編者按:目前,信息和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)主宰世界,再過15年,或者更長(zhǎng)時(shí)間,人類將迎來生物經(jīng)濟(jì)時(shí)代。而中國(guó)是一個(gè)擁有13億人口的發(fā)展中國(guó)家,將有13—16億人口要吃飯,5億多人要吃保健品,1億多人要吃藥,還要面臨改善生態(tài)環(huán)境和增加能源供給的繁重任務(wù),同時(shí)國(guó)家安全必然要有防御生物戰(zhàn)劑的能力,如此等等,決定了我國(guó)必然要把生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)來培育。
那么,我國(guó)的生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r如何?未來,應(yīng)如何把握機(jī)遇,在生物經(jīng)濟(jì)時(shí)代搶占一席之地呢?請(qǐng)關(guān)注“科技年度報(bào)告”系列之四。
越來越多的科學(xué)家預(yù)測(cè),生物技術(shù)將是新的科技革命的主體或代表,生物產(chǎn)業(yè)正在推動(dòng)生物經(jīng)濟(jì)的形成,生物產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)空間將比信息產(chǎn)業(yè)大10倍。許多國(guó)家紛紛采取重大措施加速搶占生物經(jīng)濟(jì)的制高點(diǎn),生物技術(shù)(BT)已經(jīng)成為許多國(guó)家研究開發(fā)的重點(diǎn),英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、澳大利亞、韓國(guó)等國(guó)政府近年來研究開發(fā)投入最多的領(lǐng)域是生物技術(shù)。美國(guó)基礎(chǔ)研究經(jīng)費(fèi)的49%用于生物技術(shù)和生命科學(xué)研究,歐盟第六研究框架計(jì)劃的46%用于生物技術(shù)及其相關(guān)領(lǐng)域。
圖1

圖2

圖3
針對(duì)發(fā)展生物技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的難得歷史機(jī)遇,科技部中國(guó)生物技術(shù)發(fā)展中心的《中國(guó)的生物技術(shù)與生物經(jīng)濟(jì)》一文中指出,我國(guó)的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)也在迅速崛起,2008年全國(guó)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值突破8000億元,生物技術(shù)人才初具規(guī)模,目前擁有國(guó)家、部門和地方政府資助的生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室近200個(gè),技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)人員2萬多人。
————延伸閱讀————
美國(guó)蘭德公司預(yù)測(cè)2020年最有影響的技術(shù)應(yīng)用
技術(shù)名稱 與生物相關(guān)否
廉價(jià)太陽能 √
轉(zhuǎn)基因作物 √
快速生物鑒定 √
過濾器 √
與催化劑
靶向藥物輸送 √
綠色制造 √
混合動(dòng)力車 √
普適傳感器 √
組織工程 √
先進(jìn)診斷 √
與手術(shù)方法
可穿戴計(jì)算機(jī) √
智能紡織品 √
耐性紡織品 √
基因篩選 √
轉(zhuǎn)基因昆蟲 √
藥物篩選研究 √
疾病監(jiān)測(cè) √
與控制
先進(jìn)醫(yī)療 √
康復(fù)手段
基于干細(xì)胞 √
研發(fā)的治療
免疫治療 √
智能系統(tǒng)
氫動(dòng)力車 √
用于跟蹤與識(shí) √
別的外科植入
基因治療 √
腦內(nèi)芯片植入 √
按基因信息 √
定制的藥物
單一身份識(shí)別 √
生物測(cè)定技術(shù)
醫(yī)用機(jī)器人 √
軍用納米技術(shù) √
軍用機(jī)器人 √
異體移植 √
人造肌肉 √
與組織
研發(fā)用轉(zhuǎn) √
基因動(dòng)物
高科技 √
恐怖主義
增強(qiáng)記憶藥物 √
超級(jí)戰(zhàn)士裝備 √
后代基因選擇 √
機(jī)器人執(zhí)行 √
研究任務(wù)
注:蘭德公司預(yù)測(cè)有56項(xiàng)技術(shù),以上37項(xiàng)和生物有關(guān)
————數(shù)據(jù)————
轉(zhuǎn)基因作物種植面積380萬公頃,落后于發(fā)達(dá)國(guó)家
自1996年轉(zhuǎn)基因商業(yè)化以來,全球共種植了近10億公頃的轉(zhuǎn)基因作物,尤其是最近幾年,種植規(guī)模逐年擴(kuò)大,發(fā)展速度驚人。據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)新聞網(wǎng)數(shù)據(jù),2008年美國(guó)3530萬公頃全國(guó)玉米作物中有85%為轉(zhuǎn)基因作物,其中78%為雙性狀或三性狀雜交作物,只有22%為單一性狀的雜交種。轉(zhuǎn)基因棉花在美國(guó)、澳大利亞和南非的全國(guó)種植面積占到90%以上,雙性狀復(fù)合型占到美國(guó)所有轉(zhuǎn)基因棉花的75%,澳大利亞為81%,南非為83%。2008年轉(zhuǎn)基因作物種植面積如圖1。2005年,轉(zhuǎn)基因作物的全球市場(chǎng)價(jià)值為50多億美元,2009年猛增到85億美元,轉(zhuǎn)基因作物的推廣帶來了巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。以美國(guó)為例,美國(guó)通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)實(shí)現(xiàn)了谷物生產(chǎn)低成本和高品質(zhì),在世界谷物貿(mào)易中長(zhǎng)期占據(jù)霸主地位,搶占了世界62%玉米市場(chǎng)和60%大豆市場(chǎng)。
