《生物经济:一个革命性时代的到来》刘沐芸博士访谈录 节选九

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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高通量测序是生物经济时代的生物类基础性技术

2012年,美国政府《国家生物经济蓝图》指出,高通量测序等三大技术的发展,打开了一扇通向未来的大门,八九年过去了,您怎么看这扇“未来之门”?

刘沐芸

高通量测序技术为我们揭示了以生命为特征的复杂系统组成的详细信息:基因、细胞、生物和生态体系,以及它们之间相互作用的机制,并改变了生物学和临床医学的研究范式,这些也因此被归为生物经济的生物类基础性技术。也因此,仍然存在有巨大的研究开发空间,需要信息类基础技术的加入融合,如促发新的科技革命的发生,尤其是前述的新型基础性技术的出现,将有可能缔造出一个充满活力的生物经济形态。


另外来看,高通量测序技术既是创新成果,也是引发新的创新成果的技术基础。人类基因组计划(HGP)最早的目标就是绘制人类基因组图谱,但在完成这个目标的过程中,HGP又促进了高通量测序技术的发生、发展和迭代,而高通量测序技术的进步又引发了微生物基因组、病毒基因组和感染性疾病和植物生物学等领域的进展。


由HGP而来的新生物学和新技术相继又推动了一些新的大规模科学计划产生。比如DNA元素百科全书研究联盟(ENCODE)、国际基因组单体绘制计划(International HapMap Project)、千人基因组等进一步促进新的创新和应用发生,形成良好的“科学发现—技术发明—产业发展”的良性循环。



每一次工具迭代成功,就昭示着一个新时代的来临

如果说18—19世纪人类更多在探讨物理世界之谜,能否说20世纪至今更多地将目光聚焦生命本身,探讨生命之谜、探讨生命和环境的关系?而这也将成为长期持续的趋势?
刘沐芸

可以这么说。我们已经从非人或非生命的物质时代转向了与生命体有关的探索时代,并最终将走向将人类精神的永流传与物质永不腐朽相结合的时代。可能在未来,一切都与生物有关。


第一,未来大部分的物质材料将都可以通过生物方法获得,性能更好且可持续,不用担心资源的匮乏。人类的发展进化史可以说是一部工具和材料迭代的历史,石器、青铜和铁器等时代,每一次工具、材料迭代成功,就昭示着一个新时代的来临。现在是生物学的时代,生物技术工具和物质材料的迭代,将满足人类对更高生命质量、生活质量和生态质量即“绿水青山”的需求。


第二,可控性和精确性正在改造传统的价值链,从交付到开发,到消费个性化。分子生物学的进步让研发和交付过程更精确并具有预期,如医疗领域,过去的药物开发都是基于大众群体的共有特征,提供一种“通用型(One-size-fits-all)”的治疗方案,也因此获得的是平均疗效。而基于个人基因信息的分析和研究开发能获得更精准、更合适的治疗方案。


第三,我们对人类和非人有机体的重编程能力不断提升,也为我们改进和提升健康提供了更有力的工具和更精准的方法,如基因诊断、基因治疗和生物育种等。


第四,工业自动化、机器学习和激增的生物数据正在改变科研范式,提高研发效率。将过去科学发现有如大海捞针的“偶然性”,转为通过基于海量数据的计算机模拟的“经常性”。


第五,未来将朝着“生物系统与计算机结合”的方向发展。其实,目前我们已经进入一种“人机交互”的状态,如笔者目前正在通过手提电脑回答这些问题。但未来,人机将进入一种全新的接口互联的模式,机器通过复杂的算法和系统捕获人类的大脑信号进行连接、传输并转化为指令,而不像笔者当前这种“人机交互”,需要借助手将大脑信号在电脑上敲出文字。


第六,数字技术正在“增强”生物系统的“能力”,生物学同时可能成为应对数字世界挑战的解决方案,如令人头痛的数据储存。每天,全世界大约会新增2.5QT(百万的五次方)数据,按照这个速度发展,至2040年,地球将耗尽用于存储的硅(Andy Extance, “How DNA could store all the world’s data,” Nature, September 2, 2016),但生命体的DNA储存为此提供了生物学方法,可能另辟蹊径。DNA的密度是硬盘的100万倍,地球上当前所有的信息储存只需一公斤的DNA就能完成。并且,DNA不会变质,可以保存成百上千年。


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图:赛动智造全自动细胞智造系统(大通量型)

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全自动细胞智造系统展现“细胞智造”的颠覆性硬科技魅力

能否具体结合您的实践领域,说说生物经济时代对国家、组织和个人,分别意味着什么?
刘沐芸

从产业领域来讲,我的工作经历比较聚焦,一直在细胞产业领域,但从具体的产业链上,发生了一些变化,从细胞产业下游的产品服务的开发转到上游的核心硬件装备的研发生产。为什么会这样呢?

