这是人类最后的科学，也将是人类最大的产业

快报

2022

02/06

10:32

亚设网

原创谭小米制造界 2022-02-05 17:05

这是人类最后的科学，也将是人类最大的产业

来源/制造界( ID：baixiu001)

作者/谭小米

封面：图文创意

1、科学家有望通过生物技术、征服人类任何重大疾病

今天制造行业所谓的，得“半导体芯片”者得天下，指的是信息半导体芯片。当我们还在为造不出一颗小小的信息芯片而发愁时，信息技术发源地美国的“信息硅谷”正演变为“生物硅谷”。已形成了旧金山、波士顿、华盛顿、北卡、圣迭戈五大生物技术产业区。其中硅谷生物技术产业从业人员占美国生物技术产业从业人员的一半以上，销售收入占美国生物产业的57%，R&D投入占59%，其销售额每年以近40%的速度增长。

目前一批世界级的大公司纷纷把它们的重心转向生命科学研究和生物技术产品，生物产业正在成为世界经济增长的新动能，是目前全球发展最具生机和活力的绿色产业。2021年全球半导体预计销售收入为5530亿美元。而全球生物医药销售收入高达将1.89万亿美元。当前全球医药中，生物药品占到一半，糖尿病人最常用的一个很著名的药品“胰岛素”就属于生物药。

当前全球医药中，生物药品占到一半。英国的剑桥基因组园、法国巴黎南郊的基因谷、德国的生物技术示范区、印度班加罗尔生物园等，聚集了大批生物公司、研发、技术转化、金融投资大量机构。我国在京津冀、长三角、珠三角等地形成了一批高水平、有特色的生物产业集群，广东国际生物岛、武汉光谷生物城发展势头迅猛的有。

地球上，动物、植物、微生物包括人类自身组成了一个生生不息生物自然界，古老而神秘。生物学既是生命科学，又是哲学的最高境界，从古至今，无论是哲学家，还是科学家，都有一个相同的目的，那就揭开自然与生命的奥秘。现代生物学正借助自然科学原理、生命科学原理、信息学原理等众多科学原理来改变世界和人类生命体自身，

21世纪，科学家有望通过生物技术、基因技术与其它技术相加征服人类任何重大疾病，让人类活在一个生态、健康又长寿的世界里。现代生物学已从传统发酵工程、酶工程、生物医学工程、细胞工程向生命科学、基因工程、生物芯片、纳米生物、3D生物打印等前沿科学领域快速渗透融合。生物技术与信息技术、人工智能、材料技术、药理学、细胞学、基因组学等众多科学技术结合，将产生无可比拟的巨大力量。比如，生物技术借鉴了信息技术的原理发明了生物传感芯片、器官芯片；生物技术与新材料技术结合，可制造血管支架、人工瓣膜、人工关节、人工角膜、人工耳蜗等人体植入物；生物技术与纳米技术、基因技术、细胞技术结合，突破材料生物活性，可制造仿生材料、柔性材料，与3D打印技术结合能造出仿真人体组织。

未来10年年将是得“生物芯片者”得天下。脑机接口技术、大脑芯片技术实现后，人类将不会再惧怕死亡，我们将会永远地拥有自己的大脑。永远地拥有自己的记忆、思想、意识、情感等。获得人类大脑永生，需要脑科学与超强硬科技基因组工程、细胞工程等生物技术的深度融合。因此生物技术+，将成为改变命运的最后科学，也将成为人类最大的产业，百万亿、千万亿级市场不止！

现代生物技术不仅可为社会贡献生物造纸、生物塑料、生物纤维、生物柴油、生物乙醇等多类绿色生物基工业品；更有意义的是，通过生物技术+，未来能造出皮肤、脂肪、肌肉、人体器官、血管、神经等。

生物科学正在改写人类的寿命。2020年1月初，美国MDI生物实验室、加州巴克衰老研究所和南京大学脑科学研究所研究团队在国际学术期刊《细胞报告》上发表论文称：通过对细胞进行调整的方式，成功让一种用作老化研究模型的线虫——秀丽隐杆线虫（C. elegans nematode worm）的最长存活时间增加了500%，这相当于将人类活到400-500岁。谷歌首席未来学家Ray Kurzweil在采访中大胆预言，人类将在2029年实现永生。

从能源替代、无毒生物药物、生物医疗、人体器官替代到人工生命系统，科学家普遍认为21世纪是生物科学的世纪，生物学被称为人类的最后科学。生物技术+，生物产业不仅对工业经济有意义，对人类生命体自身意义更大。

