2024世界生物技術(shù)前沿發(fā)展報告

2024世界生物技術(shù)前沿發(fā)展報告目錄TOC\o"1-2"\h\u11751一世界生物技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展重要動向 422937（一）生物經(jīng)濟時代加速到來，合成生物學(xué)相關(guān)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展 45478（二）全球糧食危機日益惡化，基因編輯技術(shù)或成為有效解決方案 76977（三）人工智能與生物技術(shù)的日益融合為生命科學(xué)研究帶來范 815387（四）世界主要經(jīng)濟體加強生物安全領(lǐng)域的戰(zhàn)略部署 1226558（五）重大新發(fā)突發(fā)傳染病疫情疊加，世界各國加速啟動疫苗研發(fā) 172547二合成生物學(xué) 211253（一）合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)發(fā)展概述 2115499（二）合成生物學(xué)成為世界主要經(jīng)濟體著重關(guān)注和發(fā)展的領(lǐng)域 2229847（三）合成生物學(xué)研究進(jìn)展 2426153（四）合成生物學(xué)的雙重用途風(fēng)險 3124641三腦科學(xué) 3329122（一）世界主要經(jīng)濟體積極推動腦科學(xué)研究，強化腦科學(xué)研究戰(zhàn)略頂層設(shè)計 3314679（二）腦科學(xué)基礎(chǔ)研究不斷取得重要突破 3415361（三）腦機接口與類腦智能逐步走向成熟并已實現(xiàn)商業(yè)化 3932439（四）腦科學(xué)研究的主要挑戰(zhàn)及未來趨勢 424517四干細(xì)胞 4422042（一）干細(xì)胞基礎(chǔ)研究及產(chǎn)業(yè)發(fā)展 449650（二）干細(xì)胞研究頻現(xiàn)重大突破 4525073五基因編輯 5326187（一）基因編輯技術(shù)更加多樣化，工具箱不斷擴充 5316237（二）基因編輯在疾病診治、藥物研發(fā)、農(nóng)業(yè)和傳染病檢測方面獲得諸多新突破 563368（三）基因編輯技術(shù)潛在安全風(fēng)險和倫理問題日益凸顯，亟須加強全球治理和監(jiān)督 60生物技術(shù)是21世紀(jì)最重要的創(chuàng)新技術(shù)集群之一，具有突破性、引領(lǐng)性等顯著特生物技術(shù)是21世紀(jì)最重要的創(chuàng)新技術(shù)集群之一，具有突破性、引領(lǐng)性等顯著特躍，合成生物學(xué)應(yīng)用研究在多領(lǐng)域取得重大進(jìn)展，推動各國圍繞生物經(jīng)濟展開競爭；腦機接口技術(shù)向無線、微創(chuàng)等更安全的方向發(fā)展，類腦芯片技術(shù)展示出虛擬腦與生物腦相融合的前景；干細(xì)胞研究在類器官、組織修復(fù)、疾病建模等領(lǐng)域取得一系列重大進(jìn)展，推動再生醫(yī)學(xué)和抗衰老研究的發(fā)展；基因編輯技術(shù)助力農(nóng)業(yè)育種，推動全球農(nóng)業(yè)與生態(tài)可持續(xù)發(fā)展，或成為緩解糧食短缺的關(guān)鍵方案之一。人工智能基于大型生物數(shù)據(jù)集提供新見解的潛力正在改變生物技術(shù)行業(yè)，合成生物學(xué)、基因編輯等新興生物技術(shù)與人工智能的結(jié)合在疫情監(jiān)測、病毒檢測、藥物研發(fā)及疾病診治方面發(fā)揮出巨大作用，大幅提升了監(jiān)測和檢測的準(zhǔn)確性，以及研究和開發(fā)的效率。生物技術(shù)與人工智能的融合正在催生出生物革命的新浪潮。同時，生物技術(shù)發(fā)展帶來的“雙刃劍”效應(yīng)越發(fā)突出，不但充分顯示了其造福人類的功能，也逐漸暴露出對自然和社會的危害。生物安全風(fēng)險和傳統(tǒng)安全問題相互疊加，生物安全風(fēng)險格局加速演變，生物安全仍是世界各國關(guān)注的焦點，并成為影響和重塑世界格局的重要力量。世界生物技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展重要動向（一）生物經(jīng)濟時代加速到來，合成生物學(xué)相關(guān)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展生物經(jīng)濟涵蓋農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、能源等諸多行業(yè)，是實現(xiàn)聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的重要工具，也是解決疫情、氣候問題、自然資源和能源匱乏、糧食不安全等多重挑戰(zhàn)的主要驅(qū)動力，且與人們的生活息息相關(guān)。多個國家和地區(qū)推進(jìn)生物經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略，加強國際競爭力2022年4月，芬蘭推出《2022—2035年生物經(jīng)濟戰(zhàn)略》(Bioeconomy Strategy2022-2035)。該戰(zhàn)略的主要目標(biāo)包括：使芬蘭生物經(jīng)濟增加值翻倍；為全球問題提出具有競爭力和創(chuàng)新性的生物經(jīng)濟解決方案；創(chuàng)造促進(jìn)國內(nèi)和國際市場的新業(yè)務(wù)，為芬蘭整帶來福祉；增加資源的利用率和材料的循環(huán)利用；減少對化石燃料和其他不可再生原材的依賴；確保生態(tài)可持續(xù)性和可再生自然資源的更新能力，并加強生物經(jīng)濟的廣泛能力改進(jìn)和改革技術(shù)基礎(chǔ)。2022年5月，公布《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》，這是中國首部生物經(jīng)濟五年規(guī)劃。規(guī)劃將生物經(jīng)濟作為今后一段時期中國科技經(jīng)濟戰(zhàn)略的重要內(nèi)容，為應(yīng)對生命健康、氣候變化、資源能源安全、糧食安全等重大挑戰(zhàn)提供新的解決方案。在加快提升生物技術(shù)創(chuàng)新能力方面，規(guī)劃提出，加強原創(chuàng)性、引領(lǐng)性基礎(chǔ)研究，瞄準(zhǔn)臨床醫(yī)學(xué)與健康管理、新藥創(chuàng)制、腦科學(xué)、合成生物學(xué)、生物育種、新發(fā)突發(fā)傳染病防控和生物安全等前沿領(lǐng)域，實施國家重大科技項目和重點研發(fā)計劃，同時開展生物領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和前沿生物技術(shù)創(chuàng)新，加快發(fā)展高通量基因測序技術(shù)，加強微流控、高靈敏等生物檢測技術(shù)研發(fā)，推動合成生物學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，發(fā)展基因診療、干細(xì)胞治療、免疫細(xì)胞治療等新技術(shù)。2022年7月，印度生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)研究援助委員會(TheBiotechnologyIndustryResearchAssistanceCouncil,BIRAC)發(fā)布《2022年印度生物經(jīng)濟報告》(India'sBioeconomyReport2022)。印度聯(lián)邦國務(wù)部長吉滕德拉·辛格(JitendraSingh)表示，印度制定了生物經(jīng)濟的路線圖和戰(zhàn)略，到2025年，印度的生物經(jīng)濟規(guī)模可能達(dá)到1500億物服務(wù)，在過去3年發(fā)展迅速，到2022年，印度的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)已超過801億美元。此戰(zhàn)略將促進(jìn)建設(shè)低碳生物基產(chǎn)品生物制造的基礎(chǔ)設(shè)施。2022年9月，美國總統(tǒng)拜登簽署“關(guān)于推進(jìn)生物技術(shù)和生物制造創(chuàng)新，實現(xiàn)可持續(xù)、安全和可靠的美國生物經(jīng)濟”(ExecutiveOrderonAdvancingBiotechnologyandBiomanufacturingInnovationforaSustainable,Safe,andSecureAmericanBioeconomy)行政令，以實現(xiàn)可持續(xù)、安全和可靠的美國生物經(jīng)濟，保護其技術(shù)領(lǐng)先地位并提升技術(shù)競爭力。該行政令內(nèi)容主要包括：加強和協(xié)調(diào)聯(lián)邦對關(guān)鍵研發(fā)領(lǐng)域的投資；促進(jìn)生物數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)；擴大國內(nèi)生物制造；積極主動地評估和預(yù)測威脅、風(fēng)險，包括“外國對手的數(shù)字入侵、操縱和滲透”；加強生物技術(shù)研發(fā)國際合作等。2022年10月，美國國家科學(xué)基金會(NSF)和美國能源部生物能源技術(shù)辦公室(BETO)合作資助6個研發(fā)項目，以促進(jìn)美國生物經(jīng)濟發(fā)展。合成生物學(xué)和工程生物學(xué)在推動美國生物經(jīng)濟方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，所有研發(fā)項目有助于生產(chǎn)可再生生物化學(xué)品和生物燃料，并開發(fā)對工業(yè)和運輸部門脫碳至關(guān)重要的基礎(chǔ)技術(shù)。2022年10月，歐盟生物經(jīng)濟會議發(fā)布《歐盟生物經(jīng)濟戰(zhàn)略進(jìn)展報告》(EUBioeconomyStrategyProgressReport)。報告涵蓋的主題集中在經(jīng)濟如何支持企業(yè)實現(xiàn)氣候和生物多樣性目標(biāo)。會上詳細(xì)介紹了2022年6月通過的《歐盟生物經(jīng)濟戰(zhàn)略進(jìn)展報告》的調(diào)查結(jié)果，分享了歐盟研究和創(chuàng)新的生物經(jīng)濟成功案例及相關(guān)要素。歐盟生物經(jīng)濟這一系列的政策有助于生物基解決方案的開發(fā)，從而實現(xiàn)歐洲綠色協(xié)議的目標(biāo)。2022年10月，德國聯(lián)邦政府發(fā)布《國家生物質(zhì)能戰(zhàn)略(NABIS)的基石》，以確保德國的可持續(xù)生物質(zhì)生產(chǎn)和使用，始終面向氣候、環(huán)境和生物多樣性目標(biāo)。