日前(qian)，工(gong)業(ye)和(he)信息(xi)化(hua)部(bu)、教育部(bu)等(deng)七部(bu)門(men)聯合(he)印發《關(guan)于推動未(wei)來(lai)產業(ye)創新發展的(de)(de)實施意見》（工(gong)信部(bu)聯科(ke)〔2024〕12號），將(jiang)“未(wei)來(lai)健(jian)康”作(zuo)為未(wei)來(lai)產業(ye)布(bu)局的(de)(de)六大方(fang)向之一，明確要加(jia)快細胞和(he)基因技(ji)(ji)術、合(he)成生物(wu)、生物(wu)育種(zhong)等(deng)前(qian)沿(yan)技(ji)(ji)術產業(ye)化(hua)，推動5G/6G、元宇宙、人工(gong)智能等(deng)技(ji)(ji)術賦(fu)能新型醫(yi)療(liao)服(fu)務，研(yan)發融合(he)數字孿生、腦(nao)機交互等(deng)先進技(ji)(ji)術的(de)(de)高端醫(yi)療(liao)裝備和(he)健(jian)康用(yong)品(pin)。近年來(lai)，國內多個省(sheng)市也突出未(wei)來(lai)產業(ye)培(pei)育導向，加(jia)快細胞和(he)基因治(zhi)療(liao)、腦(nao)機接口(kou)、合(he)成生物(wu)等(deng)生命科(ke)學和(he)醫(yi)藥(yao)健(jian)康新賽道布(bu)局。本(ben)文(wen)綜合(he)梳理各(ge)地(di)已出臺的(de)(de)相(xiang)關(guan)政(zheng)策，結合(he)生命科(ke)學和(he)生物(wu)技(ji)(ji)術前(qian)沿(yan)方(fang)向，提出相(xiang)關(guan)發展建議。
一、 政策部署重點領域
自國家(jia)“十四五”規(gui)劃(hua)綱要(yao)(yao)提出要(yao)(yao)前(qian)瞻謀劃(hua)未(wei)來(lai)(lai)產業(ye)以來(lai)(lai)，各地高度重(zhong)視(shi)并(bing)加(jia)快未(wei)來(lai)(lai)產業(ye)的(de)系統謀劃(hua)與(yu)前(qian)瞻布(bu)局(ju)。北京、上海、成(cheng)都、浙(zhe)江、江蘇等地陸續出臺(tai)了相關(guan)指導意見(jian)、行動方案（詳見(jian)附表）。圍繞未(wei)來(lai)(lai)健康(kang)產業(ye)，均提出了要(yao)(yao)加(jia)快布(bu)局(ju)細(xi)胞(bao)與(yu)基因治療、合(he)成(cheng)生物學等領域新賽道。部署重(zhong)點領域情況如(ru)下：
圖1 已出臺政策中“未來(lai)健康”重點領(ling)域部(bu)署情況
細胞(bao)和基(ji)因(yin)治療(liao)。重點加快細胞(bao)治療(liao)、基(ji)因(yin)治療(liao)、溶瘤病毒等相(xiang)關技(ji)術(shu)產(chan)品的研發(fa)轉化。
合成生(sheng)物學(xue)。重點推(tui)動合成生(sheng)物學(xue)前沿(yan)創(chuang)新技術在藥物研發(fa)生(sheng)產、疾病(bing)治療、醫美產品創(chuang)制(zhi)、農業食品等領域應(ying)用。
腦(nao)科(ke)學與腦(nao)機(ji)接口。重點開展(zhan)腦(nao)科(ke)學與類腦(nao)研究(jiu)，加快(kuai)類腦(nao)芯片、類腦(nao)計算(suan)機(ji)等(deng)創新研發，探索腦(nao)機(ji)接口技術(shu)在(zai)醫療康復、智(zhi)慧生(sheng)活領域(yu)的應用。
新型數字醫療。重點發(fa)展基(ji)因(yin)測序、基(ji)因(yin)診療、醫學人工智能(neng)、AI輔助診斷等先(xian)進診療技術、高端醫療設備及相關軟件(jian)系統，支持可穿戴(dai)設備、傳感器、其(qi)他物聯網設備等數字醫療保健決策支持軟硬(ying)件(jian)發(fa)展。
生物(wu)育(yu)種。發(fa)展基因編輯育(yu)種、誘變育(yu)種與(yu)(yu)傳統育(yu)種技術融(rong)合的技術體系(xi)，推動(dong)合成生物(wu)技術在(zai)生物(wu)育(yu)種領域的顛(dian)覆性創(chuang)新(xin)與(yu)(yu)產(chan)業化應用。
