《生物安全法》實(shí)施背景下對(duì)合成生物學(xué)的監(jiān)管

王盼娣，熊小娟，付萍，吳剛，劉芳

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所農(nóng)業(yè)農(nóng)村部油料作物生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部植物生態(tài)環(huán)境安全監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心，武漢 430062

1 《生物安全法》的實(shí)施對(duì)生物技術(shù)安全發(fā)展的意義

生物技術(shù)是人類采用科學(xué)技術(shù)手段、結(jié)合生物科學(xué)知識(shí)及科學(xué)原理，為人類提供所需要的產(chǎn)品、物質(zhì)或服務(wù)等，是一門新興的、綜合性的學(xué)科(https://www.oecd.org/)。近幾十年來，生物技術(shù)飛速發(fā)展，如合成生物學(xué)、基因編輯、基因驅(qū)動(dòng)等前沿生物技術(shù)日新月異，取得了許多重大突破，生物技術(shù)在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)和工業(yè)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用為人類的發(fā)展帶來巨大經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)效益，然而新問題和新風(fēng)險(xiǎn)也不斷涌現(xiàn)，如生物技術(shù)的誤用及謬用、重大傳染病疫情和生物武器等，這些負(fù)面影響及潛在的風(fēng)險(xiǎn)對(duì)國(guó)家的生物安全也已構(gòu)成嚴(yán)重威脅[1-3]。伴隨著新型冠狀病毒肺炎疫情全球暴發(fā)，國(guó)際社會(huì)空前關(guān)注全球生物安全和人類命運(yùn)共同體建設(shè)，生物安全已被列為我國(guó)國(guó)家安全體系重要組成部分，凸顯生物安全治理的重要性[2]。

生物安全是指國(guó)家面臨與生物有關(guān)的各種因素對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境及人類健康造成風(fēng)險(xiǎn)與影響時(shí)，能夠有效防范、應(yīng)對(duì)及維護(hù)安全的能力[3-4]。生物安全主要包括防止生物技術(shù)的濫用、防控傳染性疾病和動(dòng)植物疫情、防御生物武器威脅和生物恐怖襲擊、保護(hù)生物遺傳資源以及與生物有關(guān)的其他安全，也就是確保生物技術(shù)安全、生物物種安全、生物產(chǎn)品安全和生物生態(tài)環(huán)境安全[5]。生物安全對(duì)于促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保障人類生命健康及保護(hù)生態(tài)環(huán)境至關(guān)重要，是我國(guó)國(guó)家安全的重要領(lǐng)域之一，與我國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)和核心利益緊密相連[6-7]。

生物技術(shù)的迅猛發(fā)展所帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)給我國(guó)生物安全的管理帶來了巨大的挑戰(zhàn)[8]。任何技術(shù)都有兩面性，僅依靠新的技術(shù)來解決安全問題，以及依靠倫理道德約束技術(shù)進(jìn)步相關(guān)的潛在安全還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還必須有法律法規(guī)等制度的約束。我國(guó)于2021年4月15日起實(shí)施了《中華人民共和國(guó)生物安全法》[6](以下簡(jiǎn)稱《生物安全法》)，《生物安全法》是生物安全領(lǐng)域內(nèi)的第一部基礎(chǔ)性、綜合性、系統(tǒng)性和統(tǒng)領(lǐng)性的法律，緊密承接《中華人民共和國(guó)國(guó)家安全法》(以下簡(jiǎn)稱《國(guó)家安全法》)的精神，是《國(guó)家安全法》的特別法，又統(tǒng)領(lǐng)生物領(lǐng)域內(nèi)的相關(guān)法律法規(guī)等，如《中華人民共和國(guó)種子法》《中華人民共和國(guó)食品安全法》《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》?！渡锇踩ā饭?0章88條，明確了我國(guó)生物安全的重要地位及基本原則，貫徹落實(shí)了習(xí)近平總書記關(guān)于生物安全法指示精神、國(guó)家安全觀、國(guó)家生物安全戰(zhàn)略和政策，它的及時(shí)出臺(tái)為我國(guó)防控傳染病、保護(hù)人民生命健康、規(guī)范生物技術(shù)發(fā)展、防范生物恐怖與生物武器威脅等提供了重要的法律依據(jù)，為維護(hù)國(guó)家生物安全構(gòu)建了嚴(yán)密的法律防線[6,9]。

《生物安全法》高度重視生物技術(shù)可能造成的生物安全問題，明確規(guī)定了生物技術(shù)研究和應(yīng)用的基本原則和要求，即堅(jiān)持以人為本、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防、分類管理和協(xié)調(diào)配合的原則?！渡锇踩ā访鞔_規(guī)范了生物技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用安全、病原微生物實(shí)驗(yàn)室安全、防范生物恐怖及生物武器威脅，確保生物技術(shù)的健康發(fā)展和國(guó)家生物安全，這三方面內(nèi)容與合成生物學(xué)具有緊密的聯(lián)系?！渡锇踩ā丰槍?duì)生物技術(shù)可能帶來的各種風(fēng)險(xiǎn)所建立的嚴(yán)密的風(fēng)險(xiǎn)防范機(jī)制并不是要禁止生物技術(shù)的發(fā)展，而是為了給生物技術(shù)提供更大的發(fā)展空間和支持。為了提高我國(guó)的生物安全保障能力，國(guó)家鼓勵(lì)生物科技創(chuàng)新，支持生物科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展，加強(qiáng)生物科技人才隊(duì)伍建設(shè)。同時(shí)，《生物安全法》也堅(jiān)持通過發(fā)展生物技術(shù)，提高科技水平，進(jìn)而解決生物技術(shù)發(fā)展可能帶來的各種問題，而這也符合我國(guó)當(dāng)前國(guó)情及立法需求[10]。

2 合成生物學(xué)的定義和發(fā)展現(xiàn)狀

合成生物學(xué)是近年來新興的前沿生物技術(shù)，被喻為可以改變未來的顛覆性技術(shù)。它是以生物學(xué)、化學(xué)工程、電子工程、信息學(xué)、計(jì)算科學(xué)等相關(guān)學(xué)科發(fā)展為基礎(chǔ)的一門新興多學(xué)科交叉匯聚的工程學(xué)科。合成生物學(xué)以工程化的設(shè)計(jì)理念，采用標(biāo)準(zhǔn)化的生物元件和基因線路，對(duì)生物系統(tǒng)進(jìn)行有目標(biāo)的設(shè)計(jì)、改造乃至重新合成，它突破了生命發(fā)生與進(jìn)化的自然法則，促進(jìn)了對(duì)生物密碼從“讀”到“寫”的質(zhì)變，實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)的“格物致知”向“建物致知”轉(zhuǎn)化[11-12]。目前合成生物學(xué)的研究應(yīng)用主要包括兩方面：一是“自上而下”的方法，即改造和重新設(shè)計(jì)天然的、現(xiàn)有的生物系統(tǒng)，增添新的功能；二是“自下而上”的方法，即根據(jù)生物元件和基因線路，創(chuàng)造新的、非天然的人工生命系統(tǒng)。合成生物學(xué)是生物技術(shù)在基因組和系統(tǒng)生物學(xué)時(shí)代的延伸，它將原有的生物技術(shù)上升到系統(tǒng)化和標(biāo)準(zhǔn)化的高度，把生物技術(shù)推向平臺(tái)化的工程生物學(xué)層次，不僅能完成傳統(tǒng)生物技術(shù)難以勝任的任務(wù)，還將在學(xué)科交叉和技術(shù)整合的基礎(chǔ)上，孕育技術(shù)創(chuàng)新的飛躍[13]。