該報告針對可持續(xù)的生物質(zhì)潛力、自然生態(tài)系統(tǒng)的保護和糧食安全優(yōu)先原則，與各領(lǐng)域代表對話并制定戰(zhàn)略，將在2023年執(zhí)行。合成生物學(xué)聚焦生物制造，已成為推動生物經(jīng)濟發(fā)展的主導(dǎo)技術(shù)合成生物學(xué)作為一項底層技術(shù)，驅(qū)動生物醫(yī)藥、化工、材料、能源及農(nóng)業(yè)食品等產(chǎn)業(yè)的顛覆性創(chuàng)制，已成為推動生物經(jīng)濟發(fā)展的創(chuàng)新平臺，在創(chuàng)造可持續(xù)、有韌性和公平的生物經(jīng)濟方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。據(jù)麥肯錫全球研究所(McKinsey)預(yù)測，生物經(jīng)濟在未來10～20年內(nèi)每年將產(chǎn)生2萬億～4萬億美元的年度直接經(jīng)濟效益，為全球經(jīng)濟提供60%的物質(zhì)投入，如木材、牲畜、塑料和燃料等，并解決全球目前45%的疾病負(fù)擔(dān)，其中高達(dá)30%的私營部門研發(fā)支出集中于合成生物學(xué)相關(guān)產(chǎn)業(yè)。近年來，合成生物學(xué)理論基礎(chǔ)和技術(shù)研發(fā)不斷取得突破，為新材料及生物醫(yī)藥研發(fā)、農(nóng)業(yè)改良、工業(yè)生產(chǎn)等提供了有力工具。利用合成生物學(xué)技術(shù)開發(fā)的定制化細(xì)胞工廠有望在醫(yī)療健康、工業(yè)化學(xué)品、食品飲料、生物燃料和科研等諸多領(lǐng)域高效、可持續(xù)地生產(chǎn)各類產(chǎn)品。面對肆虐全球的疫情大流行，合成生物學(xué)也展現(xiàn)出卓越的應(yīng)用潛力，助力疫情藥物及疫苗生產(chǎn)。政府和民間組織的增資及DNA測序和合成成本降低等因素的影響下，均呈高速增長態(tài)勢。近年來，制藥和生物技術(shù)行業(yè)對合成基因、蛋白質(zhì)和其他生物分子的需求不斷增加Markets and 報告顯示，2021年全球合成生物學(xué)市場規(guī)模達(dá)95億美元；據(jù)Nova One Advisor的預(yù)測數(shù)據(jù)，到2030年，全球合成生物學(xué)市場規(guī)模預(yù)計將達(dá)到約553.7億美元，預(yù)測期內(nèi)復(fù)合年增長率為19.7%。美國和加拿大成熟的合成生物學(xué)公司和研究機構(gòu)數(shù)量及在研項目增加等因素使北美占據(jù)了合成生物學(xué)市場的最大份額，其次是洲和亞太地區(qū)。預(yù)計到2025年，歐洲合成生物學(xué)市場的復(fù)合年增長率最快將達(dá)25%，醫(yī)療領(lǐng)域研發(fā)支出的增加和大量制藥公司的存在將支持該地區(qū)的市場前景；印度和中國等展中國家重視程度的提高及慢性病發(fā)病率的激增將促進(jìn)合成生物市場的發(fā)展。到202748.5億美元。未來，對具有更高營養(yǎng)價值、更長保質(zhì)期且不含有害過敏原的食品的需求，以及使用工程微生物原料提高以動植物為基礎(chǔ)的食品質(zhì)量的需求日益增加，很可能推動區(qū)域市場增長。推動合成生物學(xué)市場增長的“主力軍”主要包括以下3項技術(shù)因素：一是DNA測序、合成和編輯技術(shù)的不斷進(jìn)步、DNA測序時間和成本的持續(xù)降低等多種方式驅(qū)動著合成生物學(xué)的發(fā)展；二是基因關(guān)鍵原材料（即寡核苷酸）的成本降低推動了市場對合成生物產(chǎn)的需求；三是生物鑄造廠（平臺型生產(chǎn)公司）設(shè)計、制造、測試新型微生物的技術(shù)水平斷提升。由于生物合成的現(xiàn)有市場滲透率較低，上升空間明顯，以及在農(nóng)業(yè)、化工、食和醫(yī)療行業(yè)的產(chǎn)品賦能水平增長較快，合成生物產(chǎn)業(yè)中許多細(xì)分領(lǐng)域的市場份額正以高合年增長率的水平增長。合成生物學(xué)市場可分為醫(yī)療應(yīng)用、工業(yè)應(yīng)用、食品和農(nóng)業(yè)應(yīng)用環(huán)境應(yīng)用，資本和市場的目光也正在向這些應(yīng)用層面聚集。合成生物學(xué)在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)包括開發(fā)人工減毒或無毒活疫苗、合成噬菌體設(shè)計進(jìn)行噬菌體治療、工程化微生物量產(chǎn)分子化合物、開發(fā)新型藥物傳遞系統(tǒng)等，這些應(yīng)用為生產(chǎn)用于疾病鑒定的抗原和診斷試劑、加快疫苗開發(fā)速度及提高疫苗的總體性能和產(chǎn)量提供了關(guān)鍵優(yōu)勢。支持疫苗研究的府和私人資金及臨床試驗中合成生物制品管線是醫(yī)藥領(lǐng)域合成生物學(xué)市場增長的關(guān)鍵驅(qū)因素。未來，醫(yī)療健康領(lǐng)域產(chǎn)生的直接經(jīng)濟效益預(yù)計將占合成生物學(xué)經(jīng)濟效益的35%。隨著人口增長、氣候變化和環(huán)境壓力的增加，人們對糧食安全的重視將推動合成生物學(xué)食品領(lǐng)域的應(yīng)用，資本市場開始陸續(xù)關(guān)注合成生物學(xué)食品開發(fā)領(lǐng)域，市場上替代肉類、品原料的產(chǎn)品陸續(xù)上市。美國Impossible Foods公司利用小麥和土豆蛋白、向日葵油和椰子油、甲基纖維素、食品淀粉及一種實驗室設(shè)計的非肉基血紅素分子制作了牛肉漢堡餅。根據(jù)獨立審計機構(gòu)Quantis對其漢堡進(jìn)行的環(huán)境生命周期分析，制作一個ImpossibleFoods的肉餅比真正的牛肉餅少96%的土地消耗和87%的水消耗，碳排放也減少89%。全球人造肉市場將在2026年達(dá)到5.72億美元的市場規(guī)模，預(yù)測期內(nèi)復(fù)合年增長率為15%。波士頓咨詢集團(BostonConsultingGroup,BCG)指出，若按照當(dāng)前趨勢繼續(xù)發(fā)展下去，到2040年，美國傳統(tǒng)肉類消費可能會下降33%。對中國的影響與啟示近年來，生物經(jīng)濟的重要性在全球范圍內(nèi)顯著增加，而其發(fā)展成為一種新的經(jīng)濟形態(tài)是大勢所趨。生物經(jīng)濟將幫助確保糧食和營養(yǎng)安全；可持續(xù)地管理自然資源，減少對不可再生或不可持續(xù)資源的依賴；適應(yīng)和制約氣候變化；加強國家競爭力，創(chuàng)造就業(yè)機會；為監(jiān)測、檢測和應(yīng)對大流行病，以及開發(fā)更好的預(yù)防工具提供最佳資源。結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整，形成集聚化發(fā)展態(tài)勢，并在持續(xù)進(jìn)步積累，向下一代生物經(jīng)濟邁促進(jìn)生物經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展，從而推動生物經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。（二）全球糧食危機日益惡化，基因編輯技術(shù)或成為有效解決方案沖突、極端氣候和經(jīng)濟衰退是導(dǎo)致饑餓和糧食不安全的主要因素。從2014年至今，全球中度或重度糧食不安全狀況持續(xù)惡化，影響到世界30%以上的人口。當(dāng)前，俄烏沖突和氣候變化正在加劇糧食安全問題，全球饑餓和營養(yǎng)不良人口增長迅速，世界衛(wèi)生組組織(World Health Organization, WHO)、糧農(nóng)組織(Food and AgricultureOrganization, FAO)等國際組織兩度敲響糧食不安全警鐘。近年來，基因編輯技術(shù)發(fā)展勢頭迅猛，在作物育種等農(nóng)業(yè)領(lǐng)域展現(xiàn)出極大應(yīng)用潛力，或?qū)θ蜣r(nóng)業(yè)和糧食安全問題生重大影響。疫情、沖突和氣候變化加劇糧食安全問題，糧食危機迫在眉睫2022年是前所未有的饑餓之年。世界糧食計劃署(WorldFoodProgramme,WFP)的報告顯示，2022年全球共有多達(dá)8.28億饑餓人口，面臨嚴(yán)重糧食不安全的人數(shù)從2019年的1.35億猛增至3.45億。根據(jù)糧農(nóng)組織全球信息和預(yù)警系統(tǒng)(GlobalInformationandEarlyWarningSystem,GIEWS)2022年7月發(fā)布的《作物前景與糧食形勢》(CropProspectsandFoodSituation)報告顯示，當(dāng)前有46個國家需要糧食外援，其中非洲國家33個、亞洲國家10個、拉丁美洲及加勒比國家2個、歐洲國家1個。球糧食供應(yīng)短缺，導(dǎo)致糧價上漲，同時改變了全球商品貿(mào)易、生產(chǎn)和消費模式，將在2024年年底前使糧食價格維持在高位，加劇糧食不安全和通貨膨脹。氣候變化可能引發(fā)國政府間氣候變化專門委員會(IntergovernmentalPanelonClimateChange,IPCC)預(yù)測，氣溫每升高一度，小麥、水稻和玉米的產(chǎn)量將下降10%～25%。目前，全球升溫1.2攝氏度，已使世界平均農(nóng)業(yè)產(chǎn)量下降了至少21%，導(dǎo)致非洲、中美洲和南美洲等極易受極端氣候影響的中低收入國家的糧食不安全和營養(yǎng)不良現(xiàn)象急劇增加。預(yù)計到21世紀(jì)中葉，將有10%的現(xiàn)有糧食生產(chǎn)區(qū)域不再適合種植作物和飼養(yǎng)牲畜。此外，影響全球氣溫并加劇干旱和洪水的“三重”拉尼娜現(xiàn)象(LaNinaclimate)可能會持續(xù)到2023年，將極大影響全球農(nóng)作物播種和生產(chǎn)?；蚓庉嫾夹g(shù)在作物育種方面展現(xiàn)出極大潛力，有望緩解糧食不安全狀況尺度上創(chuàng)造出對新興病原體和環(huán)境壓力具有內(nèi)置抗性的作物，促進(jìn)氣候適應(yīng)型農(nóng)業(yè)的發(fā)成本?；蚓庉嫈U展了傳統(tǒng)的作物育種工具，通過更快、更準(zhǔn)確地將新性狀引入作物內(nèi)平均成本為1330萬美元，而轉(zhuǎn)基因作物的平均成本為8070萬美元。第二，基因編輯可以外觀及其在環(huán)境中的行為，基因編輯技術(shù)通過在特定DNA序列上找到對應(yīng)位置進(jìn)行切割，并用所需DNA去除或替換不需要的DNA，以此改變生物體特征?；蚓庉嬍菙U大作物耐受性的有效工具，為應(yīng)對氣候變化對全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力造成的當(dāng)前和新興的威脅提供了解決方案。