推進(jìn)軍事合成生物學(xué)學(xué)科建設(shè)的思考

雷長(zhǎng)海，胡適，毛瑞雪，李天

［作者單位］ 200433 上海，海軍軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院

21 世紀(jì)是生命科學(xué)的時(shí)代，而生命科學(xué)轉(zhuǎn)化為實(shí)用技術(shù)最有前途的橋梁之一就是合成生物學(xué)［1］。合成生物學(xué)作為一種具有顛覆性意義的新興技術(shù)，可用于藥物的快速合成、基因改良和人體快速損傷修復(fù)等領(lǐng)域，其軍事應(yīng)用價(jià)值已初現(xiàn)端倪［2］。但合成生物學(xué)的發(fā)展使得生物武器和化學(xué)武器的重疊程度逐漸增加，使用生物方法制造，甚至改造病毒或毒素作為武器的擔(dān)憂(yōu)并非杞人憂(yōu)天。美國(guó)國(guó)家科學(xué)院對(duì)合成生物學(xué)可能引發(fā)的生物威脅進(jìn)行評(píng)估后，建議美國(guó)軍方及其他機(jī)構(gòu)建立合成生物學(xué)技術(shù)和能力的評(píng)估框架，探索更為靈活的生物防御策略，加強(qiáng)軍民基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，以應(yīng)對(duì)潛在的生物攻擊。由此可見(jiàn)，合成生物學(xué)必將催生新的作戰(zhàn)樣式和作戰(zhàn)理念，必然會(huì)對(duì)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)產(chǎn)生重大影響。軍隊(duì)醫(yī)學(xué)院校必須警惕合成生物學(xué)技術(shù)在未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)我軍形成的潛在威脅和不對(duì)稱(chēng)優(yōu)勢(shì)，做到緊密跟蹤和超前研究，分析國(guó)外以防護(hù)生物威脅為幌子，利用合成生物學(xué)技術(shù)開(kāi)發(fā)生物武器的可能性，評(píng)估未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)所面臨的生物安全問(wèn)題及潛在風(fēng)險(xiǎn)，面向戰(zhàn)斗力生成和戰(zhàn)斗力保障的各種可能形態(tài)，積極開(kāi)展軍事合成生物學(xué)學(xué)科建設(shè)。

1 合成生物學(xué)簡(jiǎn)介

合成生物學(xué)是一門(mén)涉及生物學(xué)、生物工程學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)與信息科學(xué)的新興交叉學(xué)科，其突破了生物學(xué)以發(fā)現(xiàn)描述與定性分析為主的“格物致知”的傳統(tǒng)研究方式，提出了“建物致知”的全新理念，通過(guò)生物體系的模擬、合成、簡(jiǎn)化和再設(shè)計(jì)，使得人類(lèi)更加深刻地理解生命的本質(zhì)。合成生物學(xué)研究的技術(shù)方法和工具手段，可能突破生命自然進(jìn)化的限制，有望引領(lǐng)生命科學(xué)研究的未來(lái)，被稱(chēng)為“生物技術(shù)的第3 次革命”［3］。

合成生物學(xué)是在工程學(xué)思想的指導(dǎo)下，從頭設(shè)計(jì)并構(gòu)建新的生物元件、裝置和系統(tǒng)，或?qū)ΜF(xiàn)有的、天然的生物系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和改造［4］，即通過(guò)人工設(shè)計(jì)和工程學(xué)方法創(chuàng)造新的生物學(xué)組件、設(shè)備和系統(tǒng)，或者對(duì)現(xiàn)有的自然生物系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)［5］。這種由人工設(shè)計(jì)的生物功能和系統(tǒng)，較天然的生物系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單可控的特點(diǎn)，使得合成生物學(xué)在醫(yī)藥、化工、能源、環(huán)保等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，被多個(gè)知名科學(xué)媒體和智庫(kù)列為“改變世界的科技之一”。2012 年美國(guó)政府發(fā)布的《國(guó)家生物經(jīng)濟(jì)藍(lán)圖》指出，美國(guó)未來(lái)的生物經(jīng)濟(jì)依賴(lài)于包括合成生物學(xué)在內(nèi)的新技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。英國(guó)將合成生物學(xué)作為引領(lǐng)未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的4 個(gè)新興產(chǎn)業(yè)之一［6］，我國(guó)“十三五”規(guī)劃也將合成生物技術(shù)列為“引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革的顛覆性技術(shù)之一”。

