在2018年及并不遙遠(yuǎn)的未來，新一代精細(xì)化操控生物學(xué)現(xiàn)象的變革性工具，將開拓生物科技新領(lǐng)域、新空間、新疆域，其引領(lǐng)新一輪生物科技革命乃至更廣泛范圍科技革命的前景日漸明朗。

2017年，生命科學(xué)延續(xù)近年來的高速發(fā)展態(tài)勢(shì)，科技政策和科研成果亮點(diǎn)紛呈，在引領(lǐng)未來經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中扮演著越來越重要的角色。目前生物科技已經(jīng)邁入跨越發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，拐點(diǎn)即將到來，但也出現(xiàn)了值得關(guān)注的新現(xiàn)象。

基礎(chǔ)研究突破連綿不斷，展現(xiàn)學(xué)科旺盛活力

圍繞生物學(xué)基本命題，在生命起源與合成、免疫系統(tǒng)原理、生殖發(fā)育與細(xì)胞命運(yùn)調(diào)控、重大疾病、腦神經(jīng)等前沿領(lǐng)域取得重大進(jìn)展。首次證明利用早期原始材料合成構(gòu)成RNA的嘌呤類核苷酸和嘧啶類核苷酸的化學(xué)機(jī)制相同且形成于同一種前體分子，使距揭示地球生命起源之謎更近一步。成功從頭設(shè)計(jì)和合成釀酒酵母4條染色體，人工合成酵母基因組計(jì)劃Sc 2.0取得里程碑成果；合成“穩(wěn)定”的半合成有機(jī)體，向創(chuàng)造新生命形式與功能邁出重要步伐。首次對(duì)肝癌T細(xì)胞的免疫圖譜做出了系統(tǒng)的刻畫。第一次在分子、細(xì)胞、器官和整體動(dòng)物水平上，完整解碼哺乳類動(dòng)物雄性生殖系統(tǒng)衰老之謎。成功將人體多能干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為具有造血干細(xì)胞功能的細(xì)胞；首次報(bào)道近原子分辨率的人源剪接體結(jié)構(gòu)，為深入理解最基本的分子機(jī)器工作機(jī)理提供重要基礎(chǔ)。建立寨卡病毒的胎鼠動(dòng)物模型，揭示病毒感染導(dǎo)致小頭畸形的分子機(jī)制。首次描述線蟲大腦控制身體運(yùn)動(dòng)的工作圖譜，完成小鼠全腦精細(xì)血管的立體定位圖譜，腦科學(xué)研究邁出新步伐。

高精尖研發(fā)工具推陳出新，應(yīng)用進(jìn)入歷史拐點(diǎn)

生命科學(xué)邁入高精尖工具帶動(dòng)的新時(shí)代，科研效能大幅提升?；谙冗M(jìn)低溫電子顯微鏡，成功解析一種解旋酶參與真核生物內(nèi)DNA復(fù)制的結(jié)構(gòu)過程。借助計(jì)算模型，闡明艾滋病病毒在細(xì)胞間傳播過程中的全新細(xì)節(jié)。創(chuàng)建更為精細(xì)的新型遺傳譜系示蹤技術(shù)和描述細(xì)胞發(fā)育路線圖的新算法，為解析特定細(xì)胞的起源和命運(yùn)提供強(qiáng)大利器?；谛码姌O裝置的光遺傳學(xué)技術(shù)，將基因遞送、光植入和記錄電極三個(gè)步驟并作一步，技術(shù)能級(jí)大為提升。

重大應(yīng)用進(jìn)入歷史性拐點(diǎn)。對(duì)患者T細(xì)胞進(jìn)行基因技術(shù)處理的個(gè)性化療法CAR-T技術(shù)和精準(zhǔn)醫(yī)療進(jìn)展顯著，首個(gè)基因療法、首個(gè)靶向腫瘤分子標(biāo)記物的藥物獲準(zhǔn)在美國正式上市。我國首個(gè)干細(xì)胞通用標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，有望推動(dòng)干細(xì)胞研究應(yīng)用規(guī)范化發(fā)展。業(yè)界備受追捧的基因編輯技術(shù)繼續(xù)風(fēng)生水起。《科學(xué)》雜志報(bào)道，科學(xué)家正首次嘗試在人體內(nèi)直接進(jìn)行基因編輯，或?qū)⑹侨祟愥t(yī)療史上的一項(xiàng)里程碑。同時(shí)，不斷有新型基因編輯工具問世，該技術(shù)在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、環(huán)境等領(lǐng)域應(yīng)用的時(shí)代正在到來。

