江蘇省合成生物學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀及優(yōu)化路徑研究

薛曉明 梅志敏

江蘇省科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所 江蘇 南京 210000

引言

合成生物學(xué)是一門(mén)結(jié)合了生物學(xué)、基因組學(xué)、信息學(xué)、工程學(xué)分等多學(xué)科領(lǐng)域的學(xué)科，該技術(shù)以基因組和生物化學(xué)為基礎(chǔ)，利用生物學(xué)和工程學(xué)原理，綜合運(yùn)用生物物理、生物化學(xué)等技術(shù)，構(gòu)建具備生命活性的細(xì)胞、生物器件及生物系統(tǒng)[1]。作為21世紀(jì)生物領(lǐng)域顛覆性創(chuàng)新和學(xué)科交叉融合的前沿技術(shù)代表，在生物醫(yī)藥、化工材料、食品農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域都具備廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景，全球主要國(guó)家與地區(qū)針對(duì)合成生物學(xué)展開(kāi)系統(tǒng)研究，產(chǎn)生了很多具備領(lǐng)域特點(diǎn)的理論、技術(shù)與應(yīng)用實(shí)踐[2-3]。

江蘇省擁有豐富的科教創(chuàng)新資源和規(guī)模領(lǐng)先的先進(jìn)產(chǎn)業(yè)集群，具備發(fā)展合成生物技術(shù)的人才與產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。此外，江蘇省土地資源有限，生態(tài)有待優(yōu)化，在雙碳背景下產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)迫在眉睫，迫切需要合成生物等先進(jìn)技術(shù)賦能發(fā)展。

1 國(guó)內(nèi)外合成生物學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，合成生物學(xué)受到全世界的高度重視，全球主要國(guó)家政府、組織持續(xù)發(fā)布合成生物相關(guān)政策與報(bào)告，全球合成生物學(xué)科研與產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速，其中以美國(guó)、英國(guó)為首的西方發(fā)達(dá)國(guó)家在合成生物領(lǐng)域發(fā)展較為領(lǐng)先[4-6]。

1.1 英國(guó)

英國(guó)是最早認(rèn)識(shí)到合成生物學(xué)的巨大潛力的國(guó)家之一，2009年英國(guó)發(fā)布《合成生物學(xué)：范圍、應(yīng)用和啟示》，報(bào)告強(qiáng)調(diào)國(guó)家戰(zhàn)略規(guī)劃對(duì)合成生物領(lǐng)域發(fā)展的重要性；2012年，英國(guó)商業(yè)、創(chuàng)新與技能部發(fā)布《英國(guó)合成生物學(xué)路線圖》，明確基礎(chǔ)研發(fā)與部分商業(yè)化技術(shù)研發(fā)等方向，勾勒面向2030年的合成生物學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略路徑；2016年，《英國(guó)合成生物學(xué)戰(zhàn)略計(jì)劃2016》發(fā)布，強(qiáng)調(diào)合成生物領(lǐng)域成果轉(zhuǎn)化，推動(dòng)社會(huì)效益轉(zhuǎn)化，提出在2030年實(shí)現(xiàn)英國(guó)合成生物的市場(chǎng)目標(biāo)。此外，2018年的《發(fā)展生物經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略》、2021年的《英國(guó)創(chuàng)新戰(zhàn)略》等政府戰(zhàn)略對(duì)合成生物學(xué)的布局均有提及。

1.2 德國(guó)

德國(guó)是歐洲最早關(guān)注并評(píng)估合成生物學(xué)的國(guó)家之一，但德國(guó)在其早期合成生物學(xué)探索中，并未在國(guó)家層面制定研究專項(xiàng)與戰(zhàn)略路線圖。2009年，德國(guó)研究基金會(huì)聯(lián)合德國(guó)科學(xué)與工程學(xué)院、利奧波第那科學(xué)院發(fā)布《合成生物學(xué)：機(jī)遇與風(fēng)險(xiǎn)》報(bào)告，針對(duì)合成生物學(xué)發(fā)展?jié)摿εc潛在風(fēng)險(xiǎn)展開(kāi)探討；2016年，德國(guó)聯(lián)邦議院技術(shù)評(píng)估辦公室發(fā)布《合成生物學(xué)：生物技術(shù)和基因工程的新高度》報(bào)告，指出德國(guó)合成生物學(xué)發(fā)展需要整體政策的指引。