2 國(guó)內(nèi)外合成生物學(xué)建設(shè)情況

西方發(fā)達(dá)國(guó)家高度重視合成生物學(xué)建設(shè)和人才培養(yǎng)。美國(guó)是當(dāng)今合成生物學(xué)領(lǐng)域研究的全球領(lǐng)軍力量［7］，對(duì)合成生物學(xué)在經(jīng)費(fèi)投入、研究平臺(tái)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、促進(jìn)技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用等方面的支持力度不斷加大，意圖謀求未來(lái)在全球合成生物學(xué)發(fā)展中的領(lǐng)導(dǎo)地位。早在2006 年，美國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金投入2 000 萬(wàn)美元，由加州大學(xué)伯克利分校、哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院及加州大學(xué)舊金山分校共同組建成立合成生物學(xué)工程研究中心（the Synthetic Biology Engineering Research Center，SynBERC）。英國(guó)于2014 年成立了綜合的合成生物學(xué)博士培訓(xùn)中心（Centre for Doctoral Training in Synthetic Biology，SynBioCDT）［8］，形成全國(guó)范圍內(nèi)的研究與教育基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，這些中心互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)、聚集資源和培育人才［9］，統(tǒng)一協(xié)調(diào)合成生物學(xué)領(lǐng)域的教育培訓(xùn)，并且各個(gè)大學(xué)也相繼開(kāi)設(shè)合成生物學(xué)相關(guān)的教育課程，強(qiáng)調(diào)要面對(duì)未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，加強(qiáng)合成生物學(xué)技能培訓(xùn)，加強(qiáng)本科學(xué)生跨學(xué)科教育，對(duì)合成生物學(xué)研究生開(kāi)設(shè)社會(huì)和倫理課程［10］。2005 年歐盟發(fā)表了《合成生物學(xué)——將工程應(yīng)用于生物學(xué)》的項(xiàng)目報(bào)告，提出歐盟應(yīng)該在合成生物學(xué)研究、支撐基礎(chǔ)和教育等方面采取行動(dòng)，并于2007 年啟動(dòng)了報(bào)告中各方面的18 個(gè)項(xiàng)目［11］。

近年來(lái)，我國(guó)的合成生物學(xué)也在快速發(fā)展?！笆濉薄笆濉币?guī)劃及“973”“863”計(jì)劃等均將合成生物學(xué)列為重點(diǎn)研究方向。2018 年，科技部設(shè)立“合成生物學(xué)重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)”，2018 和2019 年度共支持58 個(gè)研究方向，資助經(jīng)費(fèi)總概算達(dá)到14.37 億元［12］，2020 年我國(guó)撥經(jīng)費(fèi)總概算3.8 億元，支持23 個(gè)項(xiàng)目，其中15 個(gè)項(xiàng)目由高校牽頭［天津大學(xué)牽頭3項(xiàng)、上海交通大學(xué)（含附屬醫(yī)院）牽頭2 項(xiàng)、廣西大學(xué)、南開(kāi)大學(xué)、河南大學(xué)、華東理工大學(xué)、南京大學(xué)（含附屬醫(yī)院）、江南大學(xué)、湖北大學(xué)、深圳大學(xué)、南方科技大學(xué)和西湖大學(xué)各牽頭1 項(xiàng)］。天津大學(xué)作為目前全國(guó)高校中唯一設(shè)置合成生物學(xué)本科專(zhuān)業(yè)的學(xué)校，于2020 年首次招生。該校以培養(yǎng)具有國(guó)際視野的、創(chuàng)新能力的合成生物學(xué)專(zhuān)業(yè)的人才為目標(biāo)，通過(guò)推進(jìn)多學(xué)科融合，依托國(guó)家五星一級(jí)學(xué)科的化學(xué)工程與技術(shù)，開(kāi)設(shè)一系列專(zhuān)業(yè)必修課程；在師資建設(shè)上引入生物物理、計(jì)算機(jī)、軟件等專(zhuān)業(yè)教師授課，在課程實(shí)踐環(huán)節(jié)，加強(qiáng)國(guó)際合作，組織學(xué)生參加國(guó)際競(jìng)賽；在人才選拔培養(yǎng)上增加動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制等措施，有效推進(jìn)合成生物學(xué)學(xué)科建設(shè)［13］。中國(guó)科學(xué)院合成生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室從2014 年開(kāi)始為研究生開(kāi)設(shè)合成生物學(xué)專(zhuān)業(yè)課程［14］，山東大學(xué)開(kāi)設(shè)“遺傳機(jī)器的組裝與設(shè)計(jì)——合成生物學(xué)”的小規(guī)模限制性在線課程（SPOC），清華大學(xué)、天津大學(xué)、武漢大學(xué)、華東理工大學(xué)、華東師范大學(xué)、北京大學(xué)、上?？萍即髮W(xué)、上海交通大學(xué)等院校均開(kāi)展了合成生物學(xué)的教學(xué)科研和人才培養(yǎng)工作。

