长一段时间,由于伦理、技术、国家监管等因素,基因编辑等技术仅会在医疗健康领域应用和出现。总的来说,生命科学是一门发展迅速、多学科交叉的前沿学科,与人民健康、经济建设和社会发展有着密切关系,也被我国学术界视为在国际上最有影响力的学科之一,是最有可能实现从“跟跑”转变为“并跑”和“领跑”的学科。
而近年来,在国家的大力支持下,我国生命科学研究整体水平显著提高,初步实现从跟踪向原始性创新、从量的扩张向质的提高转变。我国生命科学领域研究不断取得突破,主要体现在基因组学、合成生物学、干细胞和再生医学、脑科学、免疫学等子领域,对生命现象的解析也进入超微观、连续性、动态化的时代。
目前,全球范围内,美国在生命科学研究领域处于绝对的领先地位。我国和德国、英国、法国、加拿大、日本等处于第二梯队,在生命科学研究的某些子领域有相对优势,但整体水平与美国等发达国家相比还存在较大差距,尤其是颠覆性、“从0到1”、引领领域新方向的原创成果少,重大技术创新也比较弱。
对基因的监测也意味着对我们身体健康和疾病的监测
问:《基因组革命:基因技术如何改变人类的未来》一书提出:“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。”怎么理解这个早期预警系统?
罗奇斌:这个问题其实不难理解,咱们可以从“基因”的概念出发来理解它。基因是什么?它是指携带有遗传信息的一段DNA或RNA序列,是控制性状的基本遗传单位。同时,现代医学研究证明,几乎所有的疾病(外伤除外)都和基因有关系。像血液分不同血型一样,人体中的正常基因也分为不同的基因型,即基因多态型。不同的基因型对环境因素的敏感性不同,敏感基因型在环境因素的作用下可引起疾病。另外,由遗传物质发生改变而引起的或者是由致病基因所控制的疾病,被称为遗传病。因此,对基因的监测也意味着对我们身体健康和疾病的监测,从而达到早期预警的目的。
“多组学”的应用还处于起步阶段
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?
罗奇斌:虽然现在我们提到了组学的概念,甚至通过研究明白了“多组学”的应用价值,但是就目前的技术水平来讲,要真正理解组学,将其联合应用到多领域当中仍有很长的一段路要走,“多组学”的应用还处于起步阶段。
除了基因组学以外,微生物组学、转录组学、免疫组学、蛋白质组学等领域也亟待我们的关注和研究,同时提高技术水平,从而达到应用的目的。
精准医学只是生物经济的一个重要组成部分
问:您怎么看精准医学和生物经济的关系?下一步,人类将会迈向怎样的未来?会从精准医学时代迈向精准营养、精准健康时代吗?
罗奇斌:在我看来,精准医学只是生物经济的一个重要组成部分或者说必经过程。我借中国基因组学研究奠基人之一的于军老师对精准医学的看法,简单为大家分析一下。实现精准医学需要在两个大领域——基础生物医学与临床医学——建立实际的转化研究和紧密的接轨机制。我们已经看到了诸多“转化中心”的成立,我们也看到了各类“转化研究”的启动。尽管目前精准医学还不是一个具体的学科和大项目,但是在这个科学思维框架下的蓝图已经规划好了。《迈向精准医学:建立生物医学与疾病新分类学的知识网络》的报告已直接建议了几个可实施大项目,如“百万美国人基因组计划”“糖尿病代谢组计划”“暴露组研究计划”等。就百万人基因组测序而言,其单纯的DNA测序价格就应该在10亿美元以上。鉴于英国的医学临床资源规范而且丰富,英国2002年宣布斥资1亿英镑率先启动“10万人基因组测序计划”。可见,只要是可以直接造福国民的科学计划,对谁来讲都是“乐而为之”。
然而,尽管精准医学的提出同时给基础研究和临床研究指出了共同发展之路,但是它们面临的挑战和问题却各有不同。基于基因结构和序列变化的基因组学研究无疑已经转入到生物学和医学核心命题的研究。基因组学技术和规模化的特征将会延续并发扬,大数据、复杂信息、新概念和知识等,都在不断地催生新的思维境界和新的思考。从“DNA到RNA再到蛋白质”和各类“组学”研究,最终将是一种整合性、更高层次的消化和理解。20多年前美国科学家胡德提出的“多系统生物学”开辟了新的思维和方法,但是他并没有将其研究内容具体化。
从基因组学(以DNA序列为研究主体)到基因组生物学(以生物学命题为研究主体),再到基于谱系的基因组生物学(以生物谱系,如哺乳动物为研究主体),是基因组学的“凤凰涅槃”,也符合生物学的发展规律。
建立和培养自己关于生物安全和数据安全的意识
问:生物经济时代,人类应该遵循怎样的“游戏规则”?应该担负起怎样的责任?
罗奇斌:提一点需要大家都非常重视的,就是“生物和数据安全”,我们要建立和培养自己关于生物安全和数据安全的意识。
构成生命的材料仅仅是生命形成的必要条件
问:今后究竟应该树立怎样的生命观、生物观、自然观?
罗奇斌:我用一个重要的哲学命题——“存在”与“本质”的关系来讲讲生命、生物以及基因的关系,至于怎样去树立正确的生命观、生物观和自然观,我想会有更专业的人给出一个更中肯的答案。
对生命而言,存在先于本质,即作为构成生命的质料,可以在没有生命活动的状态下稳定地存在着,如文特尔教授通过化学方法合成了一个完整的细菌基因组核苷酸序列。但是,构成这个人造基因组的核酸材料本身并没有表现出生命特征,只有当研究者把它放入一个去除了天然基因组的细菌细胞这样一种“活力环境”中,人造基因组才表现出了自我复制和代谢调控等生命特征。据此还可以进一步推导出:生命的存在可与本质相分离,如保存在低温状态下的细胞或者个体仅仅是一种材料,只有在合适的复苏条件之“活力环境”下才能重新呈现出生命的迹象。换句话说,构成生命的材料仅仅是生命形成的必要条件,而特定的“活力环境”则是生命形成的充分条件,缺一不可。
生命科学目前的发现还仅仅是冰山一角
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?
罗奇斌:更准确地表述21世纪,应该说它是生物学的世纪,但我认为21世纪仍旧是计算机的世纪。很多人可能会疑惑说目前生物学的发展可能并没有像20世纪所预言的那样。因为,从目前情况来看,当年因为一句“21世纪是生物学的世纪”而选择学生物的很多学生,最后可能并没有找到如意的对口工作,不得不转行或者继续深造。主要原因一方面在于前期国内生命科学刚刚起步,一切都才刚刚开始,因此就业机会相对较少。另一方面由于前期阶段,整个行业对从业人员要求较高,学历上至少是硕士,大部分都得要求是博士。因此,很多学生物的本科生自然找工作非常困难,最后只能选择读研或读博。
但其实在自然科学里,我们不能否认生物科学是发展非常好的,前景也是非常广阔的,同时对于任何一个学科来说,总是有一个发展的过程。我们不能用短暂的过程来判定它的发展,尤其对于生命科学这样一个复杂的学科来说,目前的发现还仅仅是冰山一角,如此就在21世纪初期就下定义加以评价尚为时过早。
——[美]克雷格·文特尔:《生命的未来:从双螺旋到合成生命》
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