1911年，“合成生物學(xué)”首次出現(xiàn)于《生命的機(jī)理》一書中[14]，Stéphane Leduc認(rèn)為物理學(xué)機(jī)制可能產(chǎn)生生命；1965年，中國(guó)首次人工合成蛋白質(zhì)-牛胰島素[15]，這也是世界上首例；1981年，中國(guó)首次人工合成具有生物學(xué)功能的核糖核酸-酵母丙氨酸t(yī)RNA[16]，這些研究成果為合成生物學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。21世紀(jì)初，合成生物學(xué)得到廣泛重視，也獲得了一系列的成果(圖1)。合成生物學(xué)的發(fā)展可分為4個(gè)階段[17]：2000年至2003年的早期階段，在該時(shí)期產(chǎn)生了很多研究手段及理論，建立了基因線路工程[18]并在代謝工程中成功應(yīng)用[19-20]；2004年至2007年的初步發(fā)展期，Chan等[21]的研究成果開啟了“重塑生命體”的大門，雖然合成生物學(xué)技術(shù)發(fā)展較慢，但研究領(lǐng)域也正逐漸擴(kuò)大[22]；2008-2013年為創(chuàng)新及應(yīng)用期，基因編輯、基因合成等技術(shù)使合成生物學(xué)研究及應(yīng)用領(lǐng)域大大擴(kuò)展[23-25]，Gibson等[26]合成了第一例人造生命，Amyris公司也通過改造酵母商業(yè)化生產(chǎn)青蒿素；2014年至今為快速發(fā)展期，技術(shù)全面提升[27-29]，不僅實(shí)現(xiàn)了原核生物到真核生物的跨越[30]，還合成了最小的細(xì)胞——簡(jiǎn)約版支原體[31]，我國(guó)在2017年從頭設(shè)計(jì)并人工合成了釀酒酵母的4條染色體[32-34]，在2018年成功合成了單條染色體酵母細(xì)胞[35]，成為世界首例，這也意味著通過人工干預(yù)，可以將天然復(fù)雜的生命系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，甚至可以創(chuàng)造出新的生命。此外，合成生物學(xué)在醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、食品、環(huán)境治理、能源、軍事和防御等領(lǐng)域均獲得豐碩的研究成果[36-37](表1)。

圖1 21世紀(jì)合成生物學(xué)研究的代表性進(jìn)展Fig.1 Representative advances in synthetic biology research in the 21st century

表1 合成生物學(xué)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用 Table 1 Application of synthetic biology technology in various fields

3 合成生物學(xué)面臨的風(fēng)險(xiǎn)

基于合成生物學(xué)給社會(huì)經(jīng)濟(jì)及人類生活帶來的巨大利益，世界各國(guó)均高度重視合成生物學(xué)的發(fā)展，將其列入核心技術(shù)領(lǐng)域，并給予大力支持。然而，合成生物學(xué)發(fā)展迅速的同時(shí)，其潛在的風(fēng)險(xiǎn)和威脅也引起了全球的重視及各國(guó)政府政策制定者們的關(guān)注[60-61]。合成生物學(xué)所面臨的倫理問題分為非概念性倫理問題即生物安全問題以及概念性倫理問題，生物安全問題又分為生態(tài)安全問題以及生物防御問題[62-64]。

3.1 生態(tài)安全問題

生態(tài)安全問題是指由人工合成的生物逃逸可能引發(fā)的生態(tài)災(zāi)難。合成生物學(xué)通過改造、引入、重構(gòu)生物體的“代謝途徑”以改變生物體的代謝性狀和表觀特性等，人為改造的生物系統(tǒng)其適應(yīng)性尚不確定，所涉及的遺傳物質(zhì)在自然界中可能會(huì)在生物間傳遞，變相形成篩選壓力而改變生物多樣性[65]；人為改造的生物系統(tǒng)其進(jìn)化尚不確定，它們釋放到自然環(huán)境中會(huì)在自然選擇的壓力下發(fā)生突變，突變后極有可能與環(huán)境或環(huán)境中其他生物之間產(chǎn)生不可預(yù)測(cè)的相互作用，從而引發(fā)不可控的生態(tài)災(zāi)難[66]；人為改造的生物系統(tǒng)可能對(duì)人類產(chǎn)生不確定的安全問題，治療患病細(xì)胞的細(xì)菌或病毒對(duì)正常細(xì)胞產(chǎn)生怎樣的影響具有不確定性，實(shí)驗(yàn)室改造的各種有害病毒、疫苗等一旦感染人類形成傳播，將會(huì)威脅全人類的生命[15]。正是這些未知領(lǐng)域使我們對(duì)于人為改造生物系統(tǒng)對(duì)生態(tài)產(chǎn)生累計(jì)效應(yīng)的影響尚存疑問，其構(gòu)成的潛在重大安全風(fēng)險(xiǎn)不容小覷，應(yīng)當(dāng)時(shí)刻警惕。

目前在合成生物學(xué)的研究中，對(duì)環(huán)境釋放的管控非常嚴(yán)格，不管是美國(guó)的環(huán)保部，還是中國(guó)的農(nóng)業(yè)農(nóng)村部，迄今為止，尚未批準(zhǔn)過富集重金屬的微生物或者任何一種基因驅(qū)動(dòng)改造過的蚊子[14,67]?；蝌?qū)動(dòng)是近年來新興研究熱點(diǎn)之一，是指某些特定基因型或基因性狀在種群中有偏向性的遺傳給后代的一種自然現(xiàn)象，也被稱為超孟德爾遺傳[67]。利用基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)，可以用來防治害蟲、控制傳染病和控制入侵物種等，但是基因驅(qū)動(dòng)生物體在野生環(huán)境中占據(jù)優(yōu)勢(shì)，可持續(xù)存在多個(gè)世代甚至無限期，具有高度的侵略性[66,68]，如果利用基因驅(qū)動(dòng)技術(shù)制造蚊子等昆蟲武器進(jìn)行病毒傳播，只需順利經(jīng)歷10個(gè)世代，轉(zhuǎn)基因蚊子在野生群體中就可至少增加1 024倍[69]。人工改造后的細(xì)菌為了便于人工篩選，往往都有抗生素基因，如果致病菌通過基因水平轉(zhuǎn)移獲得這些抗生素基因，將獲得抵抗抗生素的能力，或者如果致病菌獲得其他基因可能導(dǎo)致更強(qiáng)的致病性，一旦感染人類，治療難度將大大增加；而且人工改造后的生命體往往具有生存優(yōu)勢(shì)，一旦有意或無意釋放到野生環(huán)境中，可能會(huì)因沒有限制而無限增殖，也可能在生態(tài)環(huán)境中由無害變?yōu)橛泻?，進(jìn)而對(duì)生態(tài)安全造成嚴(yán)重威脅。