第三，基因編輯可以提高作物產(chǎn)量，優(yōu)化作物質(zhì)量。基因編輯技術(shù)通過改進(jìn)或調(diào)節(jié)作物的關(guān)鍵基因，改變作物的物理性狀，以抵御生物及非生物脅迫的影響，從而提高作物產(chǎn)量。第四，基因編輯可以減少農(nóng)業(yè)化學(xué)品造成的不良影響，提升環(huán)境效益，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。未來，基因編輯還將為建立更具韌性和可持續(xù)性的農(nóng)業(yè)食品系統(tǒng)、穩(wěn)定糧食供應(yīng)、解決糧食不安全問題及實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)提供新的路徑，基因編輯作物也將繼續(xù)加速作物種植現(xiàn)代化，推動聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)所倡導(dǎo)的零饑餓和氣候行動愿景的實現(xiàn)，成為緩解糧食危機、實現(xiàn)糧食安全的有效解決方案。對中國的影響與啟示2022年6月，論壇開幕式上指出，全球近70個國家的12億人口面臨疫情、糧食、能源、債務(wù)危機，全球過去數(shù)十年減貧成果可能付諸東流。自2018年以來，糧食不安全狀況持續(xù)上升，根據(jù)聯(lián)合國的數(shù)據(jù)，到2050年，全球人口估計將達(dá)到90生產(chǎn)增加50%。當(dāng)前，疫情帶來的負(fù)面影響進(jìn)一步惡化脆弱群體的糧食安全和營養(yǎng)狀在形成，亟須通過科學(xué)和創(chuàng)新幫助實現(xiàn)農(nóng)業(yè)糧食系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。業(yè)“走出去”，提高中國國際影響力的同時拓寬農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)口渠道，提高國內(nèi)糧食安全水平。（三）人工智能與生物技術(shù)的日益融合為生命科學(xué)研究帶來范式轉(zhuǎn)變?nèi)斯ぶ悄茉卺t(yī)療保健中有多種用途，從分子和遺傳學(xué)測試到醫(yī)學(xué)成像、診斷代碼分準(zhǔn)確性，使醫(yī)療決策或研發(fā)成果更具效率。美歐加強人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用，加快醫(yī)療診斷的智能化、數(shù)字化進(jìn)程2022年1月，美國衛(wèi)生與公眾服務(wù)部(HealthandHumanServices,HHS)首席人工智能官辦公室(OfficeoftheChiefArtificialIntelligenceOfficer,OCAIO)提出發(fā)展醫(yī)療AI的重點領(lǐng)域和戰(zhàn)略方針：使HHS對AI技術(shù)及其潛力具有廣泛的熟悉度、舒適度和流暢度；通過將最佳實踐和經(jīng)驗教訓(xùn)應(yīng)用于HHS的其他領(lǐng)域，促進(jìn)AI擴展；通過提高HHS采用和擴展AI和機器學(xué)習(xí)(MachineLearning,ML)的速度刺激AI加速。2022年9月，美國國家衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health, NIH)啟動通往人工智能的橋梁(Bridge2AI)計劃，將在4年內(nèi)投資1.3億美元，擴大AI在生物醫(yī)學(xué)和行為研究中的應(yīng)用。2022年5月，歐盟委員會啟動歐洲衛(wèi)生數(shù)據(jù)空間(EuropeanHealthDataSpace,EHDS)點。EHDS提供了一個一致、可靠和高效的框架，在確保完全符合歐盟高數(shù)據(jù)保護標(biāo)準(zhǔn)的成員國的健康數(shù)據(jù)。EHDS將利用歐盟正在和即將部署的公共數(shù)字產(chǎn)品，如AI、高性能計算、云和智能中間件。此外，AI、電子身份和網(wǎng)絡(luò)安全框架也將支持EHDS。人工智能推進(jìn)生物基礎(chǔ)研究，精準(zhǔn)預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和作用進(jìn)化中所涉及的酶。AI生物學(xué)新時代。2022年1月，美國能源部橡樹嶺國家實驗室(ORNL)和佐治亞理工學(xué)院(Gatech)利用ORNL的Summit超級計算機、谷歌的AlphaFold和佐治亞理工學(xué)院的SAdLSA計算工具，預(yù)測數(shù)千種功能未知的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和作用。這種深度學(xué)習(xí)驅(qū)動方法通過DNA序列推斷蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能，為生物技術(shù)、生物安全、生物能源和氣候變化等提供更加豐富的解決方案。2022年3月，美國華盛頓大學(xué)(UniversityofWashingtonUW)質(zhì)的小分子結(jié)合蛋白，有助于開發(fā)攻克癌癥、糖尿病、疫情等疾病的新療法。2022年7月，英國人工智能公司DeepMind與歐洲生物信息研究所(EuropeanMolecularBiologyLaboratory-EuropeanBioinformaticsInstituteEMBL-EBI)的研究團隊利用AlphaFold預(yù)測出超100萬個物種的2.14億個蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，幾乎涵蓋了地球上所有已知蛋白質(zhì)，其中，約35%的結(jié)構(gòu)具有高精度，達(dá)到了實驗手段獲取的結(jié)構(gòu)精度；80%的結(jié)構(gòu)可靠性足突破將加速新藥開發(fā)，并為基礎(chǔ)科學(xué)帶來全新革命。人工智能加速藥物研發(fā)進(jìn)程，改善制藥領(lǐng)域的高投入、長周期等痛點傳統(tǒng)的藥物研發(fā)過程復(fù)雜且耗時，需經(jīng)過大量篩選來確定能達(dá)到預(yù)期效果的化合物而人工智能在藥物發(fā)現(xiàn)中具有3個關(guān)鍵優(yōu)勢：一是可用于準(zhǔn)確預(yù)測潛在化合物的性質(zhì)，減少資源和時間的浪費；二是可通過創(chuàng)造具有預(yù)期成功特性的分子來幫助開發(fā)新化合物，進(jìn)有效新藥的研發(fā)；三是在藥物發(fā)現(xiàn)過程中簡化評估藥物有效性時的重復(fù)任務(wù)，將成為來藥物研發(fā)的關(guān)鍵核心技術(shù)之一。2022年1月，法國制藥公司賽諾菲(Sanofi)與英國人工智能公司Exscientia合作，通過將其AI個性化醫(yī)療平臺與Exscientia公司的CentaurAI系統(tǒng)相結(jié)合，開發(fā)了多達(dá)15種治療癌癥和免疫疾病的新型小分子候選藥物。2022年8月，美國華盛頓大學(xué)研究團隊利用AI從頭設(shè)計出能夠穿過細(xì)胞膜的大環(huán)多肽分子，開辟了設(shè)全新口服藥物的新途徑。2022年9月，美國中佛羅里達(dá)大學(xué)(UCF)的研究人員創(chuàng)建出基于AI的篩選模型AttentionSiteDTI，可加快藥物發(fā)現(xiàn)進(jìn)程，并在識別有希望的候選藥物方面具有97%的準(zhǔn)確性。2022年10月，美國英矽智能(Insilico 與賽諾菲達(dá)成戰(zhàn)略合作協(xié)議。賽諾菲將利用英矽智能AI驅(qū)動的Pharma.AI藥物發(fā)現(xiàn)平臺，識別、合成和推進(jìn)高質(zhì)量先導(dǎo)化合物的研究，使其達(dá)到臨床開發(fā)候選階段。該合作將推進(jìn)基于不超過6個創(chuàng)新靶點的候選藥物研發(fā)，有助于加速創(chuàng)新治療藥物研發(fā)，以盡快滿足未來醫(yī)療需求。2022年11月，瑞典查爾姆斯理工大學(xué)(ChalmersUniversityofTechnology)研究人員利用AI開發(fā)出控制細(xì)胞蛋白質(zhì)生產(chǎn)的合成DNA，其中包含控制特定蛋白質(zhì)數(shù)量的精確指令，有助于更經(jīng)濟、有效地開發(fā)和生產(chǎn)疫苗、治療嚴(yán)重疾病的藥物及替代食品蛋白。人工智能在預(yù)測和識別傳染病和非傳染性疾病方面展現(xiàn)出極大應(yīng)用前景性非傳染性疾病的早期跡象，改善干預(yù)措施，降低疾病進(jìn)一步惡化的風(fēng)險。2022年3月，浙江大學(xué)等機構(gòu)的研究人員開發(fā)出一種便攜式人工智能嗅覺(AIO)系統(tǒng)，可通過皮膚散發(fā)的氣味診斷受試者是否患有帕金森病，其準(zhǔn)確率為70.8%，敏感性高達(dá)91.7%，但特異性僅為50%，表明假陽性率很高，在進(jìn)入臨床應(yīng)用前還需進(jìn)行更多實驗來提高準(zhǔn)確率。2022年8月，英國倫敦大學(xué)學(xué)院(UniversityCollegeLondon,UCL)領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊開發(fā)出一種人工智能算法MELD，可檢測出導(dǎo)致癲癇發(fā)作的細(xì)微大腦異常。2022年9月，荷蘭馬斯特里赫特大學(xué)(MaastrichtUniversity)科研人員開發(fā)出可通過手機應(yīng)用程序從人聲中檢測疫情病毒感染的AI模型，其總體準(zhǔn)確率為89%，正確檢測陽性病例的能力為89%，正確識別陰性病例的能力為83%，比快速抗原測試更準(zhǔn)確且成本更低、更易使用。此外，該模型還支持遠(yuǎn)程虛擬測試，可在一分鐘內(nèi)出結(jié)果。2022年9月，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院研究團隊開發(fā)出預(yù)測未來可能出現(xiàn)的疫情病毒變體的AI模型，可幫助識別能夠逃避免疫的變體，支持公共衛(wèi)生快速決策，并將有助于開發(fā)下一代抗體療法和疫情疫苗。2022年10月，美國布萊根婦女醫(yī)院(BrighamandWomen'sHospital,BWH)等機構(gòu)的研究團隊基于自監(jiān)督深度學(xué)習(xí)開發(fā)出快速和可擴展的病理圖像搜索工具SISH，有望改善病理學(xué)的訓(xùn)練、疾病亞型劃分、腫瘤的鑒定及罕見形態(tài)學(xué)的鑒定，為疾病診斷、預(yù)后和分析提供幫助。2022年11月，美國約翰斯·霍普金斯大學(xué)團隊開發(fā)出新型AI血液檢測技術(shù)DELFI，可檢測到80%以上的肝癌。