第一、革命性的细胞药物无法惠及患者:著名的CAR-T疗法,虽然能治愈一些白血病,但却无法像其他药物那样大规模应用——因为价格昂贵,生产困难无法标准化、规模化,交付链条繁琐。通过对过去15年学术期刊报导的这些先进的个体化治疗临床研究、以及不同国家对这些先进治疗方法基金资助的情况进行跟踪,发现,个体化细胞治疗目前只能归为科学研究上的成功。要真正评价究竟哪些人以及有多少人从这些疗法的进展中获得了益处,不能只看发表文章的数量和国家基金支持的力度,而要看这些国家基金支持的项目和发表文章的结果有没有推动形成一个新的生意流或者一个新产业。从这方面来看,个体化细胞治疗的真实进展还不能算是成功,因为还没有形成一个以个体化细胞治疗为核心的新产业,而只有形成了一个新产业,或者说以类似工业化的大规模、标准化流程交付个体化细胞技术,才可以令所有有需要的人获得益处,实现病有良医,建设高质量现代化产业体系

第二、革命性的细胞药物需要配套的工具和交付体系,建设一个支持细胞治疗、基因治疗等先进治疗产品的产业设施和体系,将细胞基因治疗药物、医院、患者等就近联通,标准化、智能化、自动化的床边生产将是趋势。赛动智造“一键启动”的细胞智造无人生产线(CellAuto- Advanced Cell Therapy Platform),“按”下了我国细胞生产智能化、数字化的转型键。

第三,智能生产驱动的效率提升与监管创新,是一个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,通过上游核心装备的研发进一步促进、强化下游产品创新和服务生态的提升,逐步形成产业供应链的自主可控,进而获得新兴战略领域细胞产业的话语权与产品定价权。

第四,新的应用需求引发了对上游核心装备的研发需求,赛动智造自主研发的“全自动细胞智造系统”,展现了“细胞智造”方面的颠覆性硬科技魅力,面向经济主战场,解决生物医药“皇冠上的明珠”——细胞药物智造的“刚需”,惠及患者,具有巨大的市场空间。赛动智造将通过持续的研究开发和品牌建设,固化竞争优势,占据细胞产业链关键“卡位”,形成高质量细胞产业体系,建立行业标准话语权,进入全球细胞智造供应链,成为核心部件和整装关键供应商。


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需要改变的不是行为,而是看待世界和未知的方式

我们应该怎样改变自己的行为,以适应、追赶生物经济时代?          
刘沐芸

我想,面向我们无法想象的未来,我们需要改变的不是行为,而是看待世界和未知的方式,对存量知识体系和结构无法理解的新生事物,保持开放、包容和接纳的姿态,而不是盲目拒绝和排斥。

其实,创新已经悄然在改变我们的经济社会,比如错季的水果、食物等。高通量筛选、基因剪刀和利用数据的深度学习,已经深刻地改变了我们的工作范式,由过去的先假设再通过实验论证的研究范式转向数据驱动的无假设研究范式。

当然,还有一些技术正在“来”的路上,也有一些正在“浮”出水面,虽然处于早期,但仍然是有迹可循,只是需要我们打开发现和接纳的心。因此,要改变的不是行为,而是思想和认知。









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抢占战略领域的发展先机,需“眼光和实力”并举

在未来到来之时,前沿科技往往会遭遇公众认知瓶颈,何况又是关乎生命健康的前沿生命科学,叠加复杂利益纠葛、复杂舆论场,更是容易不被人理解甚至产生误解,作为业内人士,您觉得是这样吗?关于基因组学或生物经济时代,究竟应该避免哪些误区?

刘沐芸

确实存在这样的阶段,不仅是生物科技,其实从科技产业发展的历史来看,科技创新的萌芽期基本都是不被大多数人看好或接受的。但从另一方面讲,也只有在大多数人都“看不见”的早期,才蕴含着巨大的发展空白和可能的获益空间,也只有在“创新开拓—巨大潜力—风险应对”之间保持平衡的人,才会成为“笑到最后”的收获者


但从一个国家抢占未来发展高地的角度来看,主动、超前部署前沿科技,培育发展新动能,抢占战略领域的发展先机,既需要前瞻性的眼光,也需要动员资源的实力,更需要强力推进的组织形式,也就是需要“眼光和实力”并举。今天的选择影响的不仅是生物创新的转化路径,更是国家之间竞争差距的形成,更是与经济社会甚至整个地球利益攸关


第一、科学界需要确保创新技术得到充分的监管以发挥作用,科学家在推动科技创新的同时,也需要充分辨别技术风险,并且不跨越伦理边界。


第二、商业界则应关注如何抢占生物创新的发展先机,快速推向市场。生物科技普及应用的潜在价值足够引发下游的商业应用,如同数字技术,生物科技的商业化过程中也将产生一批新的竞争者,意味着参与者的价值链和利润池将会发生重大的改变。


第三、政府、政策制定者需要对新技术有所了解,以便提供适应性指导。在接下来的10年中,大约有50%的生物科技创新成果将会进入市场。因此,现在政府部门就应该着手设立相应的管理法规和发展框架,鼓励生物科技创新和成果转化,同时对可能的风险加以约束。


第四、消费者决定着新技术进入市场的速度,比如公众对创新科技的话语体系和对新产品的接受度就有着巨大的影响。因此,科学界和监管层一方面要开展面向大众和消费者的沟通普及工作,另一方面也要从技术本身和监管政策方面确保创新技术和产品不会跨越伦理界限、引发公众焦虑。


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