日前(qian)，工(gong)(gong)業(ye)(ye)和(he)信息化(hua)部、教育(yu)(yu)部等(deng)(deng)(deng)七部門聯(lian)合(he)(he)印(yin)發(fa)《關(guan)(guan)于推(tui)動未來產(chan)業(ye)(ye)創新發(fa)展(zhan)的(de)實(shi)施(shi)意見》（工(gong)(gong)信部聯(lian)科(ke)〔2024〕12號），將“未來健(jian)康(kang)(kang)”作為未來產(chan)業(ye)(ye)布(bu)局的(de)六大方向之一，明(ming)確(que)要加快細胞和(he)基因技(ji)術(shu)、合(he)(he)成生物(wu)(wu)(wu)、生物(wu)(wu)(wu)育(yu)(yu)種等(deng)(deng)(deng)前(qian)沿技(ji)術(shu)產(chan)業(ye)(ye)化(hua)，推(tui)動5G/6G、元(yuan)宇宙、人工(gong)(gong)智能等(deng)(deng)(deng)技(ji)術(shu)賦能新型醫(yi)療服務，研發(fa)融合(he)(he)數字孿(luan)生、腦機(ji)交(jiao)互(hu)等(deng)(deng)(deng)先進技(ji)術(shu)的(de)高(gao)端醫(yi)療裝備(bei)和(he)健(jian)康(kang)(kang)用(yong)品。近年來，國內多個省市(shi)也(ye)突(tu)出(chu)未來產(chan)業(ye)(ye)培育(yu)(yu)導向，加快細胞和(he)基因治療、腦機(ji)接口、合(he)(he)成生物(wu)(wu)(wu)等(deng)(deng)(deng)生命(ming)科(ke)學和(he)醫(yi)藥健(jian)康(kang)(kang)新賽道(dao)布(bu)局。本文(wen)綜(zong)合(he)(he)梳理各(ge)地已出(chu)臺的(de)相關(guan)(guan)政策，結合(he)(he)生命(ming)科(ke)學和(he)生物(wu)(wu)(wu)技(ji)術(shu)前(qian)沿方向，提(ti)出(chu)相關(guan)(guan)發(fa)展(zhan)建議(yi)。
一、 政策部署重點領域
自國家“十四五”規劃綱要(yao)提(ti)出(chu)要(yao)前(qian)瞻謀劃未(wei)來產業以來，各地(di)高度(du)重視并加快未(wei)來產業的(de)系(xi)統(tong)謀劃與(yu)前(qian)瞻布局(ju)。北京、上海、成都、浙江、江蘇等(deng)地(di)陸續出(chu)臺了相關指(zhi)導(dao)意見(jian)(jian)、行(xing)動(dong)方案（詳(xiang)見(jian)(jian)附表(biao)）。圍繞未(wei)來健康產業，均(jun)提(ti)出(chu)了要(yao)加快布局(ju)細胞與(yu)基因治(zhi)療、合成生物(wu)學(xue)等(deng)領(ling)域新賽道。部署重點(dian)領(ling)域情況如(ru)下：
圖1 已出臺(tai)政策中“未來健康”重點領域部署情況(kuang)
細(xi)胞(bao)和基因治(zhi)療。重點加快細(xi)胞(bao)治(zhi)療、基因治(zhi)療、溶瘤(liu)病毒(du)等相(xiang)關(guan)技術產品的研發(fa)轉化。
合成生(sheng)物(wu)學。重點推動合成生(sheng)物(wu)學前沿創新技術在藥物(wu)研(yan)發生(sheng)產(chan)、疾病治療、醫美產(chan)品(pin)創制、農業食品(pin)等領域應(ying)用。
腦(nao)科(ke)學與(yu)腦(nao)機(ji)接口。重點開展腦(nao)科(ke)學與(yu)類(lei)腦(nao)研究，加(jia)快(kuai)類(lei)腦(nao)芯片、類(lei)腦(nao)計算(suan)機(ji)等創新研發，探索腦(nao)機(ji)接口技(ji)術在醫(yi)療康復(fu)、智慧生活(huo)領域的應用(yong)。
新型數(shu)字(zi)醫(yi)療(liao)。重點發展基因測序、基因診(zhen)療(liao)、醫(yi)學(xue)人(ren)工智能、AI輔助診(zhen)斷等先(xian)進(jin)診(zhen)療(liao)技(ji)術(shu)、高端醫(yi)療(liao)設備(bei)及相(xiang)關軟件系統，支持(chi)可穿戴設備(bei)、傳感器、其他(ta)物聯網設備(bei)等數(shu)字(zi)醫(yi)療(liao)保健決策支持(chi)軟硬(ying)件發展。
