《生物经济:一个革命性时代的到来》刘沐芸博士访谈录 节选八

作者:刘沐芸    来源:个体化细胞治疗技术国地实验室

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面向未来的生物经济时代,才刚刚开始



刘沐芸博士访谈录




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图:深圳细胞智造中心监控平台



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推动BT和IT的融合产生催化连锁反应

怎样推动生物技术和信息技术融合创新?

刘沐芸

推动生物技术和信息技术融合创新,可以从四个方面着手。


一、注重科技产业设施也就是新基建的投资建设。比如可以支持公共使用的超大算力设施、数据传输和储存设施等,而不仅是只购买类似冷冻电镜等设备,单一、孤立的设备配置无法发挥对科技促进、产业放大的连锁催化效应,而产业设施或新基建是一个网络,更能发挥链接、集聚甚至是爆破性作用,在科研方面能有利于上游核心技术和工具的开发迭代,在产业方面能产生“连锁爆破”效应,承担“取之于民、用之于民”的基础性支持作用。而不仅仅是“新闻”中的大科学装置,或大产业设施,仅停留在“耳闻”的阶段。


二、公私分明。技术的迭代和进步,生物经济的进步有赖于基础技术和竞争性技术。除了主动部署新基建,还需要关注基础技术的主动部署与攻关组织形式,并建立良好的市场规范和竞争环境,鼓励竞争性技术的百花齐放。基础技术决定了具体产品的开发方向,而竞争性技术决定了下游市场容量的大小


三、基础性技术的大力发展为竞争性技术的发展和逐渐替代传统产业和服务提供了发展的源动力,但最终创新生物技术要在竞争中获胜或取代传统的、习以为常的服务和产品,取决于新技术在社会、经济和环境等方面是否具有决定性优势,是否足够先进、便利、便宜,性能更好,能耗更低。当然,与人类经济社会并行发展中不断迭代的政策法规环境也息息相关。

因此,要推动实现BT和IT的融合创新,不仅需要新机制集中部署建设新基建网络,还需要新型组织形式对不同产业领域的关键共性技术和工具研发的批量集中攻关,也需要下游市场进入门槛、法规适应和成本效益等综合配套,正是这样,BT和IT的融合才能产生催化连锁反应,借助新基建网络,将上游的技术突破,经由中间工程化创新新型组织形式,最终传导至下游应用服务市场的百花齐放,丰富人民群众对美好生活向往的广度和深度。


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推动生命体的数字化

基因科学、细胞科学的发展,和生物经济时代有着怎样的密切关系?
刘沐芸

基因和细胞科学是生物经济发展的生物技术基础。人类基因组计划绘制了人类生命体的构造图,然后结合快速迭代的基因序列读取工具不断推陈出新,给我们提供一个全新的认知世界、测量世界的工具和方法,推动了生命体的数字化。

测序技术发展至今天,不仅可以快速高效地完成生命结构图的读取和绘制,并能更精细到单个细胞基因序列的读取和排列。而单细胞的测序效率为我们提供了一个更细微水平观察突变和恶变的工具。

随之而来的基因编辑工具包为人类提供前所未有的简单、高效、便利的对生命体结构图进行“编辑、修改”的能力,而干细胞的研究就赋予了我们另一种能力和工具。

这些生物技术能得以快速发展和演绎,均是得益于生物学、计算科学和工程学的交叉融合,而这些技术能快速融合突破也与其他基础学科的发展密不可分,比如物理学、化学、统计学等的快速发展

每年产生的大量生物数据,伴随计算成本的快速下降,让大规模地储存、处理和分析海量数据具备了基础,进一步与不断优化的深度学习、AI和生物信息的融合、迭代,并且这些技术正相互促进、相互加强,技术间边界也正在模糊。正是基因和干细胞科学等生物科技与计算科学、数据处理的结合,推动生物经济这种新经济形态的形成和发展


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依据个人的基因谱系特征定制产品、服务

伴随精准医学时代的到来,下一步人类将迈向哪个时代,是精准营养、精准健康时代?
刘沐芸

学科的融合促进并衍生了许多的下游应用和服务,在上游技术的推动下和下游市场需求的驱动下,正有越来越多的技术向下游的个体化产品和服务转化,比如依据个人的基因谱系特征定制产品、服务,这就包含精准医疗、精准营养、精准健康等。

究竟哪一类应用和产品会率先成为“爆款”,取决于前述的几个因素,取决于技术的成熟度与可及性。可及性包括两个方面,一个是经济的可负担性,也就是成本是否足够低,再一个就是技术的物理可及性,比如说细胞治疗产品,其技术的成熟度和经济效益比足够“引爆”一个市场,但受制于物理可及性无法成为“爆款”。细胞治疗迫切需要工业自动化,如“赛动智造”提供的床边生产细胞智造平台(Point-of-care Manufacturing),可以便利装配式地围绕着市场需求就近部署,极大克服细胞“温度敏感、效期短”等高动态性和不稳定的特性,直达市场需求。还有一个就是经济社会对新技术的接受度和开放度、适应性的政策法规环境、配套的评价标准和保险支付体系等。