經(jīng)驗證，該技術(shù)總體靈敏度為88%，特異性為98%，實現(xiàn)了肝癌早期階段的檢測，為肝硬化、病毒性肝炎等高風(fēng)險個體提高生存率提供了新途徑。對中國的影響與啟示生物技術(shù)和信息技術(shù)的不斷融合深刻影響了生物醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)研究、藥物開發(fā)、臨床診療、健康管理等環(huán)節(jié)。人工智能正在推動生物醫(yī)學(xué)從以實驗為主向以數(shù)據(jù)驅(qū)動為主、實驗為輔轉(zhuǎn)變，臨床數(shù)據(jù)采集、儲存、管理及應(yīng)用等有關(guān)的醫(yī)療信息技術(shù)發(fā)展迅速，用于健康管理和監(jiān)測的移動醫(yī)療應(yīng)用日益廣泛。AI使生物醫(yī)藥領(lǐng)域更經(jīng)濟、更普惠，通過整合和解釋個體醫(yī)療數(shù)據(jù)，促進(jìn)精準(zhǔn)醫(yī)療；通過快速解析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，加速藥物研發(fā)的同時降低成本和時間；通過自動識別并幫助修復(fù)供應(yīng)鏈缺陷，增強供應(yīng)鏈韌性；通過預(yù)測未來需求，更好地做好藥物準(zhǔn)備。此外，AI還可用于大流行病的預(yù)測、早期監(jiān)測和預(yù)警。AIAI對生物醫(yī)藥行業(yè)的充分賦能，亟須國家、企業(yè)、醫(yī)療/科研機構(gòu)的共同努力。一是強化科孵化園區(qū)可以將產(chǎn)業(yè)上下游聯(lián)合起來，形成良好產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。四是加強數(shù)據(jù)和隱私管理。采用新興AI算法首要考量因素應(yīng)是數(shù)據(jù)安全和隱私保護，制藥領(lǐng)域數(shù)據(jù)的保密性和商業(yè)管理機制來解決。未來，AI能高效的健康醫(yī)療服務(wù)。（四）世界主要經(jīng)濟體加強生物安全領(lǐng)域的戰(zhàn)略部署當(dāng)前，氣候變化愈演愈烈，導(dǎo)致冰川融化、極地冰凍圈加劇退縮，大量病原微生抗生素耐藥性的不斷蔓延或?qū)硪粓鲂碌摹盁o聲”的大流行病。2022年3月，俄羅斯國防部發(fā)現(xiàn)美國在烏克蘭建立了15個生物實驗室，并找到了這些實驗室進(jìn)行危險疾病病原面對日益嚴(yán)峻的生物安全形勢，越來越多的國家加緊制定生物安全戰(zhàn)略政策2022年2月，英國政府要求更新其生物安全戰(zhàn)略，并指出更新的戰(zhàn)略中需考慮的關(guān)鍵驗室意外釋放，如天花和口蹄疫從不安全的實驗室逃逸和被用于造成傷害的雙重用途研究。2022年2月，尼日利亞正式啟動2022—2026年國家生物安全政策和行動計劃（NationalBiosecurityPolicyandActionPlan，NBP&AP），以保護公民健康及其周圍環(huán)境免受生物威脅并維持社會經(jīng)濟發(fā)展。該計劃旨在通過提升科技和行政能力、維持功能性基礎(chǔ)設(shè)施和整合信息交流系統(tǒng)，提升國家各項任務(wù)的功能，確保國家的生物安全；通過將專業(yè)知識、基礎(chǔ)設(shè)施、技術(shù)和宣傳視為重點，改進(jìn)國家系統(tǒng)，確保預(yù)防和應(yīng)對生物威脅。2022年3月，美國政府和國家衛(wèi)生研究院(NIH)啟動對國內(nèi)管理潛在大流行病病原體研究的生物安全政策范圍和有效性的全面審查，旨在確保生物安全對策與科學(xué)研究的進(jìn)展保持同步。2022年8月，澳大利亞發(fā)布首個國家生物安全戰(zhàn)略計劃，以保護其農(nóng)業(yè)和環(huán)境免受病蟲害的影響。該戰(zhàn)略指出，氣候變化、貿(mào)易和旅行的增長，以及土地使用的不斷變化等因素加劇了動物疾病的風(fēng)險。該戰(zhàn)略有助于使現(xiàn)有的州和地區(qū)計劃同步化，以阻止?jié)撛趧游锛膊〉娜肭帧?022年10月，沙特阿拉伯王國投資部(TheMinistryofInvestmentofSaudiArabia,MISA)與美國生物技術(shù)公司GinkgoBioworks共同簽署了一份為沙特阿拉伯王國部署新的公共衛(wèi)生舉措的備忘錄，以開發(fā)生物技術(shù)，提高其生物安全能力。世界主要經(jīng)濟體和國際組織細(xì)化生物防御能力建設(shè)，以更好地應(yīng)對生物威脅2022年2月，美國農(nóng)業(yè)部動植物健康檢查局(AnimalandPlantHealthInspectionService,APHIS)推進(jìn)對疫情病毒和其他新興人畜共患病監(jiān)測的最終戰(zhàn)略框架，旨在對動暴發(fā)。2022年8月，美國國家科學(xué)、工程與醫(yī)學(xué)院(NationalAcademyofSciences,NAS)發(fā)布《減少傳染病跨境傳播》(SlowingtheCross-BorderSpreadofInfectiousDisease)報告，建議美國疾病預(yù)防與控制中心(CentersforDiseaseControlandPrevention,CDC)下屬的全球移民和防疫司(DivisionofGlobalMigrationandQuarantine,DGMQ)的檢疫站為各種可傳播疾病威脅制定詳細(xì)的行動計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃，衛(wèi)生緊急情況下提供幫助。2022年10月，拜登政府發(fā)布《國家生物防御戰(zhàn)略與實施計劃》(NationalBiodefenseStrategyandImplementationPlan)，提出撥款880億美元，在未來5年內(nèi)通過資助傳染性疾病研究項目等措施，提升美國防范及應(yīng)對新疫情的能力，并要求各聯(lián)邦機構(gòu)將生物防御及戰(zhàn)略落實作為科技優(yōu)先事項。該戰(zhàn)略主要包括：對疫情及其他生物威脅的預(yù)警；防范傳染病暴發(fā)及生物事故；明確時間目標(biāo)，即在疫情發(fā)生后的12小時內(nèi)開展檢測、90天內(nèi)推出快速診斷方法、100天內(nèi)開發(fā)疫苗、90天內(nèi)基于現(xiàn)有藥物研發(fā)和驗證新療法，或在180天內(nèi)研發(fā)新療法；快速響應(yīng)疾病暴發(fā)并迅速從疫情及生物事件中恢復(fù)等。2022年4月，國際貨幣基金組織發(fā)布《管理疫情長期風(fēng)險的全球戰(zhàn)略》(A GlobalStrategytoManagetheLong-TermRisksofCOVID-19)。該戰(zhàn)略側(cè)重于4個關(guān)鍵方面：一是廣泛的醫(yī)療保健公平；二是加強疾病監(jiān)測，監(jiān)控不斷演變的病毒；三是從應(yīng)急應(yīng)向可持續(xù)和長期反應(yīng)的轉(zhuǎn)變；四是建立應(yīng)對未來疾病威脅的統(tǒng)一風(fēng)險緩解方法。該戰(zhàn)指出，國際社會應(yīng)認(rèn)識到流行病融資解決的是全球經(jīng)濟的系統(tǒng)性風(fēng)險，因此，應(yīng)撥出更資金來抗擊流行病，加強國內(nèi)外的衛(wèi)生系統(tǒng)。2022年需要150億美元的撥款，此后每年將需要100億美元。2022年6月，英國前首相鮑里斯·約翰遜(BorisJohnson)宣布為世界銀行金融調(diào)節(jié)基金(FinancialIntermediaryFund)提供2500萬英鎊，以幫助全球預(yù)防和應(yīng)對未來大流行病，提升國家、區(qū)域和全球?qū)用嫘l(wèi)生系統(tǒng)的疾病監(jiān)控與準(zhǔn)備能力。2022年8月，英國政府發(fā)布野生鳥類禽流感的緩解策略。該策略是英國環(huán)境、食品和鄉(xiāng)村事務(wù)部(DepartmentforEnvironment,FoodandRuralAffairs,DEFRA)和威爾士政府及動植物衛(wèi)生局(AnimalandPlantHealthAgency,APHA)、威爾士自然資源局(NaturalResourcesWales, NRW)在國家法律范圍內(nèi)對英國野生鳥類的禽流感采取的政策和方法，并為公眾和非政府組織列出了有關(guān)野生鳥類禽流感的問題與預(yù)防和解決方案的指南。APHA還發(fā)起了一個由8人組成的研究團隊，并資助其150萬英鎊，用于開發(fā)控制禽流感暴發(fā)的新方法和戰(zhàn)略。2022年6月，歐洲議會和理事會就《嚴(yán)重跨境健康威脅條例》(Regulation SeriousCross-BorderThreatstoHealth)達(dá)成政治協(xié)議。該條例加強了準(zhǔn)備和應(yīng)對規(guī)劃，并為靈活、綜合的監(jiān)測系統(tǒng)制定了規(guī)則，提高了歐盟及其成員國進(jìn)行準(zhǔn)確風(fēng)險評估采取有針對性的應(yīng)對行動的能力，包括聯(lián)合采購疫苗和治療劑等醫(yī)療對策。該條例為歐盟提供了一個全面的衛(wèi)生安全框架，以管理在準(zhǔn)備、監(jiān)測、風(fēng)險評估、預(yù)警和應(yīng)對方面的聯(lián)合行動，將使歐盟能夠更好地檢測、準(zhǔn)備和應(yīng)對未來大流行病或其他嚴(yán)重的健康威脅。2022年9月，世界衛(wèi)生組織發(fā)布《負(fù)責(zé)任地使用生命科學(xué)的全球指導(dǎo)框架》(GlobalGuidanceFrameworkfortheResponsibleUseoftheLifeSciences)，呼吁各國領(lǐng)導(dǎo)人和其他利益攸關(guān)方減輕生物風(fēng)險，安全地監(jiān)管和治理兩用研究。這是首個全球性的技術(shù)和規(guī)范框架，重點考慮生物安全、實驗室生物安保和兩用研究監(jiān)督三個加強生物風(fēng)險管理的核心支柱，為減少生物風(fēng)險和管理兩用研究的國家框架和方法的制定提供了信息，有助于指導(dǎo)生命科學(xué)和相關(guān)技術(shù)在改善全球健康方面發(fā)揮安全、有益的作用。2022年11月，拜登政府宣布促進(jìn)全球衛(wèi)生安全的新行動，加快實施《國家生物防御戰(zhàn)略》和《應(yīng)對生物威脅、加強流行病防備和實現(xiàn)全球衛(wèi)生安全實施計劃》，以防自然、意外和蓄意的傳染病威脅。根據(jù)新行動，美國將擴大全球衛(wèi)生安全伙伴關(guān)系和雙邊伙伴關(guān)系，繼續(xù)與西半球的合作伙伴合作，并將在北美和南美地區(qū)開展工作，建設(shè)覆蓋更廣泛的衛(wèi)生安全能力。