2、生物医药，世界最具生机和活力的新兴产业

这是人类最后的科学，也将是人类最大的产业

生物医药是利用生物体、生物组织或其成分,综合应用生物学、生物化学、微生物学、免疫学、物理化学和药理学的原理与方法进行加工制造而成的一大类生化药品，材料来源动物、植物、微生物的组织、器官、细胞及代谢产物。生物药主要分为重组蛋白质药物或重组多肽药物、重组DNA药以及干细胞治疗药等。目前常见的生物药包括单克隆抗体、免疫球蛋白、细胞因子、DNA 重组产品、疫苗、体外免疫诊断制品等。

生物医学研究突破对疾病机制的理解，带来了治疗、干预和控制手段的革新。与传统药物相比，生物药在化学构成上，十分接近于体内的正常生理物质，更易为机体所吸收利用，在传染病的预防、疑难病的诊断和治疗上有着传统药物不能替代的作用，在药理学上，生物药具有更高的生化机制合理性和特异治疗有效性，由于其具有结构多样性，能够与靶标选择性结合及与蛋白质及其他分子进行更好的相互作用，其药理活性高、针对性强、治疗的靶点更为精确、疗效优势显著且毒副作用低。为肿瘤、自身免疫等许多临床疾病的诊断、治疗和预防提供新的手段，例如，采用自体免疫细胞治疗恶性肿瘤，可以选择性杀灭癌细胞，对人体正常细胞不造成损伤，对微小病灶、转移病灶有效，对不适合常规治疗的患者也适用，同时具有作用持续时间长、可以改善患者生活质量等优势。

凭借尖端技术和卓越的疗效，生物药已成为目前世界上最畅销的医药产品。2018年的十大畅销药物中，8种为生物药，其中包括7种抗体药物，1种疫苗，该8种生物药的销售收入占2018年十大畅销药物总销售收入的82.5%。

全球研制中的生物技术药物超过2200种，其中1700余种进入临床试验。全球生物技术公司总数已达4362家，其中76%集中在欧美。美国是生物医药第一研发大国，研发实力和产业发展领先全球，拥有世界近六成生物药专利，生物医药产品销售额占全球生物医药产品市场的50%左右。形成了以波士顿-剑桥地区、旧金山湾区、新泽西州、圣地亚哥、马里兰州/华盛顿大都会区、大费城、西雅图、罗利—达勒姆地区、洛杉矶地区、芝加哥地区等10大生物医药集聚区为代表的产业集群发展格局。其次英国是全球生物医药第二大研发强国，同样也形成了以英国伦敦、德国莱茵河的三角地带以及法国巴黎“基因谷”等产业集聚区。

生物药产生于生物活体，其药物结构及生产工艺的复杂性，不能完全被仿制，只能生产出于原研药在结构、疗效以及安全性上相似的药物，因此生物药的仿制药被称为“生物类似药”。近几年，随着国际生物原研药专利保护过期，各国大型生物医药公司抢攻生物类似药的开发。据汤森路透的权威数据，中国在研生物类似(仿制药）药数量已经全球第一。预计2022年中国生物制药市场预计约占中国制药市场整体规模的22.8%，约占全球生物制药市场的18.7%，成为仅次于美国的全球第二大生物医药市场。

我国生物医药产业发展始于80年代，1993年取得了第一个突破，“十三五“期间已发展为我国最具生机、最具活力的新兴产业。在区域上已形成了环渤海地区、长三角区域和珠三角区域在内的三大生物医药产业集群。环渤海区域包含北京、天津、河北和山东。北京作为环渤海地区生物医药的研发中心，初步形成了以生命所、芯片中心和蛋白质组中心为主体的研发创新体系。天津聚集500多家从事生产和研发的相关机构，在中草药及其有效生物活性成分的现代化提取方面位居全国领先水平。

长三角区域形成以上海为核心，江苏、浙江为两翼的生物医药产业园区。上海拥有完善的生物医药创新体系和产业集群，已形成了以中科院药物所、国家基因组南方中心为主的“一所六中心”体系，是我国研发和成果转化中心，是国内生物医药领域研发机构最集中、创新实力最强、新药创制成果最突出的基地。江苏和浙江，作为生物医药产业成长性最好、最活跃的地区，生物医药产值位居全国首列。珠三角区域以广州和和深圳为龙头，广州聚集了150多家生物企业和一批国家级生物科研机构，形成“两中心多区域”的产业布局，形成从生物技术研究、中试到产业化的完整产业链条。深圳的生物医疗设备、生物制药企业规模全国领先，以创新药物研发和产业化、药品制剂出口和生物医药研发外包为核心的产业体系发展位居全国首列。