再生(sheng)醫學。強(qiang)化體細(xi)胞(bao)重編程、人工組(zu)織器官(guan)(guan)構建(jian)、類器官(guan)(guan)、器官(guan)(guan)芯片(pian)等(deng)技(ji)術研發(fa)，支持干細(xi)胞(bao)修復病(bing)理損傷、組(zu)織器官(guan)(guan)再生(sheng)等(deng)細(xi)胞(bao)技(ji)術臨床應用(yong)。
二、代表性科技前沿方向
本文從國內外學界、產業(ye)界關注(zhu)度較高、廣泛(fan)報道的科技(ji)前沿和未來(lai)趨勢中，重點選取基因治療、腦機(ji)接口、類器(qi)官芯片、AI+生物(wu)信(xin)息學、生物(wu)育種等若干代(dai)表性方(fang)(fang)向，從技(ji)術概覽、科研或(huo)產業(ye)化進展、應用領(ling)域等方(fang)(fang)向進行分析。
圖2 “未來健康”代表(biao)性科技(ji)前沿方向
方向(xiang)一：基(ji)因治療技術
基(ji)(ji)因治(zhi)療技(ji)(ji)術是指通(tong)過修飾(shi)或(huo)操縱(zong)基(ji)(ji)因的表(biao)達以(yi)改(gai)變(bian)活(huo)細胞(bao)的生物學特性，從而達到治(zhi)療目的技(ji)(ji)術手段。主要(yao)分為(wei)以(yi)病毒為(wei)載體的基(ji)(ji)因遞送技(ji)(ji)術和基(ji)(ji)因編輯技(ji)(ji)術兩大類。
科研或產業(ye)化進展：據不(bu)完全統計，目前(qian)全球已有35款細(xi)胞(bao)與基因療法獲批上市。我國已獲批4款細(xi)胞(bao)與基因治療產品，包(bao)括復星凱特（上海）的阿基侖(lun)賽(sai)、藥(yao)明巨諾（上海）的瑞(rui)基奧侖(lun)賽(sai)、馴鹿(lu)生(sheng)物（南京(jing)）與信(xin)達生(sheng)物（蘇州）共(gong)同(tong)開發的伊基奧侖(lun)賽(sai)、合(he)源生(sheng)物（天津）的納基奧侖(lun)賽(sai)。
應用領(ling)域：具(ju)有治愈(yu)多種難治性疾病(bing)的潛力，可廣泛應用于遺傳(chuan)性疾病(bing)治療、惡性腫(zhong)瘤、慢(man)性病(bing)治療等領(ling)域。
圖3 基因(yin)治療(liao)過程示例
方向(xiang)二：腦(nao)-機接口技術
腦(nao)機接口技(ji)術是指在有機生命形式的腦(nao)與具有處理或計算能力的設備之間，創(chuang)建用于信息交換的連接通路，實現信息交換及(ji)控制。
科研或(huo)產業化進展：美國Neuralink（馬斯克聯合創辦）在2023年5月(yue)獲FDA批準可在人(ren)(ren)體上開展腦(nao)機(ji)(ji)接(jie)(jie)口臨床(chuang)試驗(yan)；2024年1月(yue)，完成首例(li)人(ren)(ren)類腦(nao)機(ji)(ji)接(jie)(jie)口設備植入，移植者目前恢復良好(hao)。2023年5月(yue)，我國南開大學段峰(feng)教授(shou)團隊完成全球(qiu)首例(li)非(fei)人(ren)(ren)靈(ling)長(chang)類動物介入式腦(nao)機(ji)(ji)接(jie)(jie)口試驗(yan)，標志著我國腦(nao)機(ji)(ji)接(jie)(jie)口技(ji)術躋(ji)身國際領先行列。在消費級(ji)腦(nao)機(ji)(ji)接(jie)(jie)口領域(yu)，國內強腦(nao)科技(ji)（浙江）、腦(nao)陸(lu)科技(ji)（北京）、柔靈(ling)科技(ji)（浙江）等推出系列產品，應用范圍涵蓋兒童教育、娛樂、醫療、健康等。
應(ying)用(yong)領域(yu)：在(zai)阿爾(er)茨海默(mo)癥、腦(nao)卒中(zhong)等難治(zhi)(zhi)性腦(nao)疾病的(de)(de)治(zhi)(zhi)療康復領域(yu)前(qian)景廣(guang)闊。非侵入式腦(nao)機接口在(zai)教育、游戲娛樂等智能(neng)交(jiao)互領域(yu)也(ye)具有巨大的(de)(de)應(ying)用(yong)前(qian)景。
圖4 介入式腦(nao)機接口(kou)范式
方向三：類器官芯片