然而，軍隊(duì)醫(yī)學(xué)院校的合成生物學(xué)學(xué)科建設(shè)尚未正式啟動(dòng)，以3 所軍醫(yī)大學(xué)的生物技術(shù)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)為例，其開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)課程包括生物化學(xué)、基因工程、病毒學(xué)、生物安全、軍隊(duì)流行病學(xué)和生物制藥等［15］，合成生物學(xué)的內(nèi)容相對(duì)缺乏。

3 合成生物學(xué)給軍事醫(yī)學(xué)帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

與很多新興技術(shù)一樣，合成生物學(xué)也具有民用和軍用雙重用途。其為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展帶來(lái)的強(qiáng)大動(dòng)力也可以用于軍事醫(yī)學(xué)，包括通過(guò)分子傳感器、分子納米器件與分子機(jī)器的開(kāi)發(fā)等提升疾病診斷能力，開(kāi)發(fā)人工合成減毒或無(wú)毒活疫苗以增強(qiáng)疾病預(yù)防能力，合成人工噬菌體使其成為替代抗生素的新型殺菌物質(zhì)，將人工噬菌體技術(shù)和基因組打靶技術(shù)等用于基因治療，運(yùn)用合成生物學(xué)技術(shù)設(shè)計(jì)可以精確調(diào)控細(xì)胞行為和表型的特異免疫細(xì)胞、干細(xì)胞等臨床治療性細(xì)胞產(chǎn)品體系，人工設(shè)計(jì)和合成工程細(xì)菌作為靶向治療用的藥物載體，促進(jìn)干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展等。基于合成生物學(xué)的新藥開(kāi)發(fā)處于蓬勃發(fā)展階段，一些在戰(zhàn)場(chǎng)具有重大或潛在應(yīng)用價(jià)值的藥物也在開(kāi)發(fā)當(dāng)中。美國(guó)斯坦福大學(xué)研究人員將來(lái)自于植物、細(xì)菌和嚙齒動(dòng)物的20 余個(gè)基因?qū)虢湍钢?，利用改造過(guò)的酵母，成功將糖轉(zhuǎn)化為阿片類(lèi)止痛藥物——二甲基嗎啡和氫可酮，這2種止痛藥均可作為潛在的戰(zhàn)場(chǎng)止痛藥物。德國(guó)耶拿大學(xué)的研究人員在構(gòu)巢曲霉中重構(gòu)一種致幻藥物——賽洛西賓（psilocybin）的代謝途徑，將其代謝途徑中各個(gè)酶串聯(lián)表達(dá)于同一個(gè)啟動(dòng)子下，最終實(shí)現(xiàn)了該藥的異源合成。美國(guó)于2018 年批準(zhǔn)用其進(jìn)行治療抑郁癥的臨床試驗(yàn)，該藥也可用于開(kāi)發(fā)治療戰(zhàn)場(chǎng)特殊環(huán)境下（如幽閉空間、長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷作戰(zhàn)等）士兵焦慮癥的靶向藥物。哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院和多倫多大學(xué)的科研人員合作開(kāi)發(fā)了一種新型的無(wú)細(xì)胞蛋白合成（cell?free protein synthesis，CF?PS）系統(tǒng)，將CFPS 組分制成凍干提取物，制備成便攜式微型藥物合成工廠。通過(guò)加入相應(yīng)的代謝模塊，即能生產(chǎn)出具有生物活性的抗菌肽、白喉菌苗、納米抗體和小分子藥物等，為疾病的預(yù)防、診斷以及個(gè)體化精準(zhǔn)治療提供了新的可能，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了按需生產(chǎn)和攜帶的方便性。這項(xiàng)技術(shù)在軍事醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中具有極好的應(yīng)用前景，由于凍干的CFPS 組分具有保存時(shí)間長(zhǎng)和便攜式優(yōu)點(diǎn)，可用于戰(zhàn)場(chǎng)藥物的實(shí)時(shí)快速生產(chǎn)［16］。

