世界生物領域2018年發(fā)展態(tài)勢

多國發(fā)布促進生物技術快速發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃。美國立衛(wèi)生研究院（NIH）發(fā)布《體細胞基因組編輯》，促進基因編輯技術應用于人類疾病治療；美國家科學、工程與醫(yī)學院發(fā)布《2030年推進糧食和農(nóng)業(yè)研究的科學突破》，提出在2030年之前為應對緊急挑戰(zhàn)并促進糧食生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)科學研究需要實現(xiàn)的5大突破。歐盟發(fā)布“歐洲跨境基因組數(shù)據(jù)庫合作宣言”，推動精準醫(yī)療進程。俄羅斯政府發(fā)布《2018-2020年生物技術和基因工程發(fā)展措施計劃》，促進生物醫(yī)藥、工農(nóng)業(yè)生物技術、生物能源和基因工程等9個領域的生物技術基礎研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。新加坡國立研究基金會發(fā)布《國家合成生物學研究》計劃，利用合成生物學推動生物基產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

生物經(jīng)濟發(fā)展受到廣泛重視，各國加大研發(fā)投資力度。美國能源部資助7800萬美元用于生物能源的早期研發(fā)項目。美國國家科學基金會投資1200萬美元支持生物基半導體存儲系統(tǒng)的開發(fā)。歐盟發(fā)布新版生物經(jīng)濟戰(zhàn)略《歐洲可持續(xù)生物經(jīng)濟：加強生物與經(jīng)濟、社會和環(huán)境之間的聯(lián)系》，并向生物基研發(fā)項目投資1.15億歐元。英國計劃在未來5年內(nèi)投入1000萬美元，用于支持生物制造、生物修復和生物能源領域研究。

前沿生物技術頻現(xiàn)突破，顛覆性成果不斷涌現(xiàn)。在腦與神經(jīng)科學領域，美國科學家首次建立多人腦對腦接口合作系統(tǒng)，實現(xiàn)意念交流。美國加州大學洛杉磯分校借助RNA實現(xiàn)海兔之間的記憶轉(zhuǎn)移。在基因編輯領域，美國博德研究所開發(fā)出升級版Cas9酶“xCas9”，大大拓展編輯范圍并提高準確性。日本神戶大學利用CRISPR/Cas9成功滅活HIV-1病毒。中國科學家利用基因編輯技術首次實現(xiàn)小鼠孤雄生殖。在合成生物學領域，美國凱斯西儲大學首次人工合成了對人傳染、具有高度破壞性的人類朊病毒。中國科學家成功創(chuàng)建世界首例人造單染色體真核細胞。在干細胞領域，美國薩克研究所使用干細胞技術培養(yǎng)出具有血管和復雜神經(jīng)的人腦類組織。日本完成全球首例通過誘導多能干細胞治療人類帕金森病的臨床試驗。德國科學家利用誘導多能干細胞培育的心臟組織開展心臟疾病研究和藥物測試。在生物計算領域，美國情報高級研究計劃局（IARPA）啟動“分子內(nèi)信息存儲”項目，開發(fā)針對EB級數(shù)據(jù)的DNA存儲技術。愛爾蘭沃特福德理工學院開發(fā)出可在1克DNA中存儲1ZB數(shù)據(jù)的新方法。

全球生物安全形勢愈加嚴峻，多國積極布局生物安全體系與能力建設。今年以來，非洲豬瘟等全球性疫情蔓延、敏感生物資源泄露加劇、兩用生物技術門檻不斷降低等眾多挑戰(zhàn)使生物安全形勢愈加嚴峻。為有效應對日益嚴峻的生物安全形勢，美國、英國和澳大利亞紛紛發(fā)布國家級生物安全戰(zhàn)略，加強對國內(nèi)外生物安全治理力量的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，建立全流程生物防御體系。此外，多國通過支持生物醫(yī)學基礎研究加強生物安全能力建設。例如，美國國防威脅降低局、國土安全部、海軍陸戰(zhàn)隊等政府部門合作開發(fā)了多項病毒監(jiān)測和預警新技術，以期實現(xiàn)對生化威脅的及時響應。澳大利亞國防部和墨爾本大學聯(lián)合開發(fā)出可實時評估疾病危害程度和可能傳播路徑的兩套疾病檢測系統(tǒng)EpiDedend和EpiFX。

人工智能推動生物醫(yī)療領域快速發(fā)展，促進疾病診治和科學發(fā)現(xiàn)新突破。美國谷歌旗下DeepMind公司研發(fā)的人工智能應用AlphaFold，可根據(jù)基因序列預測蛋白質(zhì)結構。新加坡國立大學研究人員使用AI優(yōu)化新型藥物組合的給藥劑量，成功治愈前列腺癌晚期患者。瑞士科學家開發(fā)出可高效解析藥物分子結構的人工智能程序。英國科學家開發(fā)出準確率高達94%、可識別50多種眼疾的人工智能系統(tǒng)。

世界生物領域2019年趨勢展望

精準醫(yī)療在大規(guī)?；蚪M測序推動下走向現(xiàn)實應用。美國NIH在2018年5月啟動“All Of Us”項目，計劃在未來10年開展100萬人基因組測序。英國政府計劃在未來5年內(nèi)開展500萬人基因組測序，并表示從2019年起，將全基因組測序作為輔助重病患兒和難治愈罕見疾病成年患者的治療標準之一。歐盟計劃未來3年完成對歐盟地區(qū)100萬人的基因組測序。以基因組學為基礎的精準醫(yī)學，通過基因測序獲得愈加豐富的基因組數(shù)據(jù)，將促進癌癥和罕見病的致病機理研究和藥物開發(fā)，或在2019年加快走向臨床試驗和應用。

新興技術促進太空生物醫(yī)學研究進入新階段，各國競相開展相關研究。美國宇航局利用最新測序技術實現(xiàn)在太空中對DNA和RNA的測序，將促進由美國家科學、工程和醫(yī)學院發(fā)布的《尋找宇宙生命的天體生物學戰(zhàn)略》實施，助力太空生命探索。俄羅斯利用3D打印技術在太空中制造出老鼠甲狀腺，為太空3D打印人體器官鋪平道路。美國計劃于2019年春季在太空開展3D打印生物器官的研究工作。美國NIH啟動太空組織芯片計劃，已將免疫組織芯片送入國際空間站，并計劃在2019年上半年，將腎臟組織芯片、骨骼和軟骨組織芯片、血腦屏障組織芯片和肺組織芯片等送往國際空間站，以研究微重力環(huán)境中人類器官病變相關機理。

生物安全問題將被愈加重視。英美等已發(fā)布國家生物安全戰(zhàn)略的國家，將在2019年進入戰(zhàn)略實施階段，進一步完善本國的生物安全體系。其他多國也愈加重視生物安全，或借鑒美英的做法制定本國的生物安全戰(zhàn)略，提高本國生物防御能力。

基因療法加速進入臨床應用，其倫理問題引發(fā)廣泛關注。美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）發(fā)布6項基因療法監(jiān)管指南，美國NIH取消對基因治療方案的特殊監(jiān)管，這些將加快FDA對基因療法的審批流程?；虔煼óa(chǎn)品或在2019年加速進入臨床試驗階段，某些產(chǎn)品可能將被獲批上市。然而，中國科學家利用基因編輯技術制造的“天然免疫HIV”嬰兒，再次使基因療法的倫理問題引發(fā)廣泛關注。這將對基因療法的研究和應用造成不利影響。2019年多國或出臺關于基因治療倫理問題的具體管理措施。