類器(qi)(qi)官芯片(pian)是一種(zhong)在(zai)芯片(pian)上構建的器(qi)(qi)官生理微(wei)系統，綜(zong)合微(wei)流體技術(shu)、類器(qi)(qi)官培(pei)養(yang)、微(wei)電子學(xue)、工程學(xue)等(deng)技術(shu)及學(xue)科(ke)，用于在(zai)微(wei)小(xiao)尺(chi)度上模擬和研究生物(wu)體內器(qi)(qi)官的功能。突(tu)破(po)傳統類器(qi)(qi)官培(pei)養(yang)體系依(yi)賴手(shou)動操作、流程繁瑣、標準化(hua)程度不高的瓶頸(jing)，為高通量(liang)、自動化(hua)的類器(qi)(qi)官培(pei)養(yang)提(ti)供可能。
科(ke)(ke)研(yan)或產業(ye)化進展：2022年FDA批準全球首個(ge)完全基于“類器官芯(xin)片”研(yan)究獲得臨(lin)床(chuang)前數(shu)據的新藥（NCT04658472）進入臨(lin)床(chuang)試驗，加速本(ben)領域走出(chu)實驗室，進一步拓展落地(di)應用場(chang)景。目前，全球市場(chang)由北美(mei)和歐洲地(di)區(qu)主導，主要企(qi)業(ye)有Emulate（美(mei)國(guo)）、Mimetas（荷蘭(lan)）、TissUse（德國(guo)）等。國(guo)內代表(biao)性企(qi)業(ye)包括科(ke)(ke)途醫學（北京）、大(da)橡科(ke)(ke)技（深圳）、創芯(xin)國(guo)際（廣州）等。
應用領(ling)域：在疾病研(yan)究、藥物篩選、腫瘤(liu)診斷、再(zai)生醫學等領(ling)域應用潛力巨大。
圖5 類器官芯片應用場(chang)景
方向(xiang)四：AI+生物(wu)信息(xi)學(xue)
以(yi)深度學習、AI大模(mo)型等(deng)為(wei)代表的AI技術，在基因(yin)組學、蛋白質組學、代謝組學等(deng)生物信息學研究和(he)應用(yong)轉(zhuan)化中發(fa)揮重要(yao)作用(yong)，如基因(yin)序列分析、基因(yin)表達模(mo)式解讀、復雜海量(liang)多模(mo)態數據處理、基因(yin)編輯(ji)策略優化等(deng)。
科(ke)研(yan)或產業(ye)化進展(zhan)：美國華(hua)盛頓大(da)學David Baker教授團隊開發出AI軟件(jian)Rfdiffusion，將神經網(wang)絡AI模(mo)型(xing)融入蛋白設(she)計中(zhong)。2023年8月，清華(hua)大(da)學智能(neng)產業(ye)研(yan)究院與水木分子(zi)(zi)發布多模(mo)態(tai)生(sheng)物醫藥百億參(can)數(shu)大(da)模(mo)型(xing)BioMedGPT，整合基因、分子(zi)(zi)、細胞、蛋白等多源異(yi)構數(shu)據(ju)，已成功通(tong)過了美國醫師資格考試。
應(ying)用領域：在(zai)創新藥物(wu)(wu)研(yan)發、精準醫療、生物(wu)(wu)育種(zhong)、綠色(se)低碳等領域。
圖6 全球(qiu)首(shou)個開源可商(shang)用多模(mo)態生物醫藥百億參數大模(mo)型BioMedGPT-10B 架構
方向五：生(sheng)物育種(zhong)4.0
轉基因(yin)與全基因(yin)組(zu)選(xuan)擇、基因(yin)組(zu)編輯、合成生(sheng)物(wu)學技(ji)(ji)術(shu)(shu)、信息技(ji)(ji)術(shu)(shu)、人工智(zhi)能(neng)技(ji)(ji)術(shu)(shu)等(deng)有機融合，以(yi)智(zhi)能(neng)化、數字化育(yu)種技(ji)(ji)術(shu)(shu)為代表(biao)的前(qian)沿育(yu)種技(ji)(ji)術(shu)(shu)在農作物(wu)和農業動物(wu)中廣泛應用(yong)，推動生(sheng)物(wu)育(yu)種技(ji)(ji)術(shu)(shu)進(jin)入“生(sheng)物(wu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)+信息技(ji)(ji)術(shu)(shu)+人工智(zhi)能(neng)+大數據應用(yong)”的“4.0時代”。