但必須清醒地看到，合成生物學(xué)也可能導(dǎo)致新的安全威脅——特別是制造致命的生物武器［17］。美國(guó)國(guó)家科學(xué)院《合成生物學(xué)時(shí)代的生物防御》報(bào)告歸納了“制造病原體生物武器”“制造化學(xué)品或生物化學(xué)品”“制造可改變?nèi)祟?lèi)宿主的生物武器”3 大類(lèi)11 種合成生物學(xué)能力，呼吁“美國(guó)政府應(yīng)該密切關(guān)注合成生物學(xué)這個(gè)高速發(fā)展的領(lǐng)域，就像在冷戰(zhàn)時(shí)期對(duì)化學(xué)和物理學(xué)的密切關(guān)注一樣”［18］。

針對(duì)這類(lèi)潛在威脅，美國(guó)總統(tǒng)生物倫理咨詢(xún)委員會(huì)和美國(guó)國(guó)家科學(xué)技術(shù)理事會(huì)先后發(fā)布《新方向——合成生物學(xué)和新興技術(shù)的倫理問(wèn)題》《美國(guó)國(guó)土生物防御領(lǐng)域科技能力評(píng)估》等報(bào)告。但是美國(guó)在強(qiáng)調(diào)生物技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)管控的同時(shí)，實(shí)際上卻對(duì)基因編輯、基因驅(qū)動(dòng)、合成生物學(xué)等技術(shù)開(kāi)綠燈。這種看似割裂的應(yīng)對(duì)策略凸顯出“安全”與“發(fā)展”這一涉及國(guó)家重大戰(zhàn)略的現(xiàn)實(shí)命題［19］。

在此背景下，軍隊(duì)醫(yī)學(xué)院校必須與國(guó)家和軍隊(duì)科技戰(zhàn)略需求接軌，落實(shí)中央軍委關(guān)于生物安全、軍事醫(yī)學(xué)科技創(chuàng)新的指示精神，認(rèn)清合成生物學(xué)給軍事醫(yī)學(xué)帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，緊密結(jié)合形勢(shì)發(fā)展變化，密切關(guān)注其他國(guó)家研究的最新動(dòng)態(tài)，抓緊推進(jìn)軍事合成生物學(xué)學(xué)科建設(shè)和相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)工作。

