日前，工業(yè)和信息化部、教育部等七部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實施意見》（工信部聯(lián)科〔2024〕12號），將“未來健康”作為未來產(chǎn)業(yè)布局的六大方向之一，明確要加快細胞和基因技術(shù)、合成生物、生物育種等前沿技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，推動5G/6G、元宇宙、人工智能等技術(shù)賦能新型醫(yī)療服務(wù)，研發(fā)融合數(shù)字孿生、腦機交互等先進技術(shù)的高端醫(yī)療裝備和健康用品。近年來，國內(nèi)多個省市也突出未來產(chǎn)業(yè)培育導(dǎo)向，加快細胞和基因治療、腦機接口、合成生物等生命科學和醫(yī)藥健康新賽道布局。本文綜合梳理各地已出臺的相關(guān)政策，結(jié)合生命科學和生物技術(shù)前沿方向，提出相關(guān)發(fā)展建議。
一、 政策部署重點領(lǐng)域
自國家“十四五”規(guī)劃綱要提出要前瞻謀劃未來產(chǎn)業(yè)以來，各地高度重視并加快未來產(chǎn)業(yè)的系統(tǒng)謀劃與前瞻布局。北京、上海、成都、浙江、江蘇等地陸續(xù)出臺了相關(guān)指導(dǎo)意見、行動方案（詳見附表）。圍繞未來健康產(chǎn)業(yè)，均提出了要加快布局細胞與基因治療、合成生物學等領(lǐng)域新賽道。部署重點領(lǐng)域情況如下：
圖1 已出臺政策中“未來健康”重點領(lǐng)域部署情況
細胞和基因治療。重點加快細胞治療、基因治療、溶瘤病毒等相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)轉(zhuǎn)化。
合成生物學。重點推動合成生物學前沿創(chuàng)新技術(shù)在藥物研發(fā)生產(chǎn)、疾病治療、醫(yī)美產(chǎn)品創(chuàng)制、農(nóng)業(yè)食品等領(lǐng)域應(yīng)用。
腦科學與腦機接口。重點開展腦科學與類腦研究，加快類腦芯片、類腦計算機等創(chuàng)新研發(fā)，探索腦機接口技術(shù)在醫(yī)療康復(fù)、智慧生活領(lǐng)域的應(yīng)用。
新型數(shù)字醫(yī)療。重點發(fā)展基因測序、基因診療、醫(yī)學人工智能、AI輔助診斷等先進診療技術(shù)、高端醫(yī)療設(shè)備及相關(guān)軟件系統(tǒng)，支持可穿戴設(shè)備、傳感器、其他物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等數(shù)字醫(yī)療保健決策支持軟硬件發(fā)展。
生物育種。發(fā)展基因編輯育種、誘變育種與傳統(tǒng)育種技術(shù)融合的技術(shù)體系，推動合成生物技術(shù)在生物育種領(lǐng)域的顛覆性創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
再生醫(yī)學。強化體細胞重編程、人工組織器官構(gòu)建、類器官、器官芯片等技術(shù)研發(fā)，支持干細胞修復(fù)病理損傷、組織器官再生等細胞技術(shù)臨床應(yīng)用。
二、代表性科技前沿方向
本文從國內(nèi)外學界、產(chǎn)業(yè)界關(guān)注度較高、廣泛報道的科技前沿和未來趨勢中，重點選取基因治療、腦機接口、類器官芯片、AI+生物信息學、生物育種等若干代表性方向，從技術(shù)概覽、科研或產(chǎn)業(yè)化進展、應(yīng)用領(lǐng)域等方向進行分析。
圖2 “未來健康”代表性科技前沿方向
方向一：基因治療技術(shù)
基因治療技術(shù)是指通過修飾或操縱基因的表達以改變活細胞的生物學特性，從而達到治療目的技術(shù)手段。主要分為以病毒為載體的基因遞送技術(shù)和基因編輯技術(shù)兩大類。
科研或產(chǎn)業(yè)化進展：據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全球已有35款細胞與基因療法獲批上市。我國已獲批4款細胞與基因治療產(chǎn)品，包括復(fù)星凱特（上海）的阿基侖賽、藥明巨諾（上海）的瑞基奧侖賽、馴鹿生物（南京）與信達生物（蘇州）共同開發(fā)的伊基奧侖賽、合源生物（天津）的納基奧侖賽。