1.3 中國(guó)

我國(guó)高度重視合成生物學(xué)發(fā)展，自2008年以來(lái)，我國(guó)不斷強(qiáng)化合成生物領(lǐng)域頂層戰(zhàn)略設(shè)計(jì)，開(kāi)展大量學(xué)術(shù)活動(dòng)和政府宏觀布局，如合成生物專題學(xué)術(shù)研討的香山會(huì)議、在國(guó)家層面布局合成生物技術(shù)的《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》等[7-9]。在國(guó)家政策的指引下，近年來(lái)合成生物技術(shù)的政策布局、科學(xué)研究、產(chǎn)業(yè)發(fā)展穩(wěn)步推進(jìn)，多個(gè)研發(fā)中心與實(shí)驗(yàn)室成立，如上海在2008年獲批合成生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、2015年成立合成生物學(xué)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟；深圳于2017年成立先進(jìn)技術(shù)研究院合成生物學(xué)研究所；天津于2018年建設(shè)合成生物學(xué)前沿科學(xué)中心、2019年合作共建國(guó)家合成生物技術(shù)創(chuàng)新中心等。相關(guān)政策持續(xù)涌現(xiàn)（見(jiàn)表1），深圳、天津等地組織開(kāi)展重大布局與產(chǎn)業(yè)化，江蘇、安徽等地區(qū)提出要前瞻性布局合成生物相關(guān)技術(shù)。

表1 2021年以來(lái)國(guó)家及主要城市發(fā)布合成生物學(xué)相關(guān)政策

2 江蘇合成生物學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀

江蘇省具有優(yōu)質(zhì)的科創(chuàng)資源與產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，其中江南大學(xué)在食品合成、南京工業(yè)大學(xué)在工業(yè)合成、中國(guó)藥科大學(xué)在生物醫(yī)藥合成、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)在農(nóng)業(yè)合成領(lǐng)域均有較好的研發(fā)基礎(chǔ)。產(chǎn)業(yè)布局方面，江蘇合成生物相關(guān)企業(yè)較多，EB Insights發(fā)布的“全球最值得關(guān)注的50家合成生物學(xué)企業(yè)”將蘇州泓迅生物科技公司、南京傳奇生物科技公司列入榜單。專利布局方面，江蘇省合成生物專利持有量近五年快速增長(zhǎng)，總量?jī)H次于北京位居全國(guó)第二。平臺(tái)建設(shè)方面，南京合成生物產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心等相關(guān)平臺(tái)持續(xù)建設(shè)。政策發(fā)布方面，蘇州、無(wú)錫等地區(qū)積極布局合成生物技術(shù)，如《全力打造蘇州市生物醫(yī)藥及健康產(chǎn)業(yè)地標(biāo)實(shí)施方案（2020—2030年）》中將生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)列為生物醫(yī)藥前沿診療技術(shù)攻克方向，提出在蘇州工業(yè)園區(qū)布局合成生物技術(shù)。

快速發(fā)展的同時(shí)，我們必須意識(shí)到江蘇合成生物學(xué)起步較晚，在基礎(chǔ)研究應(yīng)用、重大研發(fā)平臺(tái)載體建設(shè)、產(chǎn)業(yè)培育等方面與發(fā)達(dá)地區(qū)相比存在較大差距，諸多發(fā)展中問(wèn)題有待進(jìn)一步解決。