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是否“换道超车”取决于当前部署

对于中国来说,在工业经济、信息经济时代苦苦追赶之后,生物经济时代是一次难得的换道超车机会吗?
刘沐芸

生物经济有几个显著的、有别于工业经济和信息经济的特征,这就是生物经济的基础性技术是与生命体有关的读取、挖掘、分析和利用有关的基因和细胞科学。工业经济和信息经济是以非生命体或者物为主要生产要素和材料的经济形态

生物经济是否是“换道超车”的机会,取决于几个先决条件。


第一、是否有自主可控、可用的本国数据库,生物经济的基础性生产要素是与生命体相关的生物数据,因此,如果一个国家要发展生物经济,与之配套的新基建就是自主可控、可用的本国生物数据库,要包含多个维度、多个层面的人类、非人类的数据库。当前,我国研究投入产生的大量研究成果和生物数据都上传到国际三大数据库(美国国立生物技术信息中心,欧洲生物信息所和日本DNA数据库,且这三大库之间以联盟的形式达成了互联互通和同步)。但迄今为止,我国还没有建立一个统一的全国性的生物数据库,也正因此,就无法谈及与国际三大数据库的互认互通。 


第二、是否对上游关键核心技术和工具自主可控。生物经济是在基础性技术的推动和下游应用市场的拉动演绎而来,由此可见,上游关键的基础性技术和工具的自主可控非常关键。生物经济的上游核心技术和工具往往是相互交叉融合、相互依存的。比如,基因编辑工具的发展进化,不仅依赖于生物学技术,还依赖于生物学演绎发展的积累和不断新增汇聚的数据库的支持,以及其他基础学科的积累发展并叠加形成的新工具平台等。


第三、转化路径是否顺畅,也就是下游市场的接受度和开放度。我们的财政和资本市场是否支持上游颠覆性技术的研发投入,我们的社会是否对颠覆性技术出现具有开放度和接纳度,我们的政策法规环境是否具有包容适应性等,是否具有配套的供应链和工业体系以生产交付高质量、大规模、低成本的创新产品,配套的评价标准和体系是否支持新产品、新应用和新服务等。其实,就是我们社会总体的创新自信的程度,不以他国为风向标。


因此,是否“换道超车”取决于我们当前的部署与推进,是不是有利于形成我们“换道超车”的态势。


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掌握4类新型基础性技术的国家将主导发展

这个时代究竟处于一个怎样的发展阶段,是小荷才露尖尖角吗?或者说是刚刚在远方地平线露出桅杆的一角,能说现在处于互联网大爆发前夕那样类似的场景吗?
刘沐芸

当前,基础性技术和竞争性技术正在快速的发展中,相互促进与相互依托,正在塑造生物经济的发生和发展,海量产生的生物数据正在改变农业育种由过去对自然生态的依赖转向生物育种,而基于对海量人类基因数据的分析,为我们提供更精细的了解疾病发生发展的路线图,如细胞治疗对恶性肿瘤发展轨迹带来改变等

除此之外,将会衍生出4个重要的新研究领域,也就是生物科技与计算、数据科技融合后将衍生出4个新的基础性技术:生物分子、生物系统、人机接口和生物计算。而这4个新的基础性技术将决定竞争性技术的种类和方向。可以说,掌握着4类新型基础性技术的国家将主导下游竞争性技术的发展,并获取主要利润来源。



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生物经济正在塑造和成型中

能说生物经济时代是“已经到来的未来”吗?
刘沐芸

从数字化认知生命和世界的角度来讲,可以认为,我们正在经历生物经济的塑造成型中,我们可以说既是见证者,也是参与者、塑造者或推动者

我们既是前沿科技的创造者,也可以说是前沿技术的受益人。我们对高质量生活的追求为前沿技术的研究开发提供了动力,前沿技术的每一次突破也进一步激发了我们对更美好生活的追求。下游市场需求与上游核心技术与工具也是相互依存、相互促进。


以细胞基因产品发展为例,虽然已有多个产品获批上市,但受制于个体化、成本高、复杂的手工操作、交付繁琐等影响,仍然无法商业化应用。因此,对上游自动化、智能化的生产装备提出需求,这是一个典型的产业下游产品和服务发展与上游装备相互促进产业链闭合循环的过程,首先,发生于下游的产品和服务,发展过程中涌现出对上游细胞智造装备与部件的需求;其次,通过上游核心装备研究开发进一步促进强化下游产品创新和服务生态的完善,逐步形成产业供应链的自主可控,进而获得产业的话语权与终产品的定价权。

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