應(yīng)用領(lǐng)域：具有治愈多種難治性疾病的潛力，可廣泛應(yīng)用于遺傳性疾病治療、惡性腫瘤、慢性病治療等領(lǐng)域。
圖3 基因治療過程示例
方向二：腦-機接口技術(shù)
腦機接口技術(shù)是指在有機生命形式的腦與具有處理或計算能力的設(shè)備之間，創(chuàng)建用于信息交換的連接通路，實現(xiàn)信息交換及控制。
科研或產(chǎn)業(yè)化進展：美國Neuralink（馬斯克聯(lián)合創(chuàng)辦）在2023年5月獲FDA批準可在人體上開展腦機接口臨床試驗；2024年1月，完成首例人類腦機接口設(shè)備植入，移植者目前恢復(fù)良好。2023年5月，我國南開大學段峰教授團隊完成全球首例非人靈長類動物介入式腦機接口試驗，標志著我國腦機接口技術(shù)躋身國際領(lǐng)先行列。在消費級腦機接口領(lǐng)域，國內(nèi)強腦科技（浙江）、腦陸科技（北京）、柔靈科技（浙江）等推出系列產(chǎn)品，應(yīng)用范圍涵蓋兒童教育、娛樂、醫(yī)療、健康等。
應(yīng)用領(lǐng)域：在阿爾茨海默癥、腦卒中等難治性腦疾病的治療康復(fù)領(lǐng)域前景廣闊。非侵入式腦機接口在教育、游戲娛樂等智能交互領(lǐng)域也具有巨大的應(yīng)用前景。
圖4 介入式腦機接口范式
方向三：類器官芯片
類器官芯片是一種在芯片上構(gòu)建的器官生理微系統(tǒng)，綜合微流體技術(shù)、類器官培養(yǎng)、微電子學、工程學等技術(shù)及學科，用于在微小尺度上模擬和研究生物體內(nèi)器官的功能。突破傳統(tǒng)類器官培養(yǎng)體系依賴手動操作、流程繁瑣、標準化程度不高的瓶頸，為高通量、自動化的類器官培養(yǎng)提供可能。
科研或產(chǎn)業(yè)化進展：2022年FDA批準全球首個完全基于“類器官芯片”研究獲得臨床前數(shù)據(jù)的新藥（NCT04658472）進入臨床試驗，加速本領(lǐng)域走出實驗室，進一步拓展落地應(yīng)用場景。目前，全球市場由北美和歐洲地區(qū)主導(dǎo)，主要企業(yè)有Emulate（美國）、Mimetas（荷蘭）、TissUse（德國）等。國內(nèi)代表性企業(yè)包括科途醫(yī)學（北京）、大橡科技（深圳）、創(chuàng)芯國際（廣州）等。
應(yīng)用領(lǐng)域：在疾病研究、藥物篩選、腫瘤診斷、再生醫(yī)學等領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大。
圖5 類器官芯片應(yīng)用場景
方向四：AI+生物信息學
以深度學習、AI大模型等為代表的AI技術(shù)，在基因組學、蛋白質(zhì)組學、代謝組學等生物信息學研究和應(yīng)用轉(zhuǎn)化中發(fā)揮重要作用，如基因序列分析、基因表達模式解讀、復(fù)雜海量多模態(tài)數(shù)據(jù)處理、基因編輯策略優(yōu)化等。
科研或產(chǎn)業(yè)化進展：美國華盛頓大學David Baker教授團隊開發(fā)出AI軟件Rfdiffusion，將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)AI模型融入蛋白設(shè)計中。2023年8月，清華大學智能產(chǎn)業(yè)研究院與水木分子發(fā)布多模態(tài)生物醫(yī)藥百億參數(shù)大模型BioMedGPT，整合基因、分子、細胞、蛋白等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，已成功通過了美國醫(yī)師資格考試。
應(yīng)用領(lǐng)域：在創(chuàng)新藥物研發(fā)、精準醫(yī)療、生物育種、綠色低碳等領(lǐng)域。
圖6 全球首個開源可商用多模態(tài)生物醫(yī)藥百億參數(shù)大模型BioMedGPT-10B 架構(gòu)
方向五：生物育種4.0