學(xué)科交叉匯聚蓬勃發(fā)展，塑造嶄新創(chuàng)新維度

各類人造器官和“芯片實(shí)驗(yàn)室”猶如雨后春筍。研制出3D類腦器官；研發(fā)可長時(shí)間維持有機(jī)體保持正常生理狀態(tài)的“人造子宮”，并使試驗(yàn)中的羔羊存活4周。美國首次批準(zhǔn)對(duì)一種肝臟芯片開展一系列測(cè)試，有望取代動(dòng)物模型。國內(nèi)首條人源性生物人工肝臨床研發(fā)生產(chǎn)線已建成。人造器官的發(fā)展，對(duì)于理解和模擬復(fù)雜生物功能提供了新選擇，為生物學(xué)研發(fā)帶來革命性影響。

生物存儲(chǔ)和生物計(jì)算取得新突破，賦予生物技術(shù)與特定信息技術(shù)在功能上相媲美的潛能。成功創(chuàng)建一種在DNA中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的新方法，創(chuàng)造出迄今最高密度大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案，新系統(tǒng)將具備1克DNA存儲(chǔ)215拍字節(jié)的能力。研制出只包含RNA的細(xì)胞內(nèi)納米電路，能在大腸桿菌活細(xì)胞內(nèi)對(duì)12種不同指令同時(shí)反應(yīng)。成功設(shè)計(jì)哺乳動(dòng)物細(xì)胞生物計(jì)算機(jī)，電路可運(yùn)行16種不同的邏輯計(jì)算。研制出一種單向傳導(dǎo)電信號(hào)的生物活性二極管，開創(chuàng)制造細(xì)胞電路的自組裝方法。

綜合來看，生命科學(xué)與工程機(jī)械、納米科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科交叉并不斷深入。在分子生物機(jī)器、生物電池、腦機(jī)接口裝置、新型材料、生物制造與3D生物打印、生物仿生等領(lǐng)域不斷掀起新熱點(diǎn)，將人類認(rèn)識(shí)生物、改造利用生物的能力提升到新高度。

經(jīng)濟(jì)與社會(huì)影響備受矚目，占據(jù)關(guān)鍵政策議程

2017年，生物科技繼續(xù)影響人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)生活。從圍繞“基因魔剪”專利所有權(quán)爭奪與裁決、“三父母”嬰兒技術(shù)的倫理爭議，到谷歌、阿里巴巴等科技巨頭繼續(xù)“跨界”進(jìn)入生物醫(yī)療領(lǐng)域，從嚴(yán)峻的超級(jí)細(xì)菌傳播形勢(shì)，到我國首個(gè)生物安全四級(jí)實(shí)驗(yàn)室啟用和“重組埃博拉病毒病疫苗（腺病毒載體）”的新藥注冊(cè)申請(qǐng)獲得批準(zhǔn)，從國際腦實(shí)驗(yàn)室成立，到首份地球微生物多樣性數(shù)據(jù)集出爐，趨勢(shì)越發(fā)明顯：國際生命科學(xué)領(lǐng)域的競合新態(tài)勢(shì)正在加速形成。

牢牢占據(jù)世界主要經(jīng)濟(jì)體和國際組織的政策議程。我國《“十三五”生物技術(shù)創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》《“十三五”生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》發(fā)布，生命科學(xué)和生物產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略地位更加突出。美國特朗普政府舉辦生物技術(shù)界知名人士碰頭會(huì)議，研討生物技術(shù)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)系；歐盟發(fā)布《生物經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略回顧》報(bào)告，并計(jì)劃在2018年對(duì)該戰(zhàn)略進(jìn)行修訂；歐洲海洋局發(fā)布《海洋生物技術(shù)：推動(dòng)歐洲生物經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展》。此外，英國推出《生命科學(xué)產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略》，韓國公布《生物原創(chuàng)技術(shù)開發(fā)計(jì)劃》2017年實(shí)施規(guī)劃，G20漢堡峰會(huì)啟動(dòng)國際抗生素耐藥性研發(fā)計(jì)劃，OECD發(fā)布《微生物組、飲食和健康：科學(xué)和創(chuàng)新規(guī)劃》等。在政策議程推動(dòng)下，生物科技不斷向更深、更廣的領(lǐng)域轉(zhuǎn)化發(fā)展。