目前對(duì)合成生物體的監(jiān)管政策尚待完善，需要有效控制潛在的風(fēng)險(xiǎn)。如2005年，從事流感病毒研究的美國(guó)科學(xué)家們希望深入了解“西班牙流感”病毒的生物學(xué)特性復(fù)活了西班牙流感病毒，該病毒曾造成5 000萬人的死亡[70]；2012年，為了研究禽流感病毒H5N1的傳染性及致病性機(jī)制，荷蘭的Fouchier小組[69]與美國(guó)的Kawaoka小組[71]人工改造了其基因，使其不僅能在禽類中傳播，還能在雪貂類哺乳動(dòng)物中傳播，而且傳染性更強(qiáng)、致命性更高；2013年，中國(guó)科學(xué)家將H5N1禽流感病毒與甲型H1N1流感病毒重組后，構(gòu)建了127種重組病毒，而且有些病毒還具有氣溶膠傳播的能力[72]。一旦這些病毒意外泄露，對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生的負(fù)面影響不可估量。而且，現(xiàn)在技術(shù)先進(jìn)，信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)，基因合成及測(cè)序公司的成本也越來越低[73]，除了科研工作者和生物技術(shù)公司合成基因，還有一些生物愛好者，直接網(wǎng)絡(luò)下單就可以合成所需片段，而他們也最可能意識(shí)不到生物安全，而引發(fā)一些意外事件。

3.2 生物防御問題

合成生物學(xué)拓展了創(chuàng)造新武器的可能性和范圍，它還擴(kuò)大了可以開展這種工作的行為者的范圍，并減少了所需要的時(shí)間。合成生物學(xué)為構(gòu)建危險(xiǎn)的細(xì)菌或病毒提供了技術(shù)支持，一旦合成生物學(xué)技術(shù)成熟，生物黑客或者恐怖分子利用它來制造生物武器，或進(jìn)行生物恐怖活動(dòng)的可能性將大大增加，威脅全人類的生命安全。理論上，通過合成生物學(xué)手段制造出的毒性、傳染性、耐藥性更強(qiáng)的病毒或超級(jí)細(xì)菌殺傷力更大?，F(xiàn)在很多生物高致病性細(xì)菌、原核生物和真核生物的基因組信息都是對(duì)外公開的，可以免費(fèi)下載，恐怖分子或極端分子可以輕易通過網(wǎng)絡(luò)下單、郵寄即可購買得到DNA序列或病毒，而且許多學(xué)術(shù)期刊也為危險(xiǎn)病毒和細(xì)菌的致病性及傳播提供了方法。一旦利用合成生物學(xué)技術(shù)合成有毒或致死的病原體制造生物武器進(jìn)行生物恐怖襲擊[10,68]，后果不堪設(shè)想。

關(guān)于化學(xué)物質(zhì)、生物化學(xué)物質(zhì)和毒素，合成生物學(xué)模糊了化學(xué)武器與生物武器之間的界限。合成生物學(xué)還可以用于生產(chǎn)精細(xì)化學(xué)品，如嗎啡和海洛因等違禁藥品，可能被用于非法生物經(jīng)濟(jì)。美國(guó)斯坦福大學(xué)的Christina課題組利用改造后的酵母細(xì)胞成功將糖轉(zhuǎn)化為鴉片[74]，人們對(duì)于利用合成生物學(xué)改造天然微生物用于生產(chǎn)毒品的擔(dān)憂日益加深，相較于植物或化學(xué)合成法，微生物合成具有操作簡(jiǎn)單便捷和成本低的特點(diǎn)?？赏ㄟ^簡(jiǎn)單的遺傳通路產(chǎn)生的高效力分子最受關(guān)注，它們能夠用有限的資源和組織來開發(fā)，而這一旦被不法分子利用，將產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。

3.3 生物倫理問題

合成生物學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)造“進(jìn)化法則”未創(chuàng)造的生命形式，違背了順應(yīng)自然發(fā)展規(guī)律的倫理，打破了生命的神圣感，模糊了自然與非自然的界線，使人們?cè)趥鹘y(tǒng)認(rèn)識(shí)中受到了極大的沖擊，由此引發(fā)合成生物學(xué)在“逆”自然以及哲學(xué)、宗教等意識(shí)形態(tài)的激烈爭(zhēng)論[15,75]。而且隨著合成生物技術(shù)的進(jìn)一步成熟，雖然可以解決人類器官移植、開發(fā)癌癥治療新方法等，但是鑒于技術(shù)的高昂成本，以后是否只能是富人的特權(quán)尚存疑慮。

專利和知識(shí)產(chǎn)權(quán)制度有助于鼓勵(lì)科技創(chuàng)新，但是合成生物學(xué)涉及較多的基礎(chǔ)生物工程技術(shù)以及基因元件，而這些方面大量的已授權(quán)專利反而會(huì)限制合成生物學(xué)的發(fā)展。此外，合成生物學(xué)的成果是否應(yīng)該以及如何申請(qǐng)專利、亦或是成果共享，所涉及的倫理或安全隱患問題也存在激烈爭(zhēng)論。

合成生物學(xué)所面臨的問題不是我國(guó)在該領(lǐng)域研究的絆腳石和束縛，我們進(jìn)行合成生物學(xué)安全及倫理問題的研究是以積極的態(tài)度尋找解決問題的方案，促進(jìn)未來生物安全的可持續(xù)發(fā)展。

4 合成生物學(xué)的監(jiān)管現(xiàn)狀

4.1 國(guó)外對(duì)合成生物學(xué)的監(jiān)管

針對(duì)生態(tài)安全問題，目前世界各國(guó)雖然出臺(tái)了一些法律法規(guī)，但主要是為了規(guī)范包括合成生物學(xué)的前沿生物技術(shù)，大多數(shù)國(guó)家對(duì)合成生物學(xué)的監(jiān)管主要基于生物技術(shù)和遺傳修飾生物(genetically modified organisms，GMOs)，監(jiān)管的重點(diǎn)也主要是研發(fā)過程中和生產(chǎn)應(yīng)用中可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[76]。但是合成生物學(xué)與傳統(tǒng)基因工程又不完全一樣，它是基因工程學(xué)發(fā)展的高級(jí)階段，是基因工程學(xué)接納定量和抽象基礎(chǔ)上的重構(gòu)為主要工程手段和研究方法的階段。有學(xué)者認(rèn)為沒有必要專門立法來防范合成生物學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)楹芏囡L(fēng)險(xiǎn)與基因工程相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)是相同的，如基因流動(dòng)、基因漂移等；也有學(xué)者認(rèn)為必須設(shè)立相關(guān)法律法規(guī)，因?yàn)楹铣缮飳W(xué)可以合成新的非天然的基因組，并且存在各種潛在的風(fēng)險(xiǎn)問題，產(chǎn)品具有更多不確定性，且現(xiàn)有的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估框架，可能不能完全處理合成生物學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)問題，在制定相關(guān)政策法規(guī)時(shí)，可以借鑒轉(zhuǎn)基因領(lǐng)域的相關(guān)法律法規(guī)及規(guī)范制度。