舉措抗生素耐藥性是對全球公共衛(wèi)生和現(xiàn)代醫(yī)療保健最嚴(yán)重的威脅之一，對人類、動植物和環(huán)境健康構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)和根本性威脅，破壞農(nóng)業(yè)糧食系統(tǒng)的可持續(xù)性，甚至被稱為無聲的大流行病。近年來，世界衛(wèi)生組織將抗生素耐藥性確定為人類面臨的十大全球公共衛(wèi)生威脅之一，并預(yù)測到2050年抗生素耐藥性每年可能導(dǎo)致1000萬人死亡，比癌癥引起的死亡人數(shù)還要多。2022年1月，《柳葉刀》(TheLancet)期刊發(fā)表《2019年細(xì)菌耐藥性負(fù)擔(dān)：跨國系統(tǒng)分析》(TheBurdenofBacterialAntimicrobialResistanceintheWHOEuropeanRegionin2019:ACross-CountrySystematicAnalysis)報告，提供了最全面的抗生素耐藥性統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并指出，2019年有495萬人死于抗生素失效。2022年4月，世界衛(wèi)生組織、糧農(nóng)組織、世界動物衛(wèi)生組織(WorldOrganisationforAnimalHealth,OIE)和環(huán)境規(guī)劃署(UnitedNationsEnvironmentProgramme,UNEP)制定抗生素耐藥性合作戰(zhàn)略框架，概述了以上4個組織為在全球、區(qū)域和國家層面推進(jìn)針對抗生素耐藥性的健康一體化(OneHealth)應(yīng)對措施而開展的聯(lián)合工作，并支持實施《全球抗生素耐藥性行動計劃》(GlobalActionPlanonAMR)的五大支柱，以及加強全球抗生素耐藥性治理。2022年4月，新加坡衛(wèi)生部(MinistryofHealth,MOH)、農(nóng)業(yè)食品和獸醫(yī)局(Agri-FoodandVeterinaryAuthority,AVA)、國家環(huán)境局(NationalEnvironmentAgency,NEA)和新加坡公用事業(yè)局(PublicUtilitiesBoard,PUB)組成的健康一體化抗微生物耐藥估、研究、防控感染和優(yōu)化抗生素的使用5項核心戰(zhàn)略，強化抗擊抗生素耐藥性的行動，優(yōu)先考慮未來的干預(yù)措施，以減少耐藥微生物的出現(xiàn)并防止其傳播。2022年7月，美國疾病控制和預(yù)防中心在《2022年特別報告：疫情對美國抗菌藥物耐藥性的影響》(COVID-19:U.S.ImpactonAntimicrobialResistance,SpecialReport 2022)報告中得出結(jié)論，疫情大流行減緩了美國多年來在抗擊抗生素耐藥性方面取得的進(jìn)展，抗生素耐藥性的感染率和死亡率較疫情大流行第一年增加了至少15%。CDC的首要目標(biāo)是預(yù)防和準(zhǔn)備，其將根據(jù)《美國國家應(yīng)對抗生素耐藥細(xì)菌行動計劃》(U.S.NationalActionPlanforCombatingAntibiotic-ResistantBacteria,CARB)，通過加強數(shù)據(jù)系統(tǒng)和共享、繼續(xù)向醫(yī)療人員和機構(gòu)提供高質(zhì)量的預(yù)防和控制感染培訓(xùn)、優(yōu)化抗生素的使用和獲取、擴大國家廢水監(jiān)測系統(tǒng)的能力，以及加速開發(fā)新抗生素和抗真菌藥物及治療學(xué)研究五個關(guān)鍵領(lǐng)域來繼續(xù)引領(lǐng)抗擊抗生素耐藥性的進(jìn)展。2022年10月，世界衛(wèi)生組織發(fā)布全球首份優(yōu)先真菌病原體清單(Fungal PriorityPathogensList,FPPL)，列出了對公共衛(wèi)生構(gòu)成最大威脅的19種真菌，旨在進(jìn)一步推動研究和政策干預(yù)，以加強全球?qū)φ婢腥竞涂股啬退幮缘姆磻?yīng)。FPPL清單根據(jù)真菌對公共健康的影響和耐藥性風(fēng)險分為關(guān)鍵、高優(yōu)先級和中等優(yōu)先級三個等級。世界衛(wèi)生組提出需改善對這些優(yōu)先真菌病原體的反應(yīng)，防止抗生素耐藥性的發(fā)展，重點包括加強實室能力和監(jiān)測，維持對研究、開發(fā)和創(chuàng)新的投資，加強預(yù)防和控制公共衛(wèi)生干預(yù)措施。2022年11月，歐洲疾病預(yù)防控制中心(EuropeanCentreforDiseasePreventionandControl,ECDC)報告表明，歐盟每年有多達(dá)35000人死于抗菌素耐藥性引起的并發(fā)康、動物健康和環(huán)境之間的相互聯(lián)系。歐盟委員會計劃在2023年上半年在擬議的理事會上提出相關(guān)建議，并在歐盟制藥立法修訂案中加強對抗生素耐藥性的行動；2023年晚些時候，歐盟將根據(jù)歐盟健康計劃(EU4Health)，與成員國、挪威、冰島和烏克蘭發(fā)起5000萬歐元的抗生素耐藥性聯(lián)合行動。2022年11月，第三屆全球抗菌藥物耐藥性高級別部長級會議首次討論了應(yīng)對全球抗菌藥物耐藥挑戰(zhàn)的目標(biāo)，將為2024年的聯(lián)合國大會抗生素耐藥性高級別會議上的政治承諾鋪平道路。會議商定了《馬斯喀特部長宣言》(The Muscat Declaration)，提出了3項全球目標(biāo)：一是到2030年，將農(nóng)業(yè)糧食系統(tǒng)中使用的抗菌劑總量至少減少30%～50%；二是保存人類醫(yī)學(xué)中極為重要的抗菌藥物，停止使用醫(yī)學(xué)上重要的抗菌劑促進(jìn)動物生長；三是確保到2030年，“可及”類抗生素（價格合理、安全且耐藥性風(fēng)險低的抗生素）至少占人類抗生素總消費量的60%。新興生物技術(shù)幫助監(jiān)測和檢測潛在生物風(fēng)險基因編輯、分子生物學(xué)等新興生物技術(shù)在檢測傳染病方面具有極大的應(yīng)用前景。2022年2月，美國麻省理工學(xué)院博德研究所(BroadInstituteofMIT)、哈佛大學(xué)和普林斯頓大學(xué)(Princeton 的研究人員開發(fā)出一種基于CRISPR的技術(shù)平臺mCARMEN，可以發(fā)現(xiàn)樣本中的病毒并測量其數(shù)量及患者感染他人的能力，其準(zhǔn)確度與病毒測序一樣。該平臺能夠區(qū)分包括Delta和Omicron在內(nèi)的6種疫情病毒變體譜系，還能檢測和區(qū)分多種人類呼吸道病毒、細(xì)菌感染及監(jiān)測抗生素耐藥性。2022年6月，美國萊斯大學(xué)開發(fā)出可被藍(lán)光激活的下一代分子鉆頭，或?qū)氐赘淖兣c超級細(xì)菌斗爭的局面。研究人員將分子設(shè)計成移動的轉(zhuǎn)子，其被藍(lán)光激活時每秒可旋轉(zhuǎn)200萬～300萬次，再通過對細(xì)菌膜的負(fù)電荷進(jìn)行定位來更好地將鉆頭引向細(xì)菌。這些鉆頭還能有效擊穿細(xì)菌在其菌落周圍建立的保護罩，殺死持久性細(xì)胞，延長現(xiàn)有抗生素的使用壽命。2022年9月，上海同濟大學(xué)開發(fā)出一種能夠檢測空氣飛沫或氣溶膠中流感、冠狀病毒分子，可像抗體一樣識別病原體的獨特蛋白質(zhì)。該團隊用三種適配體修改了多通道傳感器，可同時識別SARS-CoV-2、H5N1和H1N1上的表面蛋白。當(dāng)適配體與空氣中的目標(biāo)蛋白結(jié)合，高度敏感的離子門控晶體管可在10分鐘內(nèi)通過手機提醒佩戴者。2022年11月，美國科羅拉多州立大學(xué)和加利福尼亞州立大學(xué)(California University)開發(fā)出一種可插入熒光染料或合成DNA的標(biāo)記顆粒。給蚊子幼蟲攝入裝載了DNA晶體的顆粒，隨著蚊子成長，DNA晶體在其腸道中保持完整，并產(chǎn)生一種可通過實驗室技術(shù)讀取的代碼，使研究人員能夠?qū)ξ米舆M(jìn)行實時追蹤監(jiān)測和溯源，分析其移動軌跡，控制其行動，對未來的疾病監(jiān)測應(yīng)用至關(guān)重要，并有可能徹底改變蚊媒疾病的研究式。對中國的影響與啟示進(jìn)自主創(chuàng)新，力爭在部分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“并跑”乃至“領(lǐng)跑”，打造產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、價值鏈、供應(yīng)鏈深度融合的生物產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)體系。中國現(xiàn)有的生物安全風(fēng)險防治體系仍存在短板弱項，為有效預(yù)防生物安全風(fēng)險和遏制危害，中國應(yīng)在制定未來的生物安全框架時將重點轉(zhuǎn)向基于風(fēng)險的態(tài)勢感知和戰(zhàn)略預(yù)警；持續(xù)推進(jìn)生物安全領(lǐng)域科技自主化建設(shè)，緊跟世界前沿生物安全技術(shù)發(fā)展，瞄準(zhǔn)新一輪世染病、神經(jīng)科學(xué)、合成生物學(xué)等新興生物技術(shù)領(lǐng)域和重大生物醫(yī)療裝備方面加大創(chuàng)新投技能培訓(xùn)，為維護和塑造國家生物安全提供有力保障。（五）重大新發(fā)突發(fā)傳染病疫情疊加，世界各國加速啟動疫苗研發(fā)2022年，多國相繼取消防疫限制，世界進(jìn)入后疫情時代。然而，在疫情反復(fù)延宕的大背景下，疫情變異株追蹤、疫情口服藥、疫情疫苗等生物技術(shù)加速創(chuàng)新，成為引領(lǐng)新一輪生物產(chǎn)業(yè)革命的絕對主角。同時，越來越多的病毒、細(xì)菌和疾病加速“越界”侵襲，猴痘、脊髓灰質(zhì)炎、埃博拉、禽流感、登革熱、霍亂等重大新發(fā)突發(fā)傳染性疾病在全球范圍內(nèi)頻繁出現(xiàn)，嚴(yán)重擾亂國際秩序，威脅人類健康和安全。在此背景下，可以有效針對某一類病毒家族的通用疫苗或提供一種有效的防護策略，成為下一階段的技術(shù)攻關(guān)重點。多種傳染病疫情頻發(fā)，威脅人類和動物健康疫情變異株Omicron取代Delta成為全球主流毒株并仍在持續(xù)變異，BA.5、BA.4.6、BQ.1.1、BQ.1、BF.7、BA.2.75.2、BA.2.75、BA.4等主要的奧密克戎變異毒株在全球范圍內(nèi)加速傳播，引起世界衛(wèi)生組織關(guān)注。2023年年初，一種名為XBB.1.5的奧密克戎新亞變體在美國興起，至2023年1月已占該國所有疫情病例的43%，且傳播迅速。疫情大流行擾亂了部分常規(guī)的免疫接種，使公共衛(wèi)生風(fēng)險急劇上升。伴隨著疫情病毒的傳播，脊髓灰質(zhì)炎、霍亂、瘧疾等人類疾病和非洲豬瘟、口蹄疫等動物疫病猖獗；多種人畜共患病的出現(xiàn)更是為疫情防控阻擊戰(zhàn)增添新的難度。