4 軍隊(duì)醫(yī)學(xué)院校建設(shè)軍事合成生物學(xué)學(xué)科的路徑思考

4.1 面向未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)需求明確學(xué)科定義 多種病原體，如脊髓灰質(zhì)炎病毒、H1N1 流感病毒、重癥急性呼吸綜合征（SARS）樣冠狀病毒等，均在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了人工合成或改造，甚至突破了病毒的種屬隔離，具備了在哺乳動(dòng)物之間傳播的能力，這樣的病毒如從實(shí)驗(yàn)室泄露，后果可能是災(zāi)難性的。另外，隨著生物毒素的開(kāi)發(fā)利用，其軍事意義也越發(fā)受到關(guān)注。與核、化學(xué)武器相比，生物毒素戰(zhàn)劑的生產(chǎn)和使用要容易得多，而且許多生物毒素作為致死性或失能性戰(zhàn)劑也遠(yuǎn)比化學(xué)毒劑更有效。發(fā)展生物毒素戰(zhàn)劑的檢測(cè)識(shí)別與有效的防治藥物已成為各國(guó)生防領(lǐng)域的重要研究任務(wù)［20］。值得特別重視的是，目前許多毒素蛋白可以通過(guò)基因工程方法生產(chǎn)，甚至可對(duì)毒素基因進(jìn)行修飾、嵌合以發(fā)展新型毒素基因或超級(jí)毒素基因。這些人工設(shè)計(jì)改造的基因組和基因片段重組使開(kāi)發(fā)針對(duì)敵方的生物武器乃至基因武器成為可能。

合成生物學(xué)能夠?qū)鹘y(tǒng)的生物傳感器、誘導(dǎo)操縱子等響應(yīng)部件和輸出不同信號(hào)的報(bào)告系統(tǒng)進(jìn)行多樣化組合，為檢測(cè)提供新的思路與方法［21］。如可以通過(guò)人工設(shè)計(jì)的益生菌識(shí)別與標(biāo)志特定的體內(nèi)靶標(biāo)，包括感染、炎癥、有毒化合物等，從而可以高特異性、快速檢測(cè)特定人體疾病、毒素等，便于早期干預(yù)和快速恢復(fù)。合成生物學(xué)方法和技術(shù)也正被用于冠狀病毒的研究，以加速致病機(jī)制的解析以及相關(guān)藥物和疫苗的研發(fā)［22］。由此可見(jiàn)，合成生物學(xué)具備病毒戰(zhàn)劑、生物毒素戰(zhàn)劑的偵檢防治能力。

合成生物學(xué)構(gòu)建人工生物系統(tǒng)是為了更好地理解天然生物系統(tǒng)的工作原理，加深人類(lèi)對(duì)生命本質(zhì)的理解，同時(shí)實(shí)現(xiàn)在化學(xué)品、醫(yī)藥、能源、材料等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。不同于合成生物學(xué)的學(xué)科特性，軍事合成生物學(xué)是一門(mén)利用合成生物學(xué)的概念和技術(shù)，設(shè)計(jì)針對(duì)各類(lèi)潛在病毒戰(zhàn)劑、生物毒素戰(zhàn)劑的檢測(cè)、報(bào)告、反應(yīng)等合成基因元器件，并通過(guò)這些元器件來(lái)優(yōu)化現(xiàn)有自然生物體系，構(gòu)建人工生物系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)病毒戰(zhàn)劑、生物毒素戰(zhàn)劑的高特異性、快速檢測(cè)，進(jìn)行早期干預(yù)和治療的學(xué)科。由于其研究對(duì)象具有高度危險(xiǎn)性，研究成果要求適應(yīng)衛(wèi)勤需求，符合戰(zhàn)場(chǎng)及急救的條件，使得軍事合成生物學(xué)不同于一般合成生物學(xué)，這也是軍事合成生物學(xué)的學(xué)科定義所在。

4.2 以學(xué)科交叉融合帶動(dòng)軍事合成生物學(xué)學(xué)科建設(shè) 隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，新興交叉學(xué)科隨之日漸增多，但發(fā)展卻呈現(xiàn)不均衡之勢(shì)——有的停留在學(xué)理層面而裹足不前，有的功能泛化而難成一體［23］?？v觀高校交叉學(xué)科、新興學(xué)科的發(fā)展，不難發(fā)現(xiàn)交叉新興學(xué)科發(fā)展的有效途徑一般都是在優(yōu)勢(shì)特色學(xué)科內(nèi)孕育交叉新興學(xué)科，進(jìn)行有效培植［24］。