2.1 相關(guān)政策規(guī)劃缺乏

江蘇省在合成生物產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計(jì)方面缺乏相關(guān)布局，在合成生物領(lǐng)域中長(zhǎng)期、短期技術(shù)發(fā)展方向和相關(guān)技術(shù)路線整體規(guī)劃制定，合成生物監(jiān)管體系構(gòu)建方面仍為空白。專項(xiàng)政策規(guī)劃中對(duì)合成生物技術(shù)布局提及較少，合成生物領(lǐng)域基礎(chǔ)研發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新、平臺(tái)載體、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化等多層次、分階段的創(chuàng)新方式與發(fā)展路徑尚不明確。

2.2 科創(chuàng)與產(chǎn)業(yè)融合困難

江蘇省合成生物學(xué)研究以高校為主體，相關(guān)企業(yè)多為初創(chuàng)公司，大型龍頭企業(yè)與優(yōu)質(zhì)研發(fā)企業(yè)較少，企業(yè)核心技術(shù)與自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)匱乏，與發(fā)達(dá)地區(qū)存在一定差距，同歐美發(fā)達(dá)國(guó)家大型跨國(guó)巨頭、多渠道協(xié)同融資初創(chuàng)企業(yè)融合發(fā)展的成熟模式存在較大差距。同時(shí)，優(yōu)質(zhì)科創(chuàng)資源與企業(yè)運(yùn)用融合度低，對(duì)企業(yè)創(chuàng)新推動(dòng)作用有限，合成生物技術(shù)轉(zhuǎn)為產(chǎn)業(yè)實(shí)際較為困難。

2.3 應(yīng)用布局較為局限

江蘇省合成生物領(lǐng)域在研發(fā)方面取得了一定的進(jìn)展，如南京農(nóng)業(yè)大學(xué)周光宏教授研制出人造培養(yǎng)肉[10]，江南大學(xué)陳堅(jiān)團(tuán)隊(duì)在血紅蛋白微生物發(fā)酵法取得進(jìn)展[11]，江南大學(xué)饒志明教授在高效合成核黃素取得重要進(jìn)展[12]，但集聚于食品、醫(yī)藥、初級(jí)化學(xué)品為主的領(lǐng)域，在賦能綠色低碳轉(zhuǎn)型的綠色化工、清潔燃料以及改善人民生活的高端醫(yī)療、性能材料等方面還需加速發(fā)展。

3 提高江蘇合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)與科技實(shí)力的對(duì)策建議

3.1 強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)，推進(jìn)自主創(chuàng)新

面臨新的國(guó)際發(fā)展形勢(shì)，全面落實(shí)《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》、《江蘇省“十四五”科技創(chuàng)新規(guī)劃》等規(guī)劃部署，加強(qiáng)合成生物領(lǐng)域?qū)ｍ?xiàng)規(guī)劃制定，在省級(jí)層面開(kāi)展合成生物總體部署，搶抓全球合成生物技術(shù)快速發(fā)展機(jī)遇，加大對(duì)合成生物領(lǐng)域政策扶持力度；強(qiáng)化投融資主體創(chuàng)新發(fā)展意識(shí)，引導(dǎo)投融資主體與合成生物產(chǎn)業(yè)積極互動(dòng)；激勵(lì)企業(yè)加大科技創(chuàng)新投入，針對(duì)合成生物等前沿科技領(lǐng)域研發(fā)創(chuàng)新給予傾斜支持；引導(dǎo)企業(yè)與高校院所持續(xù)開(kāi)展合作，形成金融資本與科技創(chuàng)新的良性互動(dòng)。

3.2 加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，突破顛覆技術(shù)