美國(guó)政府近年來相繼從法律、政策等層面加強(qiáng)了對(duì)合成生物學(xué)的監(jiān)管力度，制定了相關(guān)操作規(guī)范等，建立了合成生物學(xué)的管理構(gòu)架。在法律層面，美國(guó)對(duì)基因工程(包括合成生物學(xué))產(chǎn)品的監(jiān)管依據(jù)來自1986年出臺(tái)的《生物技術(shù)管理協(xié)調(diào)框架》[77]，協(xié)調(diào)框架將監(jiān)管的主要責(zé)任分配給3個(gè)機(jī)構(gòu)共同監(jiān)管，包括食品和藥物管理局(FDA)、美國(guó)農(nóng)業(yè)部(USDA)動(dòng)植物衛(wèi)生檢驗(yàn)局(APHIS)和環(huán)境保護(hù)局(EPA)，并參照當(dāng)時(shí)存在的一系列法律，如《食品、藥品和化妝品法》《植物害蟲法》《有毒物質(zhì)控制法》等；2004年，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院成立了國(guó)家生物安全科學(xué)顧問委員會(huì)，加強(qiáng)對(duì)包括合成生物學(xué)在內(nèi)的科研成果進(jìn)行監(jiān)督和管理；2010年《高致病性病原體的管理辦法》指出，有功能的DNA病毒，無論是天然的還是人工合成的，均納入監(jiān)管體系[78]；2012年《美國(guó)法典》明確規(guī)定，人工合成基因序列達(dá)到與天花病毒85%相似性，即屬故意合成、制造天花病毒[79]；2018年，美國(guó)通過了更為嚴(yán)格的《出口管制改革法案》，對(duì)包括合成生物學(xué)在內(nèi)的新興技術(shù)進(jìn)行集中管制。在政策層面，2010年，美國(guó)發(fā)布了《合成雙鏈DNA 供應(yīng)商篩選框架指南》，對(duì)合成雙鏈DNA的供應(yīng)商進(jìn)行規(guī)范，避免有人惡意獲得有風(fēng)險(xiǎn)的毒素或制劑等[80]；同年，生物倫理問題研究總統(tǒng)委員會(huì)(PCSBI)審查了與合成生物學(xué)有關(guān)的倫理問題，產(chǎn)生的報(bào)告《新方向：合成生物學(xué)和新興技術(shù)的倫理》提出了18項(xiàng)建議，主要建議是“聯(lián)邦政府開始協(xié)調(diào)和監(jiān)督所有聯(lián)邦機(jī)構(gòu)在合成生物學(xué)領(lǐng)域的工作”，且報(bào)告作者“不建議需要設(shè)立其他機(jī)構(gòu)或監(jiān)督機(jī)構(gòu)來監(jiān)督合成生物學(xué)，但建議政府保持對(duì)科學(xué)進(jìn)步的了解，并對(duì)公眾的潛在利益和風(fēng)險(xiǎn)保持前瞻性”[81]。2012年出臺(tái)《生命科學(xué)兩用性研究監(jiān)管政策》，2014年出臺(tái)《科研機(jī)構(gòu)生命科學(xué)兩用性研究監(jiān)管政策》，同時(shí)制定了一系列的安全指南和監(jiān)管措施，從病原體管理、科研人員管理、科研機(jī)構(gòu)管理、DNA篩查等方面，全面確保包括合成生物學(xué)在內(nèi)的前沿生物技術(shù)的健康發(fā)展[82]；雖然美國(guó)為更新合成生物學(xué)的監(jiān)管框架已做出很多努力，但是有些政策出臺(tái)時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)于新興技術(shù)的管理相對(duì)滯后。

歐盟針對(duì)合成生物學(xué)沒有專門立法，認(rèn)為合成生物學(xué)也是DNA重組技術(shù)，對(duì)其監(jiān)管基于GMOs監(jiān)管框架，參照《轉(zhuǎn)基因生物管理?xiàng)l例》，并制定了一系列指令，如第90/219/EEC號(hào)指令、第90/220/EEC號(hào)指令等，涵蓋了基因工程領(lǐng)域全過程，如研發(fā)注冊(cè)、運(yùn)輸及安全使用等，同時(shí)強(qiáng)調(diào)科學(xué)界需要制定自律行為準(zhǔn)則[83]，此外，歐盟也極其重視出口管制，出臺(tái)的法規(guī)也明確規(guī)定了危險(xiǎn)性生物材料的運(yùn)輸和處置等。雖然頒布了很多條例和指令，但是歐盟的監(jiān)管較為分散，各個(gè)締約國(guó)還需要制定符合本國(guó)國(guó)情的制度。

日本、澳大利亞與歐盟的監(jiān)管體系類似，均沒有專門立法，都是基于GMOs監(jiān)管框架規(guī)范合成生物學(xué)。針對(duì)前沿生物技術(shù)，日本出臺(tái)了《管制轉(zhuǎn)基因生物使用、保護(hù)與持續(xù)利用生物多樣性法》和《重組DNA實(shí)驗(yàn)指南》，明確規(guī)定基因修飾過的生物，若在日本進(jìn)行研發(fā)必須獲得審批許可。

澳大利亞于2000年出臺(tái)了《基因技術(shù)法》，根據(jù)研發(fā)活動(dòng)的性質(zhì)和風(fēng)險(xiǎn)程序進(jìn)行監(jiān)管；2015年出臺(tái)了《生物安全法》，通過風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及等級(jí)，重點(diǎn)監(jiān)管高風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)，以確保國(guó)家的生物安全。

以色列雖未專門立法，但是成立了生物安全委員會(huì)、機(jī)構(gòu)安全委員會(huì)、生物倫理委員會(huì)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)委員會(huì)，全面規(guī)范包括合成生物學(xué)的生物技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，而且國(guó)家安委會(huì)定期審查，并頒布了一系列配套的法律法規(guī)，如《醫(yī)療、生物和化學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全監(jiān)督令》和《動(dòng)物試驗(yàn)法》等[84]。