在國防和國家安全領(lǐng)域的地位凸顯，相關(guān)負(fù)面報(bào)道引發(fā)關(guān)注。2017年以來，美國特朗普政府宣布將制定新的國家生物防御戰(zhàn)略，國防高級(jí)研究計(jì)劃局全面推動(dòng)合成生物學(xué)（基因編輯、基因驅(qū)動(dòng)）、傳染病科技和腦科學(xué)領(lǐng)域的前瞻布局，其潛在軍事用途引發(fā)廣泛憂慮。美國高端科技智庫在合成生物學(xué)、生物安全監(jiān)測(cè)計(jì)劃、未來生物技術(shù)監(jiān)管等方面，幾乎同時(shí)進(jìn)行研討，試圖引導(dǎo)生物科技發(fā)展議程。篡改草甘膦評(píng)估報(bào)告事件曝光，有證據(jù)顯示整個(gè)事件有幕后策劃和利益集團(tuán)操控的跡象?？傮w上，生物安全形勢(shì)也處于大變局的關(guān)鍵時(shí)期。

新一輪生物科技革命的前景與憂思

在2018年及并不遙遠(yuǎn)的未來，新一代精細(xì)化操控生物學(xué)現(xiàn)象的變革性工具，將開拓生物科技新領(lǐng)域、新空間、新疆域，其引領(lǐng)新一輪生物科技革命乃至更廣泛范圍科技革命的前景日漸明朗。從生物大分子和特異細(xì)胞的精細(xì)化鑒定與譜系示蹤，到生殖發(fā)育過程中的細(xì)胞命運(yùn)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的精細(xì)化調(diào)控，再到生物系統(tǒng)模塊的構(gòu)建和系統(tǒng)精準(zhǔn)模擬，以高通量測(cè)序技術(shù)、高性能基因編輯技術(shù)、單細(xì)胞分析和譜系示蹤技術(shù)、超高分辨率生物成像技術(shù)、光遺傳學(xué)技術(shù)、生物大數(shù)據(jù)技術(shù)等使能工具為代表的新一代變革性研究工具，將精準(zhǔn)觀測(cè)、分析、調(diào)控、還原和重現(xiàn)生命過程（乃至生命進(jìn)化過程），大幅度提升對(duì)生命過程的理解，將把生物學(xué)研究和應(yīng)用提升到前所未有的空間、時(shí)間維度與應(yīng)用范圍。按照當(dāng)前生物科技進(jìn)步的加速度推算，以“信息生物”為基礎(chǔ)標(biāo)志，以創(chuàng)生、再生、仿生等為主要應(yīng)用的新一輪生物科技變革有望在未來5—10年進(jìn)一步呈現(xiàn)、系統(tǒng)性展開。

生物科技成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用進(jìn)程加速，而各環(huán)節(jié)的潛在影響也值得警惕，急需做好對(duì)應(yīng)制度安排?？萍脊┙o側(cè)一旦實(shí)現(xiàn)成功顛覆性創(chuàng)新，市場(chǎng)就會(huì)以波瀾壯闊的交易生成進(jìn)行回應(yīng)。包括動(dòng)植物快速定向育種、基因組醫(yī)學(xué)、腫瘤免疫治療、生物大數(shù)據(jù)、生物能源、生物制造、生態(tài)修復(fù)等新技術(shù)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用，將有望降低人類對(duì)自然資源的依賴，破解人類面臨的資源、能源、健康、安全等重大難題。同時(shí)，生物技術(shù)的社會(huì)效應(yīng)正在顯現(xiàn)，倫理、法律和環(huán)境問題越發(fā)突出，生物技術(shù)的兩用性、生物恐怖、生物武器、生物戰(zhàn)爭的陰影浮現(xiàn)，對(duì)此必須保持清醒和警惕。將主要圍繞人類社會(huì)基本物質(zhì)利益需求的生物科技發(fā)展觀1.0版，升級(jí)到圍繞人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的生物科技發(fā)展觀2.0版，并采取相應(yīng)的監(jiān)管和公共治理機(jī)制，已變得越發(fā)清晰和急迫。宜積極主動(dòng)、未雨綢繆，在政策上做出前瞻性安排。