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)，人畜共患病占過去40年人類新發(fā)疾病的75%，而在人際傳播的所有病原體中，有三分之二是人畜共患的。2022年5月，Mpox（舊稱猴痘）于英國暴發(fā)，隨后，世界衛(wèi)生組織宣布Mpox構(gòu)成國際關(guān)注的突發(fā)公共衛(wèi)生事件(PublicHealthEmergencyofInternationalConcern,PHEIC)。截至2022年12月，全球已經(jīng)有110多個國家和地區(qū)報告了超8.3萬例Mpox確診病例，66例死亡病例。2022年2月，美國檢測出高致病性禽流感病毒H5N1。除北美外，此次禽流感疫情還襲擊了英國、法國、德國、日本等歐亞多國。歐洲疾病預(yù)防和控制中心的數(shù)據(jù)顯示，這是歐洲有史以來經(jīng)歷的最大規(guī)模的禽流感疫情。2022年4月起，剛果（金）、加納和烏干達(dá)接連宣布暴發(fā)埃博拉疫情，其中烏干達(dá)的埃博拉疫情由相對罕見的蘇丹埃博拉病毒株造成，病死率為33%且目前尚無獲批疫苗。2022年9月，尼泊爾遭受迄今最嚴(yán)重的登革熱疫情，感染和死亡風(fēng)險仍在不斷升級。通用冠狀病毒疫苗成為研發(fā)新趨勢，mRNA疫苗技術(shù)顛覆全球疫苗產(chǎn)業(yè)格局疫苗是有效預(yù)防高致死率和缺乏治療方案的傳染病的必要手段，被視為公共衛(wèi)生領(lǐng)域最偉大的成就之一。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計，截至2022年12月，全球共開展了375款疫情病毒疫苗研發(fā)，其中處于臨床試驗階段的疫苗有176款，另外199款疫苗尚處于臨床前開發(fā)階段。處于臨床試驗階段的疫苗以核酸疫苗（RNA疫苗和DNA疫苗）居多，占總數(shù)的33%；其次是蛋白亞單位疫苗(ProteinSubunitPS)，占總數(shù)的32%。疫情疫苗的未來研發(fā)技術(shù)路徑，主要還是聚焦于核酸疫苗和蛋白亞單位疫苗兩大領(lǐng)域。當(dāng)前，疫情病毒的不斷變異沖擊著現(xiàn)有疫苗的有效性，使疫苗研發(fā)更加復(fù)雜。同時他未知冠狀病毒也可能隨時出現(xiàn)，為更好地應(yīng)對這些威脅，通用冠狀病毒疫苗已經(jīng)成為政府機構(gòu)和疫苗制造商的研究重點。世界衛(wèi)生組織總干事譚德塞(Tedros AdhanomGhebreyesus)稱，開發(fā)第二代疫苗來阻止或減少感染將成為下一步疫苗研發(fā)重點，而最理想的解決方案是研發(fā)出一種覆蓋現(xiàn)有的及未來可能出現(xiàn)的所有變種的通用冠狀病毒疫苗。美國總統(tǒng)首席醫(yī)療顧問安東尼·福奇(AnthonyFauci)在白宮發(fā)表關(guān)于下一代疫苗研發(fā)方向的演講時也提倡使用通用冠狀病毒疫苗。2022年1月，美國沃爾特·里德國家軍事醫(yī)療中心(WalterReedNationalMilitaryMedicalCenter,WRNMMC)開始對通用冠狀病毒疫苗進(jìn)行人體臨床試驗。2022年7月，美國流行病防備創(chuàng)新聯(lián)盟(Coalition EpidemicPreparednessInnovations,CEPI)擬投資3000萬美元，用于開展一種新型納米顆粒疫苗的臨床試驗，而該疫苗或可提供針對一系列冠狀病毒的保護；2022年10月，日本政府?dāng)M為生物醫(yī)藥先進(jìn)疫苗研發(fā)戰(zhàn)略中心(Strategic Center of BiomedicalAdvancedVaccineResearchandDevelopmentforPreparednessandResponse,SCARDA)投資20億美元，以期實現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)潛在大流行病原體的100天內(nèi)開發(fā)出可供大規(guī)模生產(chǎn)的診斷測試、治療方法和疫苗。該中心首批獲批的兩個項目為開發(fā)通用冠狀病毒苗和針對與SARS相關(guān)的疫苗。2022年11月，美國賓夕法尼亞大學(xué)佩雷爾曼醫(yī)學(xué)院(PerelmanSchoolofMedicineattheUniversityofPennsylvania)研究團隊開發(fā)出針對所有20種已知流感病毒亞型的實驗性mRNA疫苗，可提供對其他致命性流感病毒毒株的廣泛保護，或成為預(yù)防冠狀病毒等具有大流行潛力的病毒的普遍措施。隨著疫苗研究與開發(fā)的持續(xù)進(jìn)步，疫苗不僅能夠用于預(yù)防傳染病，還可以預(yù)防甚至治療癌癥等非傳染性疾病，且這一作用日益明顯。mRNA疫苗技術(shù)對免疫功能受損的患者來說更安全且這種疫苗可以快速制造，更具成本效益，已被證明是在疫情大流行期間開發(fā)高效疫苗的最快途徑之一。據(jù)美國食品藥品監(jiān)督管理局分析，mRNA疫苗的效力高達(dá)95%。2022年2月，深圳市瑞吉生物科技有限公司聯(lián)合武漢大學(xué)開發(fā)出凍干脂質(zhì)納米顆粒(LNP)mRNA疫情疫苗，在4攝氏度和25攝氏度下均表現(xiàn)出長期儲存穩(wěn)定性，有助于解決當(dāng)前mRNA疫苗的儲存和運輸難題。這是全球首款凍干mRNA-LNP疫情疫苗，具有很好的免疫原性和可及性。瑞吉生物正積極推進(jìn)其臨床試驗。2022年6月，美國制藥公司莫德納計劃在英國開設(shè)mRNA創(chuàng)新和技術(shù)中心，開發(fā)針對多種呼吸道疾病的尖端mRNA疫2022年7月，美國國家過敏和傳染病研究所(National Institute of Allergy and Diseases,NIAID)啟動了一項評估預(yù)防尼帕病毒感染的實驗性疫苗效果的早期臨床試驗。該試驗疫苗使用原型病原體，基于mRNA平臺，由美國制藥公司莫德納與NIAID疫苗研究中心合作研發(fā)。2022年7月，美國陸軍傳染病醫(yī)學(xué)研究所(UnitedStatesArmyMedicalResearchInstituteofInfectiousDiseases,USAMRIID)與生物制藥公司CureVac合作驗證了mRNA抗體用于開發(fā)傳染病療法的能力，有助于研發(fā)下一代用于預(yù)防和治療致病性痘病毒感染疾病的對策。此外，mRNA疫苗技術(shù)還有可能為治療癌癥、流感、癡呆癥和心臟病等諸多疾病帶來革命性突破，一些世界領(lǐng)先的生物技術(shù)公司已經(jīng)開始探索利用mRNA技術(shù)開發(fā)新型疫苗和免疫療法。2022年8月，美國Gritstone 公司研發(fā)出一以異源黑猩猩腺病毒(ChAd68)和自擴增mRNA(samRNA)為基礎(chǔ)的新抗原疫苗，可誘導(dǎo)強烈、持久且有效的腫瘤新抗原特異性CD4+和CD8+T細(xì)胞應(yīng)答，增強免疫檢查點抑制劑的療效。該疫苗安全性和耐受性均良好，為提高癌癥疫苗的有效性指明了前進(jìn)方向。2022年11月，默沙東與莫德納計劃共同開發(fā)和商業(yè)化mRNA-4157/V940。該疫苗是莫德納開發(fā)的個性化癌癥疫苗，目前正在與默沙東的抗PD-1療法KEYTRUDA聯(lián)用進(jìn)行2期KEYNOTE-942臨床試驗，用于高危黑色素瘤患者的輔助治療。對中國的影響與啟示未來，重大新發(fā)突發(fā)傳染病疫情和動物疫病仍將呈多發(fā)性態(tài)勢，危害人民健康，造成巨大經(jīng)濟損失。在所有病毒家族中，冠狀病毒具有極高的流行風(fēng)險。SARS-CoV、MERS-CoV和SARS-CoV-2三種冠狀病毒的出現(xiàn)在過去二十年中導(dǎo)致了3次嚴(yán)重的人類疫情。未來，冠狀病毒家族引發(fā)大流行病的可能性極大。因此，開發(fā)有效的泛冠狀病毒疫苗和藥物成為全球的重要需求及抗擊未來大流行病的關(guān)鍵。中國應(yīng)進(jìn)一步加強病毒研究，了解潛在的高危病原體的發(fā)病機制、傳播途徑和可能的進(jìn)化路徑；優(yōu)先考慮具有大流行潛力的病原體，改善疫苗研發(fā)戰(zhàn)略決策，將資源集中于開發(fā)最有效的關(guān)鍵技術(shù)和方法；加強在疫情防備研發(fā)方面的投資力度，促進(jìn)更有效的廣譜疫苗策略和診療方法的開發(fā)，為公眾提供及時的保護；開展務(wù)實有效的國際合作，加快疫苗研發(fā)和生產(chǎn)進(jìn)程，增強國家應(yīng)對高優(yōu)先級傳染病的能力，促進(jìn)生物科技的和平利用和普惠共享。二合成生物學(xué)2022年，合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)快速增長，技術(shù)進(jìn)步、政府投資力度加大等因素推動合成亟須完善的監(jiān)管政策或制度加以約束和規(guī)范。（一）合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)發(fā)展概述合成生物學(xué)是一個新興的科學(xué)領(lǐng)域，涉及用于各種應(yīng)用的人工生物系統(tǒng)的設(shè)計和構(gòu)長。根據(jù)全球市場情報和咨詢機構(gòu)一致的市場洞察力(CoherentMarketInsights)發(fā)布的《2022年合成生物學(xué)市場趨勢分析》(SyntheticBiologyMarket2022AnalysisbyMarket Trends)報告顯示，2022年全球合成生物學(xué)市場的價值為139億美元，預(yù)計到2030年將達(dá)到1004億美元，2022年至2030年的復(fù)合增長率為28.0%。驅(qū)動合成生物學(xué)市場呈指數(shù)增長的因素主要有3點：一是疫苗開發(fā)。合成生物學(xué)極大增加了疫情疫苗的研發(fā)速度，許多其他候選疫苗也正處于研發(fā)狀態(tài)。二是技術(shù)整合。AI等技術(shù)與合成生物學(xué)整合為整個市場帶來巨大的增長機會，市場參與者正利用AI尋找設(shè)計基因電路等方面的方法，在合成生物學(xué)市場的增長中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。三是食品改良。糖尿病、癌癥和其健康疾病發(fā)病率的增加提高了消費者的健康意識，使植物性肉類和代替肉類的需求急劇升，為合成生物學(xué)市場帶來有利增長。北美和歐洲的合成生物學(xué)市場增速明顯。北美擁有全球最大的合成生物學(xué)市場份額以及高度先進(jìn)的基因組研究中心和大量的合成生物學(xué)公司，其合成生物學(xué)市場正加速進(jìn)工業(yè)、食品和農(nóng)業(yè)以及環(huán)境領(lǐng)域。根據(jù)美國國家生物技術(shù)信息中心(NationalCenterforBiotechnologyInformation,NCBI)的報告，美國政府每年提供約2.2億美元用于合成生物學(xué)的研究和開發(fā)。