針對(duì)生物防御問題，《禁止生物武器公約》明確規(guī)定禁止發(fā)展、生產(chǎn)和存儲(chǔ)生物武器，并一律銷毀[85]。美國(guó)頒布的《涉及重組DNA研究的生物安全指南》和《合成雙鏈DNA供應(yīng)商篩選框架指南》，規(guī)定對(duì)DNA合成的訂單，要求進(jìn)行客戶篩選、序列篩選和后續(xù)篩查。這些監(jiān)管不僅依靠企業(yè)本身，還需要政府的強(qiáng)制參與。2018年，美國(guó)發(fā)布《合成生物學(xué)時(shí)代的生物防御》報(bào)告，首次評(píng)估了生物防御的必要性，分析了合成生物學(xué)潛在風(fēng)險(xiǎn)的威脅，并介紹了具體措施。英國(guó)也于2018年出臺(tái)了《英國(guó)生物防御戰(zhàn)略》，提出面對(duì)生物威脅時(shí)采取的措施[86]。日本于2019年出臺(tái)了《生物戰(zhàn)略2019》，推動(dòng)前沿生物技術(shù)的發(fā)展，并提出要重視生物技術(shù)潛在的風(fēng)險(xiǎn)及威脅。

4.2 我國(guó)對(duì)合成生物學(xué)的監(jiān)管

雖然目前我國(guó)合成生物學(xué)研究從基礎(chǔ)到應(yīng)用、從技術(shù)到工程均還處于起步階段但發(fā)展迅速(圖2)[87-90]，我國(guó)已在上海、天津和深圳等地建設(shè)科研基地[91]，其中天津大學(xué)在2018年10月獲批了合成生物學(xué)前沿科學(xué)中心，是教育部批復(fù)建設(shè)的首批6個(gè)前沿科學(xué)中心之一，旨在建設(shè)成為具有國(guó)際“領(lǐng)跑者”地位的創(chuàng)新中心。2019年度國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃合成生物學(xué)重點(diǎn)專項(xiàng)立項(xiàng)30項(xiàng)。針對(duì)合成生物學(xué)可能存在的風(fēng)險(xiǎn)及生物安全問題，我國(guó)政府及學(xué)術(shù)界高度重視并多次開展相關(guān)研討會(huì)，如香山會(huì)議、“三國(guó)六院”會(huì)議及東方論壇等，我國(guó)對(duì)合成生物學(xué)的監(jiān)管，還處在制定和逐步完善相關(guān)法律法規(guī)條例等階段[2,92]。

圖2 我國(guó)合成生物學(xué)研究的代表性進(jìn)展Fig.2 Representative advances in synthetic biology research in China

針對(duì)生態(tài)安全問題，目前主要參照基因技術(shù)和轉(zhuǎn)基因生物管理規(guī)范[93]，如《基因工程安全管理辦法》《農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理實(shí)施辦法》《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評(píng)價(jià)管理辦法》《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物(植物、動(dòng)物、動(dòng)物用微生物)安全評(píng)價(jià)指南》及一系列檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。此外，為了確保前沿生物技術(shù)的健康有序發(fā)展，2017年，科技部出臺(tái)了《生物技術(shù)研究開發(fā)安全管理辦法》[94]，其中對(duì)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)及法律責(zé)任等進(jìn)行了規(guī)范；2018年，科技部將“合成生物學(xué)”列為“國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃”的重點(diǎn)專項(xiàng)，其中涵蓋合成生物學(xué)的倫理、法規(guī)政策監(jiān)管框架的研究；2019年，國(guó)家衛(wèi)健委頒布了《生物醫(yī)學(xué)新技術(shù)臨床應(yīng)用管理?xiàng)l例(征求意見稿)》，將合成生物學(xué)列為高風(fēng)險(xiǎn)生物醫(yī)學(xué)新技術(shù)，并提出臨床研究分級(jí)管理；2019年，科技部頒布《生物技術(shù)研究開發(fā)安全管理?xiàng)l例(征求意見稿)》，提出“高風(fēng)險(xiǎn)、一般風(fēng)險(xiǎn)、低風(fēng)險(xiǎn)”的分級(jí)管理，并建立風(fēng)險(xiǎn)防控系統(tǒng)，明確了法律責(zé)任。雖然我國(guó)制定了一系列的規(guī)范制度，轉(zhuǎn)基因的監(jiān)管政策也暫時(shí)適用于合成生物學(xué)，但是隨著DNA合成、基因編輯、基因驅(qū)動(dòng)這些跟合成生物學(xué)密切相關(guān)的技術(shù)的發(fā)展，對(duì)合成生物技術(shù)的監(jiān)管也將提出更高的要求。2020年，全國(guó)人大常委會(huì)出臺(tái)了《生物安全法》，健全風(fēng)險(xiǎn)防控機(jī)制并建立應(yīng)對(duì)制度，為未來合成生物學(xué)的監(jiān)管提供了明確的法律依據(jù)。

針對(duì)生物防御問題，我國(guó)于1984年加入《禁止生物武器公約》，嚴(yán)格履行該公約的義務(wù)及責(zé)任；2015年，全國(guó)人大常委會(huì)頒布了《中華人民共和國(guó)反恐怖主義法》[95]，明確指出，我國(guó)反對(duì)一切形式的恐怖主義，對(duì)于可能引起生物恐怖襲擊或制造生物武器的組織機(jī)構(gòu)活動(dòng)等進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管。

針對(duì)倫理問題，我國(guó)于2003年和2015年，分別頒布了《人胚胎干細(xì)胞研究倫理指導(dǎo)原則》和《干細(xì)胞臨床研究管理辦法(施行)》，明確了生物技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)遵守的一些行為準(zhǔn)則，合成生物學(xué)的研發(fā)也應(yīng)遵循這些原則和辦法。我國(guó)于2020年成立國(guó)家科技倫理委員會(huì)，明確生物技術(shù)中的“有所為，有所不為”的倫理邊界，以避免類似基因編輯嬰兒事件的發(fā)生。