合成生物學(xué)作為一門(mén)新興學(xué)科，尚未收入學(xué)位授予和人才培養(yǎng)學(xué)科目錄（2018 年4 月更新）。合成生物學(xué)專(zhuān)業(yè)于2019 年才剛進(jìn)入普通高等學(xué)校本科專(zhuān)業(yè)目錄，屬于生物工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)，專(zhuān)業(yè)代碼：083003T，絕大多數(shù)醫(yī)學(xué)院校都沒(méi)有設(shè)立該專(zhuān)業(yè)，在這種情況下，走學(xué)科交叉融合是軍事醫(yī)學(xué)院校軍事合成生物學(xué)學(xué)科建設(shè)和發(fā)展的必由之路。

自2015 年起，海軍軍醫(yī)大學(xué)依托生物物理學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程2 個(gè)學(xué)科開(kāi)展軍事合成生物學(xué)學(xué)科基本條件建設(shè)，軍事合成生物學(xué)與醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程的整合模式已在生物物理學(xué)等課程教學(xué)中有效開(kāi)展，合成生物學(xué)教材完成編寫(xiě)即將出版，《合成生物學(xué)與iGEM 競(jìng)賽》課程面向全校學(xué)生開(kāi)設(shè)，合成生物學(xué)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)也已建成，并主動(dòng)融入學(xué)校承擔(dān)的國(guó)家“雙一流”建設(shè)任務(wù)和軍隊(duì)重點(diǎn)學(xué)科專(zhuān)業(yè)建設(shè)任務(wù)，依托生物化學(xué)與分子生物學(xué)等重點(diǎn)學(xué)科，推進(jìn)軍事合成生物學(xué)師資隊(duì)伍建設(shè)和教學(xué)資源建設(shè)，探索“為戰(zhàn)抓教”的課程改革，注重戰(zhàn)場(chǎng)意識(shí)培育，突出戰(zhàn)場(chǎng)生物安全危機(jī)意識(shí)和生物安全責(zé)任，形成了抗體工程技術(shù)與合成生物學(xué)編程控制相結(jié)合的新型毒素戰(zhàn)劑抗體合成的學(xué)科特色，軍事合成生物學(xué)現(xiàn)已成為軍隊(duì)雙重建設(shè)重點(diǎn)學(xué)科的重要組成部分。

4.3 構(gòu)建競(jìng)教結(jié)合平臺(tái)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量 學(xué)科水平的最終體現(xiàn)是人才的培養(yǎng)質(zhì)量，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)則是提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要手段之一。學(xué)科競(jìng)賽作為一種創(chuàng)新教學(xué)的實(shí)踐，具有較強(qiáng)的導(dǎo)向性和檢驗(yàn)性。通過(guò)學(xué)科競(jìng)賽可以改善學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，促使學(xué)生將學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)運(yùn)用到解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題中。參賽學(xué)生作為競(jìng)賽活動(dòng)的主體實(shí)踐者和問(wèn)題發(fā)現(xiàn)的探究者，在競(jìng)賽的過(guò)程中養(yǎng)成的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和勇于探索精神將促使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中能不斷分析問(wèn)題、推測(cè)推理、領(lǐng)悟知識(shí)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的基本科研能力和創(chuàng)新能力［25］。