預(yù)計到2030年，北美地區(qū)仍將是合成生物學(xué)的主導(dǎo)市場。歐洲各國也在合成生物學(xué)領(lǐng)域開展了多個研究項目，市場參與者專注于研發(fā)投資。歐洲在基因組序領(lǐng)域的研發(fā)投入僅次于北美地區(qū)，排名第二。根據(jù)市場數(shù)據(jù)預(yù)測公司(Market DataForecast)的數(shù)據(jù)，2022年亞太地區(qū)合成生物學(xué)市場規(guī)模為14.8億美元，預(yù)計將以26.8%的復(fù)合年增長率增長，到2027年將達(dá)到48.6億美元。隨著政府支持和資金投入的增多，亞太地區(qū)的合成生物學(xué)初創(chuàng)企業(yè)正在興起，其合成生物學(xué)市場將擁有豐厚的增長機會。外，DNA測序和合成成本的下降也將推動合成生物學(xué)市場增長。預(yù)計到2030年，亞太地區(qū)將成為全球合成生物學(xué)市場增長最快的地區(qū)。（二）合成生物學(xué)成為世界主要經(jīng)濟體著重關(guān)注和發(fā)展的領(lǐng)域各國家和地區(qū)加大對合成生物學(xué)的政策支持力度合成生物學(xué)正在推動制造業(yè)、醫(yī)療保健、信息存儲、環(huán)境修復(fù)、材料等方面的創(chuàng)新，被認(rèn)為是正在進(jìn)行的第四次工業(yè)革命中的十大突破性技術(shù)之一，且最有可能改變世界。美國生物技術(shù)利益共同體(TheBiotechnologyCommunityofInterest)提出合成生物學(xué)等先進(jìn)生物技術(shù)或在未來30年從根本上改變經(jīng)濟運行與國家防御方式。2022年2月，印度政府科技部生物技術(shù)司（DepartmentofBiotechnologyMinistryOfScience&Technology，DBT）發(fā)布關(guān)于合成生物學(xué)的前瞻性文件草案，對合成生物學(xué)及其知識產(chǎn)權(quán)將如何適用于生產(chǎn)過程和產(chǎn)品作出定義，并提出政府應(yīng)制定一項合成生物學(xué)國家政策。2022年4月，美國情報高級研究計劃局(IntelligenceAdvancedResearchProjectsActivity, IARPA)正在尋找有關(guān)表征生物制造材料的結(jié)構(gòu)、功能和合成管道的方法、數(shù)據(jù)庫、途徑和適當(dāng)指標(biāo)的信息，以助力生物制造業(yè)的發(fā)展。生物制造業(yè)可以生產(chǎn)多種類型材料，展示出前所未有的靈活性。到2050年，生物材料有可能取代多達(dá)60%傳統(tǒng)衍生材料的投入和50%支持美國國防需求的工業(yè)化學(xué)品的原料。生物制造的替代供應(yīng)來源可使制藥、工業(yè)化學(xué)品、能源、石油和石油副產(chǎn)品及生物材料的生產(chǎn)成本更低、效率更高。外，隨著生物制造作用和影響力的擴大，新方法和預(yù)測能力對于確保國家安全利益也越重要。2022年5月，中國國家發(fā)展和改革委員會公布《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》，提出加強原創(chuàng)性、引領(lǐng)性基礎(chǔ)研究，瞄準(zhǔn)合成生物學(xué)等前沿領(lǐng)域，實施國家重大科技項目和重點研發(fā)計劃；開展生物領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和前沿生物技術(shù)創(chuàng)新，加快發(fā)展高通量基因測序技術(shù)，加強微流控、高靈敏等生物檢測技術(shù)研發(fā)，推動合成生物學(xué)技術(shù)創(chuàng)新。2022年7月，美國通過《2022年芯片和科學(xué)法案》(CHIPSandScienceActof2022)，指出美國國家科學(xué)基金會將在未來5年獲得810億美元，其中一部分資金將用于建立和支持國家科學(xué)基金會技術(shù)創(chuàng)新理事會。該理事會將負(fù)責(zé)每年審查和更新戰(zhàn)略挑戰(zhàn)和關(guān)鍵技術(shù)重點領(lǐng)域兩大名錄，其更新的最新十大關(guān)鍵技術(shù)重點領(lǐng)域中包含合成生物學(xué)。2022年9月，美國總統(tǒng)拜登簽署“關(guān)于推進(jìn)生物技術(shù)和生物制造創(chuàng)新以實現(xiàn)可持續(xù)、安全和可靠的美國生物經(jīng)濟”的行政命令，并啟動了《國家生物技術(shù)和生物制造計劃》(NationalBiotechnologyandBiomanufacturingInitiative)。2022年8月，歐洲食品安全局(EuropeanFoodSafetyAuthority,EFSA)發(fā)布評價報告，評估了通過合成生物學(xué)獲得的微生物用于食品和飼用的風(fēng)險，以及現(xiàn)有安全評價指南的適用性，并對指南提出了更新建議。EFSA轉(zhuǎn)基因生物專家組建議，未來應(yīng)制定國際公認(rèn)的指南和協(xié)調(diào)框架；繼續(xù)對風(fēng)險評估方法進(jìn)行研究；鼓勵在整個合成生物設(shè)計過程中適當(dāng)考慮食用和飼用安全，以加強其風(fēng)險評估并減少所需數(shù)據(jù)量。各國加緊對合成生物學(xué)的研發(fā)投入據(jù)麥肯錫研究顯示，未來全球物質(zhì)投入中的60%和全球疾病總負(fù)擔(dān)的45%可通過合成生物學(xué)技術(shù)解決。未來10～20年，合成生物學(xué)領(lǐng)域每年帶來的直接經(jīng)濟效益將達(dá)到1.8萬億～3.6萬億美元。合成生物學(xué)正在改變多個行業(yè)，并幫助解決緊迫的社會挑戰(zhàn)。澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(CommonwealthScientificandIndustrialResearchOrganisation,CSIRO)在《我們的未來世界》(OurFutureWorld)報告中確定了7個全球大趨勢，指出合成生物學(xué)可幫助實現(xiàn)第二個大趨勢，即更精簡、更清潔和更環(huán)保。新美國安全中心(CenterforaNewAmericanSecurity,CNAS)在《重振：生物技術(shù)和美國產(chǎn)業(yè)政策》(Regenerate:BiotechnologyandU.S.IndustrialPolicy)報告中指出，合成生物學(xué)和農(nóng)業(yè)交叉領(lǐng)域的新技術(shù)有望重振美國的經(jīng)濟增長引擎。2022年4月，澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織計劃在未來5年內(nèi)投資5000萬美元用于先進(jìn)工程生物學(xué)等4個新項目。先進(jìn)工程生物學(xué)項目旨在開發(fā)強大的生物設(shè)計和原型制作新工具，有助于實現(xiàn)CSIRO合成生物學(xué)路線圖中確定的每年提供5萬個工作崗位和創(chuàng)造300億美元收入的目標(biāo)，并幫助確保澳大利亞成為工程生物學(xué)的世界領(lǐng)導(dǎo)者。2022年6月，英國國防部啟動國防科學(xué)與技術(shù)組合(The Defence Science Technology 項目，計劃在2022—2026年期間投資20億英鎊用于合成生物學(xué)和工程生物學(xué)等項目，以加快下一代軍事能力的尖端研究和開發(fā)（R&D），為英國國防和安全提供新的能力，解決歷史上難以解決的國防問題。2022年7月，英國國家合成生物學(xué)工業(yè)轉(zhuǎn)化中心(TheUK'sNationalCentrefortheIndustrialTranslationofSyntheticBiology,SynbiCITE)收到來自英國風(fēng)險投資公司SynBioVen的550萬英鎊資助承諾。這筆資金將使該中心能夠繼續(xù)支持合成生物學(xué)初創(chuàng)企業(yè)和中小企業(yè)，加強英國新興的生物經(jīng)濟，并幫助釋放合成生物學(xué)的社會效益。2022年7月，英國國防科學(xué)與技術(shù)實驗室(DefenceScienceandTechnologyLaboratoryDSTL)發(fā)起國防和安全加速器(DefenceandSecurityAccelerator,DASA)競賽，尋求通過合成生物學(xué)解決一系列國防和安全挑戰(zhàn)，以提高相關(guān)能力。該競賽也接受美國國防部管轄。2022年9月，澳大利亞新南威爾士州政府為一項新的合成生物學(xué)和生物制造發(fā)展計劃投資600萬澳元（約合390萬美元），旨在支持合成生物學(xué)和生物制造研究的基礎(chǔ)設(shè)施、提供動力。2022年9月，澳大利亞研究理事會合成生物學(xué)卓越中心(TheARCCentreofExcellenceinSyntheticBiology,ARCCoESB)與美國生物技術(shù)公司TwistBioscience建立伙伴關(guān)系。TwistBioscience專有的DNA制造工藝、質(zhì)量控制和規(guī)?？蓞f(xié)助開發(fā)新型生物體，并為CoESB提供行業(yè)領(lǐng)先的DNA合成產(chǎn)品，提高其塑造新產(chǎn)品的能力。2022年9月，美國啟動國家生物經(jīng)濟和生物制造計劃(NationalBiotechnologyandBiomanufacturingInitiative,NBBI)。根據(jù)該計劃，美國衛(wèi)生與公共服務(wù)部將與國防部合作，在五年內(nèi)對生物工業(yè)國內(nèi)制造基礎(chǔ)設(shè)施投資10億美元，使私營和公共部門的合作伙伴能夠擴大對國防供應(yīng)鏈重要產(chǎn)品的制造能力，如關(guān)鍵化學(xué)品；通過弗雷德里克國家驗室(Frederick National 的生物制藥開發(fā)計劃(BiopharmaceuticalDevelopment Program)等項目，擴大細(xì)胞工程能力和平臺，并建立合成生物學(xué)方法，以開發(fā)一種治療急性骨髓性白血病的新細(xì)胞系。2022年9月，美國能源部(DOE)為生物能源研究撥款1.78億美元，以推動可持續(xù)技術(shù)的突破，從而改善公眾健康，幫助應(yīng)對氣候化，改善食品和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，并創(chuàng)造更具韌性的供應(yīng)鏈。其中9970萬美元用于可再生生物能源和生物材料生產(chǎn)的研究，以開發(fā)新的生物生產(chǎn)平臺，包括合成生物學(xué)研究和關(guān)于生能源作物、工業(yè)微生物和藻類及微生物群落的計算模型。