4.3 《生物安全法》的出臺(tái)為我國(guó)合成生物學(xué)的管理制定了框架

《生物安全法》是我國(guó)第一次制定的帶有基礎(chǔ)性、全局性的生物安全領(lǐng)域的法律，作為一部框架法，只規(guī)定基本的原則和要求?！渡锇踩ā返某雠_(tái)，對(duì)合成生物學(xué)的監(jiān)管提供了有力的法律依據(jù)[6]。在第四章《生物技術(shù)研究、開發(fā)及應(yīng)用安全》、第五章《病原微生物實(shí)驗(yàn)室生物安全》和第七章《防范生物恐怖襲擊與生物武器威脅》中，明確規(guī)定了基本原則及要求，并健全了風(fēng)險(xiǎn)防控及應(yīng)對(duì)制度。該法指出從事生物技術(shù)研發(fā)應(yīng)當(dāng)符合倫理原則，遵守國(guó)家生物技術(shù)研究開發(fā)安全管理規(guī)范，對(duì)于研發(fā)過程強(qiáng)化管理，根據(jù)高、中及低風(fēng)險(xiǎn)程度進(jìn)行分類管理，并需要依法取得批準(zhǔn)或進(jìn)行備案；涉及生物因子操作的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理，均參照病原微生物實(shí)驗(yàn)室的規(guī)定；由國(guó)務(wù)院有關(guān)部門制定、修改及公布可被用于生物恐怖襲擊及制造生物武器的生物體、設(shè)備及技術(shù)等清單，并加強(qiáng)管理，國(guó)家采取一切必要措施防范生物恐怖與生物武器。在第九章《法律責(zé)任》中，該法明確了責(zé)任追究制度及各類處罰制度。針對(duì)從事生物安全管理的工作人員，如果有玩忽職守等違法行為，依法給予處分；針對(duì)生物技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用，若違反規(guī)定，從事國(guó)家禁止的活動(dòng)，將沒收相關(guān)物品并罰款100萬～1 000萬元，同時(shí)在一定期限內(nèi)禁止從事相應(yīng)的研發(fā)與應(yīng)用；針對(duì)沒有遵守國(guó)家生物技術(shù)研究開發(fā)安全管理規(guī)范的，給予警告并罰款2萬～20萬元，若不改正或造成嚴(yán)重后果的，則罰款20萬～200萬元；針對(duì)違規(guī)從事病原微生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的，給與警告、撤職或開除；實(shí)驗(yàn)后的動(dòng)物若流入市場(chǎng)，將沒收違法所得，并罰款20萬～100萬元；非法購買、引進(jìn)或持有特殊生物因子的，將沒收違法所得，并罰款10萬～100萬元；若構(gòu)成犯罪，依法追究刑事責(zé)任，造成財(cái)產(chǎn)、人身或其他損害的，依法承擔(dān)民事責(zé)任；若有本法沒規(guī)定法律責(zé)任的其他生物安全違法行為，則參照其他有規(guī)定的法律法規(guī)；如運(yùn)輸、攜帶或郵寄危險(xiǎn)生物因子入境的，依法追究法律責(zé)任并可以采取其他必要措施。我國(guó)合成生物學(xué)雖然起步較晚，但是發(fā)展迅速，《生物安全法》的出臺(tái)將促進(jìn)合成生物學(xué)相關(guān)的監(jiān)管立法。

5 加強(qiáng)我國(guó)合成生物學(xué)監(jiān)管的建議

5.1 在法律層面推進(jìn)和落實(shí)合成生物學(xué)風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)防及管控

《生物安全法》是我國(guó)第一部基礎(chǔ)性、全局性的生物安全領(lǐng)域的法律，作為一部框架法，它只規(guī)定基本的原則和要求，而且很多制度都是第一次出臺(tái)，因此，其頒布會(huì)帶來一系列相關(guān)的法律法規(guī)的修訂和制定，這需要有關(guān)部門盡快研究和完善，包括相關(guān)國(guó)務(wù)院的條例、地方行政法規(guī)和部門規(guī)章、技術(shù)規(guī)范以及指南等，以營(yíng)造法律實(shí)施環(huán)境。因此，作為前沿生物技術(shù)的合成生物學(xué)的具體管理方案也將進(jìn)一步由相關(guān)部門制定。我國(guó)合成生物學(xué)發(fā)展剛剛起步，有針對(duì)性的、高效力的管理體系尚待建立，為了更好地推進(jìn)及落實(shí)《生物安全法》，為了促進(jìn)我國(guó)合成生物學(xué)理性發(fā)展，還需要做到以下6個(gè)方面[96-101]：

1)成立研究和應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中心。以合成生物學(xué)家為主，加上生態(tài)、社會(huì)、倫理領(lǐng)域?qū)＜医M成評(píng)估專家組，建立完善的合成生物學(xué)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系和框架，對(duì)研究和產(chǎn)品可能造成的風(fēng)險(xiǎn)和危害進(jìn)行全面評(píng)估，當(dāng)結(jié)果不樂觀或存在不確定性時(shí)，需要暫停，預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生。建立一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單又可以持久使用的框架是有價(jià)值的。框架是解析不斷變化的生物技術(shù)格局的寶貴工具；使用框架有助于識(shí)別瓶頸和障礙，并有助于開展工作以監(jiān)控能夠改變可能性的技術(shù)和知識(shí)進(jìn)展；框架能夠使專業(yè)技術(shù)專家以及輔助領(lǐng)域(如情報(bào)和公共衛(wèi)生)的專家均參與進(jìn)來?？蚣苄枰ê铣缮飳W(xué)發(fā)展的能力和關(guān)注度。能力主要分為3個(gè)方面：與病原體有關(guān)的能力、與化學(xué)物質(zhì)或生物化學(xué)物質(zhì)生產(chǎn)有關(guān)的能力、與能夠改變?nèi)祟愃拗鞯纳镂淦饔嘘P(guān)的能力。每種具體的能力相較于其他能力在增加或減少危害的可能性的4個(gè)方面需要被反復(fù)評(píng)估進(jìn)而進(jìn)行能力相關(guān)進(jìn)展關(guān)注度的排序，這4個(gè)方面包括：技術(shù)的可用性、作為武器的可用性、對(duì)行為者的要求和消減的可能性。評(píng)估機(jī)構(gòu)不僅需要對(duì)每種能力進(jìn)行單獨(dú)分析，確定趨勢(shì)和關(guān)鍵考慮因素，還要考慮未來可能影響能力和關(guān)注度的科學(xué)進(jìn)展，也就說是評(píng)估結(jié)果會(huì)隨著知識(shí)技術(shù)的進(jìn)步而變化，一些惡意的應(yīng)用現(xiàn)在看起來似乎不太現(xiàn)實(shí)，但如果克服了某些障礙，就有可能實(shí)現(xiàn)，所以需要密切監(jiān)控潛在的進(jìn)展[99]。目前需要引起相對(duì)最高關(guān)注度的能力包括重構(gòu)已知致病病毒、通過原位合成制造生物化學(xué)物質(zhì)以及利用合成生物學(xué)使現(xiàn)有細(xì)菌更加危險(xiǎn)。這些能力所需的技術(shù)和知識(shí)對(duì)于廣泛的行為者來說越來越容易獲得。消減與這些能力有關(guān)的攻擊能力取決于現(xiàn)有的應(yīng)對(duì)措施(如抗生素或疫苗)對(duì)所使用的生物劑的有效性。引起較低相對(duì)關(guān)注度的能力包括重構(gòu)已知致病細(xì)菌和制造新病原體，從設(shè)計(jì)和實(shí)施的角度來看，這些能力面臨重大挑戰(zhàn)，且抗生素和其他治療劑可用于抵抗許多細(xì)菌性病原體，設(shè)計(jì)新病毒需要克服與宿主共同進(jìn)化的約束障礙。利用人類基因驅(qū)動(dòng)得到最低的關(guān)注度，因?yàn)槔糜行苑敝硜韺?shí)現(xiàn)基因驅(qū)動(dòng)在人群中傳播是不切實(shí)際的[101]。