構(gòu)建并完善生物信息中心等生物醫(yī)藥公共服務(wù)平臺(tái)，推動(dòng)合成生物領(lǐng)域檢測(cè)檢驗(yàn)設(shè)備與數(shù)據(jù)共享、整合數(shù)據(jù)鏈服務(wù)；積極探索國(guó)內(nèi)外合成生物學(xué)資源，構(gòu)建并完善合成生物相關(guān)細(xì)胞種類庫(kù)。開(kāi)展基于合成生物技術(shù)的Car-t細(xì)胞療法、基因測(cè)序、生物基材料、工業(yè)酶制劑、食品廢物處理、農(nóng)產(chǎn)品增產(chǎn)及提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的原理與生產(chǎn)實(shí)踐研究，探索生物細(xì)胞合成改性的原理與規(guī)律，解決醫(yī)藥、工業(yè)、環(huán)境、能源、食品、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域重大科學(xué)問(wèn)題。

3.3 加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，攻克關(guān)鍵問(wèn)題

發(fā)揮我省科教資源比較優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)全省合成生物相關(guān)高校、科研院所、具備研發(fā)基礎(chǔ)企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，面向合成生物領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)構(gòu)建“政—產(chǎn)—學(xué)—研—用”協(xié)同創(chuàng)新體系，打造合成生物領(lǐng)域國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，推進(jìn)合成生物產(chǎn)品創(chuàng)新升級(jí)，助力綠色低碳發(fā)展，推動(dòng)合成生物產(chǎn)業(yè)模式創(chuàng)新；推動(dòng)合成生物領(lǐng)域智能制造基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，促進(jìn)合成生物產(chǎn)業(yè)精細(xì)化、高效化、規(guī)?；l(fā)展。

3.4 創(chuàng)新體制機(jī)制創(chuàng)新，服務(wù)成果轉(zhuǎn)化

以加速推動(dòng)合成生物學(xué)技術(shù)成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化為目標(biāo)，聯(lián)合優(yōu)勢(shì)科研單位與龍頭企業(yè)成立創(chuàng)新聯(lián)盟，建立健全合成生物相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新鏈；針對(duì)合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)探索建立創(chuàng)新型政策，積極探索示范區(qū)試點(diǎn)建設(shè)，突出引領(lǐng)示范作用；放大合成生物技術(shù)對(duì)高耗能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型及低碳環(huán)保生物制造產(chǎn)業(yè)培育賦能，強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，培育一批具有資本吸引能力、創(chuàng)新研發(fā)意愿的龍頭企業(yè)。

3.5 加強(qiáng)人才建設(shè)，培育創(chuàng)新源泉

出臺(tái)更開(kāi)放、更具吸引力的引智計(jì)劃，聚焦合成生物前沿領(lǐng)域，加快科技領(lǐng)軍型人才的引進(jìn)培養(yǎng)，提升合成生物領(lǐng)域人才集聚與原始創(chuàng)新能力；設(shè)立科學(xué)有效的監(jiān)督評(píng)估機(jī)制，打造有活力的合成生物創(chuàng)新人才團(tuán)隊(duì)；優(yōu)化人才使用和評(píng)價(jià)機(jī)制，構(gòu)建有利于人才長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的科研氛圍，均衡人才分布，促進(jìn)合成生物產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新鏈各環(huán)節(jié)人才持續(xù)涌現(xiàn)。

3.6 完善監(jiān)管體系，提高治理能力

以《中華人民共和國(guó)生物安全法》為綱領(lǐng)，圍繞合成生物技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用安全、防范生物威脅等方面，針對(duì)原則性、根本性、倫理性問(wèn)題制定相關(guān)法規(guī)，豐富合成生物領(lǐng)域法律依據(jù)。充分研究歐美等合成生物領(lǐng)域探索經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我省實(shí)際情況，不斷強(qiáng)化合成生物領(lǐng)域監(jiān)管政策；構(gòu)建專業(yè)研究團(tuán)隊(duì)，針對(duì)生物倫理、生物安全、生物安保等議題開(kāi)展專題研究，制定江蘇省合成生物學(xué)發(fā)展技術(shù)路線圖，引導(dǎo)我省合成生物領(lǐng)域健康發(fā)展。