（三）合成生物學(xué)研究進(jìn)展合成生物學(xué)是工程和科學(xué)交叉的領(lǐng)域，旨在將工程原理應(yīng)用于生命系統(tǒng)的設(shè)計和修改中，開發(fā)出用于設(shè)計生命組成部分的工具和框架，使生物體獲得新的能力。這種合成生物系統(tǒng)的能力正在為制造業(yè)、醫(yī)療保健、能源生產(chǎn)、信息存儲、環(huán)境修復(fù)、材料等方面的創(chuàng)新應(yīng)用提供新方法，有望徹底改變經(jīng)濟和社會，幫助克服全球挑戰(zhàn)，造福人類和地球。合成生物學(xué)與基礎(chǔ)元件2022年1月，美國哈佛大學(xué)韋斯生物啟發(fā)工程研究所(Wyss 和麻省理工學(xué)院(MIT)的研究團隊開發(fā)出內(nèi)置于RNA中的新型無細(xì)胞蛋白質(zhì)表達(dá)平臺eToeholds，僅當(dāng)存在細(xì)胞特異性或病毒RNA時，才能表達(dá)連接的蛋白質(zhì)編碼序列。該設(shè)備是一種工程控制元件，為更具針對性的RNA治療、體外細(xì)胞和組織工程方法，以及對人類和其他高等生物體中各種生物威脅的感知提供了多種機會。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然·生物技術(shù)》(NatureBiotechnology)期刊。2022年1月，美國明尼蘇達(dá)大學(xué)(UniversityofMinnesotaSystem,UMN)研究人員揭示出融合與分化是合成細(xì)胞的關(guān)鍵功能，并為在合成細(xì)胞中工程組合基因線路提供了一套新工具。該研究為生物工程和自然途徑研究提供了工具，同時為構(gòu)建活的人工細(xì)胞鋪平道路。2022年3月，美國科學(xué)家基于釀酒酵母生物模式建立了啟動子深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。研究人員通過觀察數(shù)百萬個隨機取樣的啟動子序列及其在酵母中的測量表達(dá)水平，發(fā)現(xiàn)其設(shè)計的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型具有良好的預(yù)測性能，可用于基因表達(dá)工程的序列設(shè)計。研究團隊利用該模型評估了不同場景下基因表達(dá)進(jìn)化的適應(yīng)性，為表達(dá)調(diào)控序列的設(shè)計和表達(dá)調(diào)控基本問題提供了通用框架，可促進(jìn)合成生物學(xué)、細(xì)胞和基因治療及代謝工程進(jìn)一步發(fā)展。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然》期刊。2022年7月，美國華盛頓大學(xué)麥凱爾維工程學(xué)院(TheMcKelveySchoolofEngineeringatWashingtonUniversity)研究團隊開發(fā)出一個合成生物學(xué)平臺，從基因隊接受了來自美國國家科學(xué)基金會提供的約46萬美元資助，將繼續(xù)探索可能改善材料性能的基因變化。2022年9月，英國布里斯托大學(xué)(UniversityofBristol)開發(fā)出可執(zhí)行活細(xì)胞能量產(chǎn)生素混合的黏液中，使菌落的細(xì)胞膜破裂，內(nèi)容物溢出并被液滴捕獲產(chǎn)生膜包被的原始細(xì)胞。該細(xì)胞能夠通過糖酵解產(chǎn)生能量儲存分子ATP，實現(xiàn)基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯等復(fù)雜過程。和食品加工的乙醇生產(chǎn)。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然》期刊。2022年9月，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院團隊基于細(xì)菌遷移過程中噬菌體感染宿主的進(jìn)化動力學(xué)，通過對噬菌體復(fù)制包裝及誘導(dǎo)突變等關(guān)鍵功能模塊的設(shè)計和改造，構(gòu)出空間噬菌體輔助連續(xù)定向進(jìn)化系統(tǒng)(SPACE)。該系統(tǒng)簡便、高效、效果可視化，具有大規(guī)模優(yōu)化改造生物元件的平臺性能力。該研究是通過理性設(shè)計和構(gòu)建生命體系，最終延到工程應(yīng)用的定量合成生物學(xué)研究的例子。未來，研究團隊將利用SPACE平臺性技術(shù)，進(jìn)化一系列應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、化工等領(lǐng)域的重要生物大分子，力求解決科研和產(chǎn)業(yè)中實際問題。相關(guān)研究成果發(fā)表于《分子系統(tǒng)生物學(xué)》(Molecular Systems Biology)期刊。2022年9月，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院的科研團隊開發(fā)出可有效提高人工細(xì)胞工廠合成效率的mPKSeal策略。該研究通過模擬天然模塊聚酮合酶(PKS)高度有序的組裝方式，利用其中研究較多的Ⅰ型cis-AT聚酮合酶對接域，開發(fā)出mPKSeal多酶組裝策略，并用于蝦青素合成途徑酶的組裝，使蝦青素的產(chǎn)量最高提高了2.4倍。mPKSeal策略不局限于兩種酶的組裝，而是可拓展為同一體系中的多種酶有序組裝，且潛在的組裝元件達(dá)到上萬個，可為生物催化、代謝工程及合成生物學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域提供更廣泛有效提高合成效率的解決方案。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然·通訊》(NatureCommunications)期刊。合成生物學(xué)與醫(yī)藥研發(fā)2022年1月，美國紀(jì)念斯隆·凱特琳癌癥中心(Memorial Sloan Kettering Center)開發(fā)出一種新型CAR-T細(xì)胞，可表達(dá)一種酶，這種酶能在腫瘤部位原位激活系統(tǒng)給藥的小分子前藥。這些合成的酶武裝的殺傷細(xì)胞通過小分子前藥表現(xiàn)出增強的抗癌活性。該模塊化平臺可結(jié)合靶向細(xì)胞和小分子療法來治療癌癥和潛在的各種其他疾病。2022年1月，日本理化學(xué)研究所(RIKEN)開創(chuàng)性研究集群(Cluster for PioneerResearch, CPR)領(lǐng)導(dǎo)的國際研究團隊使用過渡金屬催化劑在癌細(xì)胞附近高效制造出抗癌藥物所需的苯環(huán)，通過使用無毒物質(zhì)，只在腫瘤部位將苯環(huán)結(jié)合在一起形成活性抗癌藥物，這些藥物的抗癌活性增加了1000倍。這是首個使用治療性體內(nèi)合成化學(xué)來制造抗癌物質(zhì)的研究，是制藥和藥物研發(fā)的范式轉(zhuǎn)變。該技術(shù)還有望在體內(nèi)合成各種其他分子，成為未來癌癥治療的強大平臺。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然·通訊》期刊。2022年3月，德國馬克斯·普朗克醫(yī)學(xué)研究所(MaxPlanckInstitutes)和英國布里斯托大學(xué)開發(fā)出不包含任何遺傳信息的人工疫情病毒粒子，并發(fā)現(xiàn)了刺突蛋白轉(zhuǎn)換機制。該研究有助于全面了解疫情病毒的發(fā)病機制和感染背后的分子機制，可促進(jìn)靶向療法、疫苗或其他預(yù)防措施的開發(fā)。2022年4月，美國耶魯大學(xué)的科學(xué)家開發(fā)出一種新的合成生物學(xué)技術(shù)，可追蹤不同生物體中以前未被探知的基因和個體代謝。該團隊利用計算生物學(xué)和DNA合成創(chuàng)建出合成遺傳元素，并用其重新設(shè)計了控制不同生物體功能的基因序列及其啟動子，以便在各種宿主生物體中激活遺傳途徑，使研究人員能確定其分子功能。該團隊正嘗試?yán)迷摴ぞ咛剿鲾?shù)千種以前未知的遺傳途徑，為使用全新的合成生物學(xué)發(fā)現(xiàn)引擎來識別新的天然產(chǎn)物奠定基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表于《細(xì)胞》(Cell)期刊。2022年4月，加拿大多倫多大學(xué)的研究團隊開發(fā)出無細(xì)胞合成生物學(xué)寨卡病毒檢測平臺PLUM。該平臺結(jié)合了一種無細(xì)胞、基于紙張的測試和一種可用于現(xiàn)場的配套設(shè)備，允許使用基于圖像的顏色分析（紫色為陽性，黃色為陰性）收集數(shù)據(jù)，并能顯示多達(dá)384個樣品的結(jié)果，診斷準(zhǔn)確率為98.5%。該平臺可以運輸并準(zhǔn)確檢測患者樣本中的寨卡病毒，是在創(chuàng)建更方便和分散的檢測方面邁出的重要一步。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然·生物醫(yī)學(xué)工程》(NatureBiomedicalEngineering)期刊。2022年6月，英國倫敦帝國理工學(xué)院(ImperialCollegeLondon)開發(fā)出模仿生物細(xì)發(fā)表于《美國化學(xué)學(xué)會——納米》(ACSNano)期刊。2022年7月，美國洛克菲勒大學(xué)(TheRockefellerUniversity)利用細(xì)菌基因產(chǎn)物的計算模型開發(fā)出一種全新的抗生素cilagicin，可殺死對其他抗生素有耐藥性的細(xì)菌。研究人員在基因序列數(shù)據(jù)庫中搜索有希望殺死其他細(xì)菌的細(xì)菌基因，cil基因簇與其他參與制造抗生素的基因接近，研究人員適時地將其相關(guān)序列輸入一個算法，該算法提出了一些可能產(chǎn)生的cil化合物，其中合成化合物cilagicin被證明是一種有效的抗生素。該研究是計算生物學(xué)、基因測序和合成化學(xué)共同解開細(xì)菌進(jìn)化秘密的一個例子。相關(guān)研究成果發(fā)表于《科學(xué)》期刊。2022年7月，德國法蘭克福大學(xué)(GoetheUniversityFrankfurt)、美國密歇根大學(xué)(UniversityofMichigan,UM)和馬里蘭大學(xué)研究團隊開發(fā)出更環(huán)保、有效的下一代抗生然·化學(xué)》期刊。2022年8月，英國布里斯托大學(xué)的研究團隊開發(fā)出新型DNA修復(fù)試劑盒，在來自患者的腎細(xì)胞中修復(fù)了導(dǎo)致兒童和年輕人衰弱性遺傳性腎病的基因突變。位于特殊腎臟細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)podocin對腎功能至關(guān)重要，但有缺陷的podocin會滯