2)建立相應(yīng)的協(xié)調(diào)機(jī)制?！渡锇踩ā芬呀⒘藝?guó)家安全領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的機(jī)制，國(guó)家安全領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)應(yīng)統(tǒng)籌相關(guān)部門，分工協(xié)作，在各省市建立相應(yīng)的協(xié)調(diào)機(jī)制，形成嚴(yán)密的合成生物學(xué)風(fēng)險(xiǎn)管控網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)借鑒國(guó)內(nèi)外最新研究進(jìn)展并結(jié)合我國(guó)國(guó)情，形成國(guó)家層面的科學(xué)規(guī)劃及統(tǒng)籌布局，制定學(xué)術(shù)研究計(jì)劃和成果轉(zhuǎn)化目標(biāo)。

3)修訂和完善現(xiàn)有法律法規(guī)及相關(guān)文件政策。雖然《生物安全法》中明確生物技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用中，要求過程嚴(yán)格管理、實(shí)行分類管理、中高風(fēng)險(xiǎn)需獲得批準(zhǔn)或備案，但不同的前沿技術(shù)具體怎么管理、如何進(jìn)行分門別類判斷以及如何申報(bào)等還需明確；而且隨著合成生物學(xué)的發(fā)展，新的問題不斷涌現(xiàn)，應(yīng)該及時(shí)修正完善相關(guān)法律法規(guī)和制度條例，地方也應(yīng)及時(shí)更新和建立配套的監(jiān)管措施。對(duì)于可制造生物武器的生物體、技術(shù)等清單應(yīng)及時(shí)更新，并建立長(zhǎng)期的跟蹤及更新機(jī)制；及時(shí)更新我國(guó)的出口管制清單，對(duì)于合成生物學(xué)相關(guān)的國(guó)際訂單進(jìn)行嚴(yán)格管控，尤其是可能制造生物武器與生物恐怖襲擊的貨物和技術(shù)服務(wù)。對(duì)合成生物體的買家及供應(yīng)商進(jìn)行監(jiān)管，買家可能是科研單位、制藥或農(nóng)業(yè)型的企業(yè)集團(tuán)、公司，也可能是個(gè)人愛好者、少數(shù)邪教團(tuán)體等；供應(yīng)商可能是參與合成生物體設(shè)計(jì)、合成的公司，也可能是進(jìn)行產(chǎn)品測(cè)試的公司等，為了預(yù)防與防范一切可能的因素，應(yīng)該對(duì)其嚴(yán)格規(guī)定[100]。從病原體管理、DNA篩查、研究人員管理、研究機(jī)構(gòu)管理和研究活動(dòng)管理等全方位實(shí)行對(duì)合成生物學(xué)的監(jiān)督和管理。

4)制定完善的應(yīng)急措施及獎(jiǎng)懲方案。合成生物學(xué)的研發(fā)與應(yīng)用涉及多個(gè)部門，如農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境等，在缺乏對(duì)照生物體的情況下，鼓勵(lì)使用有安全記錄的轉(zhuǎn)基因生物作為參照來評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)更新風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估辦法并調(diào)整相應(yīng)的監(jiān)管政策，將監(jiān)管重點(diǎn)放到阻遏戰(zhàn)略上，同時(shí)制定相對(duì)完善的緩解措施和應(yīng)急措施，以防止合成生物體逃逸或被有意釋放[101]；由于生物合成成本的降低，鼓勵(lì)科技創(chuàng)新的同時(shí)，也設(shè)立獎(jiǎng)懲方案，嚴(yán)禁違規(guī)違法。

5)完善專家評(píng)審制度和安全審查制度。組建跨學(xué)科領(lǐng)域的專業(yè)評(píng)審隊(duì)伍，對(duì)合成生物安全問題和倫理問題進(jìn)行審查，對(duì)生產(chǎn)和科學(xué)研究中有關(guān)制造商和研究人員的行為進(jìn)行規(guī)范。對(duì)涉及DNA序列合成、有敏感數(shù)據(jù)的項(xiàng)目及文章等進(jìn)行嚴(yán)格評(píng)審；對(duì)基因合成公司加強(qiáng)管理，如制定強(qiáng)制性登記制度及許可證制度，合成的DNA片段超過200個(gè)堿基就必須通過審核；獲得審批的項(xiàng)目還需要通過安全審查，防范和避免生物安全風(fēng)險(xiǎn)。

6)建立實(shí)驗(yàn)室安全守則并加大生物安全科普宣傳力度。建立科研院所、高校等科研機(jī)構(gòu)和DNA合成及測(cè)序相關(guān)公司的實(shí)驗(yàn)室安全守則，加強(qiáng)合成生物學(xué)相關(guān)人員的安全教育培訓(xùn)和道德培訓(xùn)，并在本科生及研究生中開展此類課程。同時(shí)建立專門的合成生物學(xué)科普平臺(tái)，通過傳統(tǒng)媒體、新興媒體等方式對(duì)合成生物學(xué)的研究進(jìn)行全面、客觀、公正的報(bào)道，宣傳政策法規(guī)，正確引導(dǎo)公眾正確看待合成生物學(xué)的安全風(fēng)險(xiǎn)和倫理問題，了解合成生物學(xué)的完整監(jiān)管體系，從而提高社會(huì)公眾的接受度及增強(qiáng)全民的生物安全意識(shí)。另一方面加強(qiáng)大眾普及教育，有利于發(fā)揮公眾監(jiān)督作用，從而促進(jìn)監(jiān)管體系的完善和合成生物學(xué)的良性發(fā)展。

5.2 在技術(shù)層面加強(qiáng)和促進(jìn)合成生物學(xué)風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)防及管控

利用合成生物學(xué)的有益應(yīng)用進(jìn)行應(yīng)對(duì)措施的研究和開發(fā)，以及相應(yīng)的促進(jìn)包括監(jiān)管的整個(gè)開發(fā)過程的努力是有價(jià)值的，和利用法律法規(guī)等制度來監(jiān)管合成生物學(xué)的安全發(fā)展互相補(bǔ)充。發(fā)展這些技術(shù)用于應(yīng)對(duì)合成生物學(xué)帶來的生態(tài)安全方面的挑戰(zhàn)和解決合成生物學(xué)帶來的生物防御方面的挑戰(zhàn)。

合成生物體逃逸或被有意釋放到自然環(huán)境中后，為了預(yù)防和防范其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響，必須阻止合成物種與野生物種間的代謝交叉和遺傳交叉，可以采取以下2種措施：一種是讓它容易被識(shí)別和跟蹤，比如像Venter一樣，給這些改造生物的基因組上面添加獨(dú)特的合成DNA序列，即“水印”或“條形碼”，很容易就分辨出哪些是人造生物，哪些是自然生物，但是有效的“水印”應(yīng)具有以下特點(diǎn)：不影響合成生物體的表型、對(duì)基因突變有抵抗性、可被識(shí)別和回收、每個(gè)實(shí)驗(yàn)室擁有自己獨(dú)特的水印、對(duì)惡意攻擊有抵抗力[102]；另一種是設(shè)計(jì)“自殺開關(guān)”或特異性遏制(改變代謝途徑，不能合成生存所需的化學(xué)物，而且這種化合物只存在于受控環(huán)境中)[103]，讓它們?cè)谧匀画h(huán)境下沒有生存優(yōu)勢(shì)，釋放之后難以存活。