轉(zhuǎn)基因與全基因組選擇、基因組編輯、合成生物學技術(shù)、信息技術(shù)、人工智能技術(shù)等有機融合，以智能化、數(shù)字化育種技術(shù)為代表的前沿育種技術(shù)在農(nóng)作物和農(nóng)業(yè)動物中廣泛應(yīng)用，推動生物育種技術(shù)進入“生物技術(shù)+信息技術(shù)+人工智能+大數(shù)據(jù)應(yīng)用”的“4.0時代”。
科研或產(chǎn)業(yè)化進展：美國、巴西、阿根廷等國家實施寬松型監(jiān)管，將基因編輯育種技術(shù)視同傳統(tǒng)育種技術(shù)；科迪華（美國）、拜耳（德國）等跨國公司，已建立全流程數(shù)字育種體系。國內(nèi)在該領(lǐng)域的技術(shù)和商業(yè)化進展相對落后。2023年，舜豐生物（山東）利用Cas12i培育高油酸大豆成為我國首個獲批生產(chǎn)應(yīng)用安全證書的農(nóng)業(yè)基因編輯產(chǎn)品。
應(yīng)用領(lǐng)域：快速提升育種效率，支撐特色優(yōu)質(zhì)專用新品種創(chuàng)制，加速作物改良進程。
圖7 生物育種1.0時代-4.0時代
三、小結(jié)
隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演進，在各項政策的大力支持下，“未來健康”有望步入快速轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化階段，加速形成新質(zhì)生產(chǎn)力。建議從以下方面夯實發(fā)展根基、持續(xù)保駕護航：
一是大力推進學科交叉融合。重點促進醫(yī)理、醫(yī)工、醫(yī)信等交叉，在醫(yī)工融合、醫(yī)學人工智能、醫(yī)學遙感信息等交叉學科領(lǐng)域開展前沿探索。
二是強化顛覆性創(chuàng)新支持。加大應(yīng)用基礎(chǔ)研究、底層共性技術(shù)等支持力度，建設(shè)一批服務(wù)于前沿科技和未來產(chǎn)業(yè)的新型科技創(chuàng)新平臺，在原始創(chuàng)新、顛覆性創(chuàng)新、非共識性創(chuàng)新和融通創(chuàng)新等方向催生更多從“0”到“1”的突破。
三是創(chuàng)新應(yīng)用場景建設(shè)。探索謀劃與標志性產(chǎn)品（或技術(shù)、服務(wù)）綁定的“未來健康”場景建設(shè)，推動前沿技術(shù)產(chǎn)品定型、用戶群體培育、市場需求挖掘、跨界融合示范，加速成果轉(zhuǎn)化、技術(shù)迭代、產(chǎn)品驗證、產(chǎn)業(yè)化等進程。
四是推行包容審慎監(jiān)管。在支持前沿技術(shù)發(fā)展的同時，統(tǒng)籌處理好人工智能帶來的醫(yī)療安全問題、基因編輯技術(shù)和干細胞技術(shù)帶來的倫理問題、合成生物學引發(fā)的生物安全問題等，探索實施“觀察期”“包容期”等新型監(jiān)管舉措。
附表：
國內(nèi)相關(guān)政策中涵蓋有關(guān)“未來健康”的部署情況
參考資料：
[1] 弗若斯特沙利，《基因藥物行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢藍皮書》2023.
[2] 南開大學段峰教授團隊“介入式腦機接口試驗”圖.
[3] 高特佳Insights,《芯片上打造人體器官，一場顛覆新藥研發(fā)的技術(shù)革命》.
[4] 清華大學智能產(chǎn)業(yè)研究院（AIR），《AIR快訊 ｜BioMedGPT-10B 全球首個開源可商用百億參數(shù)多模態(tài)生物醫(yī)藥大模型》.
[5] Wallace J G , Rodgers-Melnick E , Buckler E S .On the Road to Breeding 4.0: Unraveling the Good, the Bad, and the Boring of Crop Quantitative Genomics[J].Annual Review of Genetics, 2018, 52(1).DOI:10.1146/annurev-genet-120116-024846.
作者：謝亞楠 葉曉彤