生(sheng)物(wu)育(yu)種(zhong)。發展(zhan)基因編輯育(yu)種(zhong)、誘變育(yu)種(zhong)與傳統(tong)育(yu)種(zhong)技(ji)(ji)術(shu)融合(he)的(de)技(ji)(ji)術(shu)體系(xi)，推動合(he)成生(sheng)物(wu)技(ji)(ji)術(shu)在生(sheng)物(wu)育(yu)種(zhong)領(ling)域的(de)顛(dian)覆性(xing)創新與產業化應用(yong)。
再生(sheng)醫學。強(qiang)化體細胞重編(bian)程、人工組織器(qi)官構建(jian)、類(lei)器(qi)官、器(qi)官芯片(pian)等(deng)(deng)技術(shu)研發，支持干(gan)細胞修復病理損(sun)傷、組織器(qi)官再生(sheng)等(deng)(deng)細胞技術(shu)臨床應用(yong)。
二、代表性科技前沿方向
本文從國內外學界、產(chan)業界關注度較高、廣(guang)泛報道的科技(ji)(ji)前沿和(he)未(wei)來(lai)趨勢中，重點選取基因治療、腦機接口、類器官芯(xin)片、AI+生(sheng)物信息(xi)學、生(sheng)物育(yu)種等(deng)若干代表(biao)性方向，從技(ji)(ji)術概(gai)覽(lan)、科研或產(chan)業化進展、應(ying)用領域等(deng)方向進行分析。
圖2 “未(wei)來(lai)健康”代表(biao)性(xing)科技前沿方向
方向一：基(ji)因治療(liao)技術(shu)
基因(yin)(yin)治(zhi)療技(ji)術是(shi)指通過修飾或操縱基因(yin)(yin)的(de)(de)表達以改(gai)變活細胞的(de)(de)生物(wu)學特性(xing)，從而(er)達到治(zhi)療目的(de)(de)技(ji)術手段。主(zhu)要分為以病毒為載(zai)體的(de)(de)基因(yin)(yin)遞送技(ji)術和基因(yin)(yin)編輯技(ji)術兩大類。
科研或產(chan)業化進展(zhan)：據(ju)不完全(quan)統計，目前全(quan)球已(yi)有35款細(xi)胞(bao)(bao)與(yu)基(ji)因療(liao)法獲批上市。我國已(yi)獲批4款細(xi)胞(bao)(bao)與(yu)基(ji)因治療(liao)產(chan)品，包括復星凱特（上海(hai)）的(de)阿基(ji)侖(lun)賽、藥明巨諾（上海(hai)）的(de)瑞基(ji)奧(ao)侖(lun)賽、馴鹿生物(wu)（南京）與(yu)信達生物(wu)（蘇州）共(gong)同開發(fa)的(de)伊(yi)基(ji)奧(ao)侖(lun)賽、合源生物(wu)（天津）的(de)納基(ji)奧(ao)侖(lun)賽。
應(ying)用領域：具有治(zhi)愈多種難治(zhi)性疾病的潛力，可(ke)廣(guang)泛應(ying)用于遺傳性疾病治(zhi)療(liao)、惡(e)性腫瘤、慢性病治(zhi)療(liao)等(deng)領域。
圖3 基因(yin)治療過(guo)程示例
方向二(er)：腦(nao)-機接(jie)口(kou)技術(shu)
腦機接口技術是指在有機生(sheng)命形式的(de)腦與具有處理或(huo)計算能力的(de)設(she)備之(zhi)間，創建用于信息交(jiao)換的(de)連(lian)接通路，實現(xian)信息交(jiao)換及(ji)控制(zhi)。
科(ke)研或產業(ye)化進展：美(mei)國(guo)(guo)Neuralink（馬(ma)斯克聯合創辦）在(zai)2023年(nian)5月獲FDA批(pi)準可在(zai)人體上開展腦機(ji)接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)臨床試驗；2024年(nian)1月，完成首(shou)例(li)人類腦機(ji)接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)設(she)備植入，移(yi)植者目前恢復良好。2023年(nian)5月，我(wo)國(guo)(guo)南開大學(xue)段峰教授團隊完成全球(qiu)首(shou)例(li)非人靈長類動(dong)物介入式腦機(ji)接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)試驗，標志(zhi)著我(wo)國(guo)(guo)腦機(ji)接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)技(ji)術(shu)躋身國(guo)(guo)際領先(xian)行(xing)列。在(zai)消費級腦機(ji)接(jie)(jie)(jie)口(kou)(kou)(kou)(kou)領域，國(guo)(guo)內強腦科(ke)技(ji)（浙江）、腦陸(lu)科(ke)技(ji)（北京）、柔靈科(ke)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(kang)等。