目前，各國(guó)對(duì)于合成生物體的環(huán)境釋放非常嚴(yán)格，如果要釋放到自然環(huán)境中，首先要對(duì)改造生物體進(jìn)行適當(dāng)?shù)那罢靶匝芯?，充分了解其危害性、潛在威脅和不確定性；在實(shí)驗(yàn)室階段需要評(píng)估人工改造基因的功效及安全性，確?；蚰芊€(wěn)定遺傳，沒有脫靶效應(yīng)等，盡量減少人工改造生物體對(duì)其他自然生物的影響；再開展封閉的初步的小群體的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，盡量減少意外風(fēng)險(xiǎn)；并且需要長(zhǎng)期對(duì)周邊環(huán)境樣本取樣，及時(shí)檢測(cè)并記錄其對(duì)環(huán)境的影響[68]。

此外，需要進(jìn)一步開發(fā)技術(shù)并提高篩查能力和監(jiān)測(cè)能力，研發(fā)專門的必要工具對(duì)可能存在安全問題的各種制劑及DNA片段等進(jìn)行篩查，如對(duì)從多家公司訂購的較小序列的組合進(jìn)行篩選，同時(shí)建立私密數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，將人工合成DNA片段的所有訂單相關(guān)信息(如DNA來源、目的、客戶信息等)匯總到一起，便于執(zhí)法部門快速地搜查并及時(shí)追蹤。除了篩查DNA序列，還需要對(duì)客戶進(jìn)行篩選，確保客戶與生物武器、恐怖主義等完全不相關(guān)[102]。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)警是實(shí)現(xiàn)生物安全防御的第一步，通過開發(fā)生物檢測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)等技術(shù)提高監(jiān)測(cè)能力，預(yù)計(jì)合成生物學(xué)和其他技術(shù)將有助于開發(fā)出新的生物學(xué)異常檢測(cè)方法、新的診斷工具和新的治療方法，從而補(bǔ)充和加強(qiáng)現(xiàn)有的生物安全監(jiān)控和防御工具。

為了解決合成生物學(xué)帶來的生物防御方面的挑戰(zhàn)，建議探索以下領(lǐng)域：(1)加強(qiáng)和擴(kuò)展流行病學(xué)方法：監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)搜集能力的開發(fā)將增強(qiáng)檢測(cè)異常癥狀或疾病異常模式的能力，助力于后果管理；(2)利用計(jì)算方法進(jìn)行消減：合成生物學(xué)越來越依賴計(jì)算設(shè)計(jì)和計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，所以計(jì)算方法在預(yù)防、檢測(cè)、控制和歸因方面將變得更加重要；(3)利用合成生物學(xué)推動(dòng)檢測(cè)、治療藥物、疫苗和其他醫(yī)療應(yīng)對(duì)措施的研發(fā)[101]。

6 結(jié)語與展望

單從后果來看，新興技術(shù)都存在一定的不確定性，無法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)技術(shù)發(fā)展的走向。有益生物學(xué)研究或開發(fā)所需的大量科學(xué)知識(shí)、材料和技術(shù)可能會(huì)被濫用。但是防止這種情況的發(fā)生極具挑戰(zhàn)性，因?yàn)榭茖W(xué)界依賴獲取出版物、基因序列和生物材料來推動(dòng)科學(xué)的發(fā)展及重現(xiàn)其他科學(xué)家的成果，以驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)并在此基礎(chǔ)上加以發(fā)展。生物技術(shù)呈現(xiàn)出“兩用性困境”，合成生物學(xué)是這種困境的一部分：例如合成病原體的技術(shù)既可以用于制藥、開發(fā)新的疫苗，也可以用以制造生物武器，這就具有很大的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率無法通過理論、經(jīng)驗(yàn)或結(jié)合二者來估計(jì)來預(yù)測(cè)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)的不確定性[103]。合成生物學(xué)作為新興前沿生物技術(shù)，是生物安全的重要內(nèi)容，也是維護(hù)生物安全、防范風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵。合成生物學(xué)目前處于發(fā)展的初級(jí)階段，其研究的主要內(nèi)容僅限于構(gòu)建元件、功能模塊以及調(diào)控回路等。所謂的合成生命，也主要是對(duì)病毒、酵母等低等生物基因組的人工合成，而在植物和動(dòng)物中的研究工作剛剛起步。我國(guó)的合成生物學(xué)研究雖尚在起步階段，但相關(guān)支撐技術(shù)如基因組測(cè)序、全基因合成、生物信息學(xué)等，都有良好的基礎(chǔ)。隨著合成生物學(xué)的發(fā)展，諸多問題將逐漸暴露。我們對(duì)這些問題進(jìn)行研究，正確評(píng)估合成生物學(xué)技術(shù)，是為了及時(shí)制止其向有害的方向發(fā)展，鼓勵(lì)支持有益方向的研究，引領(lǐng)合成生物學(xué)在可預(yù)見的范圍內(nèi)向促進(jìn)人類社會(huì)進(jìn)步的方向發(fā)展。未來合成生物學(xué)仍會(huì)在人類對(duì)它的不斷爭(zhēng)論中繼續(xù)前進(jìn)。合成生物學(xué)是一把雙刃劍，它是否傷人終究取決于握著劍柄的人類。

合成生物學(xué)引發(fā)的安全問題的思考并不是全新的，很多問題與之前基因工程面臨的問題如出一轍，因此，完全可以根據(jù)合成生物學(xué)的具體應(yīng)用情況，制定行之有效的管理措施?！渡锇踩ā返某雠_(tái)，為我國(guó)的生物安全筑建了穩(wěn)固的防線，但生物安全尚屬于新興領(lǐng)域，合成生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展也日新月異，以歐美等合成生物學(xué)發(fā)達(dá)國(guó)家為借鑒，并結(jié)合我國(guó)自身發(fā)展情況，及時(shí)制定、更新及完善合成生物學(xué)的監(jiān)督管理政策，方能更好地推進(jìn)和落實(shí)《生物安全法》的實(shí)施，維護(hù)國(guó)家生物安全，促進(jìn)未來合成生物學(xué)乃至生物學(xué)領(lǐng)域的健康發(fā)展。我們有理由樂觀地認(rèn)為，通過對(duì)生物技術(shù)能力的持續(xù)監(jiān)控以及對(duì)生態(tài)安全、生物防御的戰(zhàn)略性投資，我國(guó)可以在促進(jìn)合成生物學(xué)技術(shù)取得富有成效的進(jìn)步的同時(shí)最大限度地降低這些進(jìn)步被用于造成傷害的風(fēng)險(xiǎn)。