3、生物医疗，基因编辑技术有望彻底治愈人类所有的疾病

这是人类最后的科学，也将是人类最大的产业

细胞、细胞因子、抗体免疫治疗、基因治疗、干细胞治疗等都属于生物治疗。生物技术分为基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程、发酵工程5个方面的技术。其中基因工程是最核心、最关键技术。DNA是人类的遗传物质，它的总和就是人类基因组，由大约30亿碱基对组成，分布在细胞核的23对染色体中。

1985年美国科学家率先提出人类基因组计划（HGP），HGP的核心就是测定人类基因组的全部dna序列，绘制出人类基因的图谱。30亿碱基对是个天文数字，该计划也可以说是解读生命天书的计划。1990年美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。人类基因组计划是人类历史上第一次由全世界各国科学家一起执行的科研项目，被誉为生命科学的“登月计划”。截止2003年，人类基因组计划测序工作和基因组图谱绘制工作已完成。

HGP的目的是破译人类全部遗传信息、揭开组成人体2.5万个基因的30亿个碱基对的秘密、读懂每个基因的功能、了解生命的起源、了解生命体生长发育的规律、认识种属之间和个体之间存在差异的起因、认识疾病产生的机制以及寿命与衰老等生命现象、为疾病诊治提供科学依据。人类基因组图是全人类的财富，这张图记录一个生命的全部隐私和奥秘，包括人成年后的身高、体重、样貌等等，甚至一生会得什么疾病？什么时候会结束生命？在医学上，人类基因与人类的疾病有相关性，一旦弄清某基因与某疾病的具体关系，人们就可以制造出该疾病的基因药物，对人类的健康和寿命产生巨大影响。

2012年，Jennifer Doudna以及美籍华人科学家张峰发明了CRISPR/CAS9基因编辑技术，对生物的DNA序列进行修剪、切断、替换或添加，这是基因治疗领域革命性的事件。《麻省理工科技评论》2017年度全球十大突破性技术公布，基因疗法2.0入选其中，有望在将来15年为医疗行业带来伟大变革。2018年2月，专家预测称，这种基因编辑技术将改变我们的星球，改变我们生活的社会和周围的生物。

美国NIH在2018年5月启动“All Of Us”项目，计划在未来10年开展100万人基因组测序。英国政府计划在未来5年内开展500万人基因组测序。欧盟计划未来3年完成对欧盟地区100万人的基因组测序。在大规模基因组测序推动下，以基因组学为基础的精准医疗将走向现实应用。在生物体内，遗传信息沿着“DNA-RNA-蛋白质”的方向逐级传递（中心法则），蛋白质是遗传信息的表现形式，因此疾病发生时多表现为蛋白质层面的异常。基因精准医疗是指以个人基因组信息为基础，结合蛋白质组学、基因组学等信息，针对患者分子生物病理学特征，来为其制定个体化诊断和治疗策略。基因精准医疗由精准诊断和精准治疗两部分配合而成，其中精准诊断主要由基因检测技术来完成。基因治疗（Gene Therapy）是指通过各种技术修复缺陷基因，用正常的基因导入人体细胞，以纠正或补充因基因缺陷和异常所引起的疾病，是一种根本性的治疗策略。

目前绝大多数的药物均以蛋白质为靶点，如治疗肿瘤的小分子靶向药物和大分子单抗药物，通过改变蛋白质的功能来治疗疾病。基因治疗则是从蛋白质的上游——DNA入手，通过调控DNA来改变遗传信息传递，进而改变蛋白质的性状，实现从源头上治疗疾病。非常成功的基因治疗是直接把基因送到人体细胞中而发挥治疗功效，如已广泛用于临床治疗的基因产品人胰岛素、人生长激素等。

科学进入后基因组时代，后基因组时代的实质内容就是研究基因组多样性、致病基因以及蛋白质产物的功能。不久的将来，就会找到了一批主宰人体疾病的重要基因,届时危害人类健康的5000多种遗传病以及与遗传密切相关的癌症就会得到基因精准医疗。对于单基因病，采用“定位克隆”和“定位候选克隆”的全新思路，结肠癌、乳腺癌等一大批单基因致病基因已被发现。目前研究的重点是发现多基因疾病的致病基因，如肿瘤、心血管疾病、糖尿病、神经精神类疾病（老年性痴呆、精神分裂症）、自身免疫性疾病等。近年来，随着诊断和治疗技术的迅速发展，肿瘤基因治疗精准医疗时代已拉开帷幕。根据Informa Pharma数据，目前已经有729种基因治疗方案，其中近2/3 (461)进入临床试验。未来有一天，有望通过基因编辑技术来彻底治愈人类所有的疾病。

生物技术+，被认为是一项改变人类命运的最后科学，正在形成一个新的巨无霸产业，百万亿、千万亿市场不止。

这是人类最后的科学，也将是人类最大的产业