應(ying)用領域：在阿爾茨海默癥、腦(nao)卒中等(deng)難治性腦(nao)疾病的治療康復(fu)領域前(qian)景廣闊(kuo)。非侵入式腦(nao)機接口在教育、游戲娛(yu)樂等(deng)智能交互領域也具有巨大的應(ying)用前(qian)景。
圖4 介入(ru)式(shi)腦機接(jie)口(kou)范式(shi)
方向三：類器官芯片
類器(qi)(qi)官(guan)(guan)芯(xin)片是一種在芯(xin)片上構建的(de)(de)(de)器(qi)(qi)官(guan)(guan)生理微系統(tong)，綜(zong)合微流體(ti)技術、類器(qi)(qi)官(guan)(guan)培養(yang)、微電子學(xue)(xue)、工(gong)程學(xue)(xue)等技術及學(xue)(xue)科，用于在微小尺度(du)上模擬(ni)和(he)研究生物體(ti)內器(qi)(qi)官(guan)(guan)的(de)(de)(de)功(gong)能(neng)。突(tu)破傳(chuan)統(tong)類器(qi)(qi)官(guan)(guan)培養(yang)體(ti)系依賴手動操作、流程繁瑣、標準化(hua)程度(du)不高的(de)(de)(de)瓶頸，為高通量、自(zi)動化(hua)的(de)(de)(de)類器(qi)(qi)官(guan)(guan)培養(yang)提供可能(neng)。
科研或產業(ye)化進展：2022年(nian)FDA批(pi)準(zhun)全(quan)球首個完全(quan)基于“類(lei)器官芯(xin)片”研究獲得臨床前(qian)數(shu)據的新(xin)藥（NCT04658472）進入臨床試驗(yan)，加速本領域走出(chu)實驗(yan)室，進一步拓展落地(di)應(ying)用(yong)場(chang)景。目前(qian)，全(quan)球市場(chang)由北(bei)美和歐洲地(di)區主導，主要企業(ye)有(you)Emulate（美國(guo)）、Mimetas（荷蘭(lan)）、TissUse（德(de)國(guo)）等。國(guo)內(nei)代表性(xing)企業(ye)包括科途醫(yi)學（北(bei)京）、大橡科技（深圳）、創芯(xin)國(guo)際（廣州）等。
應用領(ling)域(yu)(yu)：在(zai)疾病研究、藥(yao)物篩選(xuan)、腫瘤診(zhen)斷(duan)、再生醫學等領(ling)域(yu)(yu)應用潛力巨大(da)。
圖5 類器官芯片應用場景
方向四(si)：AI+生(sheng)物信息學
以深度學習(xi)、AI大(da)模(mo)型等(deng)為代表的(de)AI技術，在(zai)基因組學、蛋白質組學、代謝組學等(deng)生(sheng)物(wu)信(xin)息學研(yan)究和應用(yong)轉化中發揮重要(yao)作用(yong)，如基因序列分(fen)析、基因表達模(mo)式(shi)解讀、復雜海量多模(mo)態數據處理、基因編輯策略(lve)優化等(deng)。
科研或產業化(hua)進展(zhan)：美國華盛(sheng)頓大學(xue)David Baker教授團(tuan)隊開發(fa)出AI軟件Rfdiffusion，將神經網(wang)絡AI模型融入蛋(dan)白設計中。2023年8月，清華大學(xue)智能(neng)產業研究院與水木分子(zi)發(fa)布多模態生物醫(yi)藥百億(yi)參數大模型BioMedGPT，整合基因、分子(zi)、細胞、蛋(dan)白等多源異(yi)構數據，已成功通過了美國醫(yi)師資格考試(shi)。
應用(yong)領域(yu)：在創新(xin)藥物研發、精準醫療、生物育種、綠色低碳等領域(yu)。
圖(tu)6 全球(qiu)首個(ge)開源可(ke)商用多模(mo)態生物醫藥百(bai)億參(can)數大模(mo)型BioMedGPT-10B 架構
方(fang)向五：生物育(yu)種4.0
轉(zhuan)基因與全基因組選擇、基因組編輯、合成生(sheng)物(wu)(wu)學技(ji)(ji)術(shu)(shu)、信息技(ji)(ji)術(shu)(shu)、人工智能技(ji)(ji)術(shu)(shu)等有機融合，以智能化、數字化育(yu)種技(ji)(ji)術(shu)(shu)為代(dai)表的前沿育(yu)種技(ji)(ji)術(shu)(shu)在農作物(wu)(wu)和農業動物(wu)(wu)中廣泛(fan)應用，推動生(sheng)物(wu)(wu)育(yu)種技(ji)(ji)術(shu)(shu)進(jin)入“生(sheng)物(wu)(wu)技(ji)(ji)術(shu)(shu)+信息技(ji)(ji)術(shu)(shu)+人工智能+大數據應用”的“4.0時代(dai)”。