國(guó)際基因工程機(jī)器大賽（international genetical?ly engineered machine competition，iGEM）是合成生物學(xué)領(lǐng)域的國(guó)際頂級(jí)大學(xué)生科技賽事，始于2003 年麻省理工學(xué)院的一門(mén)獨(dú)立研究課程，2005 年發(fā)展成為國(guó)際賽事，具有廣泛的國(guó)際影響力。iGEM 大賽對(duì)于參賽項(xiàng)目的定位是“影響世界”——“How your work affect the world and how the world affects your work”，鼓勵(lì)參賽隊(duì)伍綜合生物、數(shù)、理、化、信息等多學(xué)科的背景和技術(shù)，以團(tuán)隊(duì)合作的方式，通過(guò)構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的生物元器件，對(duì)天然生物系統(tǒng)進(jìn)行高效、可靠、精準(zhǔn)的改造，以解決社會(huì)生活中存在的問(wèn)題。iGEM 這種通過(guò)競(jìng)賽促進(jìn)學(xué)科間交流的形式，反映了美國(guó)研究型大學(xué)多年以來(lái)重視本科生科研訓(xùn)練的傳統(tǒng)，代表了以學(xué)生為中心的、研究型學(xué)習(xí)的先進(jìn)培養(yǎng)模式，吸引了包括哈佛大學(xué)、牛津大學(xué)、麻省理工學(xué)院、清華大學(xué)、北京大學(xué)等國(guó)內(nèi)外知名高校參加。

國(guó)防科技大學(xué)是最早參加國(guó)際基因工程機(jī)器大賽的國(guó)內(nèi)軍隊(duì)院校，陸軍軍醫(yī)大學(xué)于2016 年開(kāi)始參加比賽，均取得了優(yōu)異的成績(jī)，其參賽經(jīng)歷證明iGEM 大賽作為一項(xiàng)國(guó)際性的大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽，在培養(yǎng)大學(xué)本科生科研創(chuàng)新思維中具有明顯的優(yōu)勢(shì)［26］。因此，借鑒優(yōu)秀高校人才培養(yǎng)的經(jīng)驗(yàn)方法，本校于2018 年開(kāi)始參加iGEM 競(jìng)賽，并以該競(jìng)賽為核心，構(gòu)建教學(xué)、競(jìng)賽、科研三維一體的競(jìng)教結(jié)合人才培養(yǎng)平臺(tái)。經(jīng)過(guò)3 年多的完善改進(jìn)，由本科生參加國(guó)際基因機(jī)器大賽為主線的軍事合成生物學(xué)教學(xué)與學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式基本建立，參賽學(xué)生以iGEM SMMU?China 團(tuán)隊(duì)作為第一或共同作者的所屬單位發(fā)表多篇高水平研究論文［27-30］。但是，也必須清醒地看到，我國(guó)軍校的參賽項(xiàng)目的軍事特征尚不夠鮮明［31］。相對(duì)于此，美國(guó)西點(diǎn)軍校iGEM 團(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目就值得借鑒，該項(xiàng)目旨在通過(guò)合成生物學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境偵測(cè)，補(bǔ)充現(xiàn)有軍犬嗅探和雷達(dá)掃描檢測(cè)手段的不足，保護(hù)作戰(zhàn)人員免于爆炸物和化學(xué)武器的威脅。因此，在今后指導(dǎo)本科生參加學(xué)科競(jìng)賽、開(kāi)展科研實(shí)訓(xùn)時(shí)，必須注意進(jìn)一步聚焦軍事應(yīng)用，這樣才能更好地面向戰(zhàn)場(chǎng)、面向部隊(duì)、面向未來(lái)培養(yǎng)人才，從而推進(jìn)軍事合成生物學(xué)學(xué)科的建設(shè)。

5 結(jié)語(yǔ)

軍隊(duì)醫(yī)學(xué)院校擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)適應(yīng)中國(guó)特色軍事變革，滿(mǎn)足未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)需要的醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)任務(wù)，應(yīng)緊密?chē)@國(guó)家和軍隊(duì)科技戰(zhàn)略需求，面向國(guó)際前沿，著眼未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)，強(qiáng)化軍事特色，積極開(kāi)展軍事合成生物學(xué)學(xué)科建設(shè)，構(gòu)筑高水平軍事合成生物學(xué)人才培養(yǎng)基地和教學(xué)科研創(chuàng)新平臺(tái)。相信隨著本校在軍事合成生物學(xué)領(lǐng)域人才培養(yǎng)體系的不斷完善，越來(lái)越多的優(yōu)秀科技創(chuàng)新人才會(huì)走上崗位，為我國(guó)和我軍的生物安全和國(guó)際反恐怖斗爭(zhēng)需要提供人才支撐和保障。