科(ke)研或產業化(hua)進展：美國(guo)、巴(ba)西、阿根廷等(deng)國(guo)家(jia)實施寬松(song)型(xing)監管，將基(ji)因(yin)編(bian)輯育(yu)(yu)種技術視同傳(chuan)統育(yu)(yu)種技術；科(ke)迪華（美國(guo)）、拜耳(er)（德國(guo)）等(deng)跨(kua)國(guo)公司，已建立全流程數字育(yu)(yu)種體系。國(guo)內在該領域的(de)技術和(he)商業化(hua)進展相對(dui)落后。2023年(nian)，舜豐生物（山東(dong)）利(li)用(yong)Cas12i培育(yu)(yu)高油(you)酸大豆(dou)成為我國(guo)首個獲批生產應用(yong)安全證(zheng)書的(de)農業基(ji)因(yin)編(bian)輯產品。
應用領域：快速提升育種效率，支撐特色(se)優質專用新品種創制，加速作物改良進程。
圖7 生物育種(zhong)1.0時代-4.0時代
三、小結
隨著(zhu)新一輪科(ke)技革命和產業變革加速演進(jin)，在各項政策的大力(li)(li)支持下，“未來健(jian)康”有(you)望步入快速轉(zhuan)化(hua)和產業化(hua)階(jie)段，加速形成新質生產力(li)(li)。建(jian)議從(cong)以(yi)下方面夯實發展根基、持續保駕(jia)護航：
一(yi)是大力推進(jin)(jin)學科(ke)交(jiao)(jiao)叉融(rong)合。重點促進(jin)(jin)醫理、醫工、醫信(xin)等交(jiao)(jiao)叉，在醫工融(rong)合、醫學人(ren)工智(zhi)能、醫學遙感信(xin)息等交(jiao)(jiao)叉學科(ke)領(ling)域開展前沿探索。
二是強化顛覆性創(chuang)(chuang)新支持(chi)。加大應(ying)用基(ji)礎研究(jiu)、底(di)層共性技(ji)術(shu)等(deng)支持(chi)力度(du)，建設一批服務于前(qian)沿(yan)科技(ji)和未(wei)來產(chan)業的新型科技(ji)創(chuang)(chuang)新平臺，在(zai)原始創(chuang)(chuang)新、顛覆性創(chuang)(chuang)新、非共識性創(chuang)(chuang)新和融通創(chuang)(chuang)新等(deng)方(fang)向催生更多從“0”到“1”的突破(po)。
三是創(chuang)新(xin)應用場景建設(she)。探(tan)索謀劃(hua)與(yu)標志性產品（或技(ji)(ji)術(shu)、服務）綁(bang)定(ding)的“未來健康(kang)”場景建設(she)，推(tui)動(dong)前沿技(ji)(ji)術(shu)產品定(ding)型、用戶群(qun)體(ti)培育、市(shi)場需求挖掘、跨(kua)界融合示范，加速成(cheng)果轉化、技(ji)(ji)術(shu)迭代、產品驗證(zheng)、產業化等進(jin)程。
四是推(tui)行包容(rong)(rong)審(shen)慎監管。在支持前(qian)沿技術發展的(de)同時，統籌處理(li)好人工智(zhi)能(neng)帶(dai)來的(de)醫療安(an)全問(wen)題、基(ji)因(yin)編輯技術和干細胞技術帶(dai)來的(de)倫理(li)問(wen)題、合成生(sheng)物學引發的(de)生(sheng)物安(an)全問(wen)題等(deng)，探索實施“觀察期(qi)”“包容(rong)(rong)期(qi)”等(deng)新型監管舉措。
附表：
國內相(xiang)關(guan)政策中涵蓋有關(guan)“未來健康”的(de)部署情況
參考資料：
[1] 弗若斯特沙利，《基因藥物(wu)行業現狀與發展趨勢(shi)藍皮書》2023.
[2] 南(nan)開(kai)大(da)學段(duan)峰教(jiao)授團隊“介入式腦機接口試(shi)驗”圖.
[3] 高特佳Insights,《芯片(pian)上打造人體器(qi)官，一場(chang)顛覆新藥研發(fa)的技(ji)術革命(ming)》.
[4] 清華大(da)學(xue)智能(neng)產(chan)業(ye)研究(jiu)院（AIR），《AIR快訊 ｜BioMedGPT-10B 全球首個開(kai)源(yuan)可商(shang)用百億(yi)參數(shu)多模(mo)態生物醫藥(yao)大(da)模(mo)型(xing)》.
[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