科(ke)研或產業(ye)化進展：美國(guo)、巴西(xi)、阿(a)根廷等國(guo)家實施寬松型監管，將基(ji)因(yin)編(bian)輯育種(zhong)技術(shu)視同傳(chuan)統(tong)育種(zhong)技術(shu)；科(ke)迪華（美國(guo)）、拜耳（德國(guo)）等跨國(guo)公司(si)，已建(jian)立全流程數字育種(zhong)體系(xi)。國(guo)內在該領域的技術(shu)和(he)商(shang)業(ye)化進展相對落(luo)后。2023年，舜豐生物（山東(dong)）利用(yong)Cas12i培育高油(you)酸大豆成(cheng)為我國(guo)首個獲批生產應用(yong)安全證(zheng)書的農(nong)業(ye)基(ji)因(yin)編(bian)輯產品。
應用(yong)領域：快速提(ti)升(sheng)育種效率，支撐特色優質專用(yong)新品種創制(zhi)，加速作物改良進程(cheng)。
圖7 生(sheng)物育種1.0時(shi)代(dai)-4.0時(shi)代(dai)
三、小結
隨(sui)著新(xin)一(yi)輪(lun)科技革命和產(chan)業(ye)變革加(jia)速演(yan)進，在各(ge)項政策的大力(li)支持下(xia)，“未來健康(kang)”有望步入快(kuai)速轉化和產(chan)業(ye)化階段，加(jia)速形成新(xin)質生產(chan)力(li)。建議從(cong)以下(xia)方面夯實發展根基、持續保駕護航(hang)：
一是(shi)大力推(tui)進學(xue)(xue)科(ke)交叉(cha)(cha)融合。重(zhong)點促(cu)進醫(yi)理、醫(yi)工(gong)、醫(yi)信等交叉(cha)(cha)，在醫(yi)工(gong)融合、醫(yi)學(xue)(xue)人(ren)工(gong)智能、醫(yi)學(xue)(xue)遙感信息(xi)等交叉(cha)(cha)學(xue)(xue)科(ke)領域(yu)開展前沿探(tan)索。
二(er)是強化(hua)顛覆性創(chuang)新支(zhi)持。加大(da)應用(yong)基礎(chu)研(yan)究、底層(ceng)共性技術等(deng)支(zhi)持力度，建設一(yi)批服務于前沿科技和未(wei)來產(chan)業的(de)新型科技創(chuang)新平(ping)臺，在(zai)原始創(chuang)新、顛覆性創(chuang)新、非(fei)共識性創(chuang)新和融通(tong)創(chuang)新等(deng)方向(xiang)催生更多從“0”到“1”的(de)突破。
三是創(chuang)新應(ying)用場(chang)(chang)景建設。探索謀劃與標志(zhi)性產(chan)品（或技(ji)術(shu)、服務）綁(bang)定(ding)的“未(wei)來(lai)健康(kang)”場(chang)(chang)景建設，推動前沿技(ji)術(shu)產(chan)品定(ding)型(xing)、用戶群體培育、市場(chang)(chang)需(xu)求挖(wa)掘、跨界(jie)融合示范(fan)，加速成果轉(zhuan)化(hua)、技(ji)術(shu)迭代、產(chan)品驗證、產(chan)業化(hua)等進程。
四(si)是(shi)推行包容(rong)(rong)審慎監(jian)管。在(zai)支持前沿技術發展的(de)同時，統籌處理(li)好人工智能帶(dai)來(lai)的(de)醫(yi)療安全問(wen)題(ti)(ti)(ti)、基因編輯技術和干細胞技術帶(dai)來(lai)的(de)倫理(li)問(wen)題(ti)(ti)(ti)、合成生物學引(yin)發的(de)生物安全問(wen)題(ti)(ti)(ti)等，探(tan)索實施(shi)“觀察期”“包容(rong)(rong)期”等新型(xing)監(jian)管舉措。
附表：
國(guo)內(nei)相關(guan)政策中涵(han)蓋(gai)有關(guan)“未(wei)來健康”的部署(shu)情況
參考資料：
[1] 弗若斯特沙利，《基(ji)因(yin)藥(yao)物(wu)行(xing)業現狀與發展趨(qu)勢藍皮書》2023.
[2] 南(nan)開大學段峰教授團(tuan)隊“介(jie)入式(shi)腦(nao)機接(jie)口試驗(yan)”圖.
[3] 高特(te)佳(jia)Insights,《芯片上打造人體器官(guan)，一場顛覆新藥研發的技術(shu)革(ge)命》.
[4] 清(qing)華大(da)學智能產業(ye)研究院（AIR），《AIR快訊(xun) ｜BioMedGPT-10B 全(quan)球首個開源(yuan)可商(shang)用百億參數多(duo)模態生(sheng)物醫藥大(da)模型(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(xie)曉彤