我國(guó)在轉(zhuǎn)基因品種的培育以及商品化推廣等多個(gè)方面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家,但我國(guó)有豐富的作物種質(zhì)資源,作物種質(zhì)資源總量達(dá)39.2萬份,從1986年至2005年,我國(guó)對(duì)已有的作物物種資源共進(jìn)行農(nóng)藝性狀鑒定35萬余份(如表1)。
表1 1986年至2005年,我國(guó)對(duì)部分已有作物種質(zhì)資源進(jìn)行特性鑒定和評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)
總數(shù) 品質(zhì)鑒定 抗逆性狀鑒定 抗病蟲鑒定 篩選優(yōu)異品種 有效應(yīng)用 改良物種品系 應(yīng)用面積
35萬余份 19.25萬份 14萬余份 21萬余份 3.5萬余份 3389份 629個(gè) 1.8億畝
2020年石油和天然氣對(duì)外依存度將分別達(dá)到60%和34%
緩解能源壓力,開拓生物質(zhì)新時(shí)代,需要生物技術(shù)強(qiáng)有力的支撐。據(jù)生物技術(shù)發(fā)展中心預(yù)計(jì),2020年,隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市化進(jìn)程加快和人民生活水平的提高,我國(guó)一次性能源需求將在25—33億噸標(biāo)準(zhǔn)煤之間,最少是2000年的一倍。2020年前至少要新增年產(chǎn)煤炭7—10億噸,否則會(huì)重新出現(xiàn)煤炭供應(yīng)緊張的嚴(yán)峻局面。如圖2和圖3所示,2020年,我國(guó)石油消費(fèi)量將達(dá)到4.5—6.1億噸,國(guó)內(nèi)可供量1.8—2.0億噸,天然氣需求總量將達(dá)到1450—1650億立方米,進(jìn)口量為500—600億立方米,兩種重要能源的對(duì)外依存度將分別達(dá)到60%和34%。因此,必須發(fā)展新能源和再生能源。生物質(zhì)能源是最重要的一種替代能源,美國(guó)等一些國(guó)家提出發(fā)展“氫經(jīng)濟(jì)”。開發(fā)和利用可再生的生物質(zhì)能,以燃料酒精、生物柴油部分代替汽油,以沼氣代煤和天然氣,將為緩解能源壓力提供強(qiáng)有力的支撐。
專利成果占全行業(yè)17%,前景可期但成果產(chǎn)業(yè)化堪憂
中國(guó)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)作為政府有意培育的一個(gè)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),近年來產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大,并保持高速發(fā)展態(tài)勢(shì)。據(jù)科學(xué)技術(shù)部中國(guó)生物技術(shù)發(fā)展中心數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)生物產(chǎn)業(yè)總規(guī)模已經(jīng)超過萬億元。過去5年,如表2,我國(guó)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)規(guī)模增長(zhǎng)了2倍,研發(fā)經(jīng)費(fèi)增加了4倍,國(guó)際上發(fā)表論文增加了6倍,申請(qǐng)臨床研究的藥物數(shù)量增加了8倍,專利數(shù)量增加了10倍。預(yù)計(jì)到2020年,我國(guó)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)將達(dá)到6萬億元的規(guī)模。
然而,生物醫(yī)藥科研成果的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化狀況不理想正成為困擾產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。生物醫(yī)藥研發(fā)經(jīng)費(fèi)占醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)整體研發(fā)經(jīng)費(fèi)的比重不到15%,卻發(fā)表了包含生物技術(shù)、臨床醫(yī)學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)在內(nèi)的占全行業(yè)43%比重的論文;相比之下,其專利成果僅占了全行業(yè)的17%,而且這一比例還有下降的趨勢(shì)。這種研發(fā)成果在論文和專利上比重差距較大的現(xiàn)狀,暴露出我國(guó)生物醫(yī)藥研發(fā)成果產(chǎn)業(yè)化能力的薄弱。
表2 過去5年我國(guó)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)變化
產(chǎn)業(yè)規(guī)模 研發(fā)經(jīng)費(fèi) 國(guó)際論文量 申請(qǐng)臨床研究藥物 專利數(shù)量 預(yù)計(jì)2020年產(chǎn)業(yè)規(guī)模
增加2倍 增加4倍 增加6倍 增加8倍 增加10倍 6萬億
————分析————
保障食物安全,生物途徑最有效
預(yù)計(jì)到2020年,我國(guó)人口將達(dá)到14.5億,要保障這么多人的吃飯問題,糧食產(chǎn)量必須達(dá)到6.3億噸。在耕地不斷減少、水資源短缺的情況下,要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),糧食單產(chǎn)必須提高40%-60%,因此,利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)和分子育種等培育超高產(chǎn)農(nóng)作物新品種是最有效的途徑。在保障糧食供應(yīng)的同時(shí),還應(yīng)提高農(nóng)業(yè)資源利用率,改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。因此,具有抗旱基因的植物品種將大幅度增加西部地區(qū)的植被覆蓋率,再造秀美山川;抗旱作物將使10億畝旱地變?yōu)橹懈弋a(chǎn)田,抗鹽植物將可能使5億畝鹽堿地變成農(nóng)田。
此外,為保障食品安全,從根本上改善人民膳食結(jié)構(gòu),需要生物技術(shù)強(qiáng)有力的支撐。我國(guó)許
多農(nóng)產(chǎn)品有害物質(zhì)殘留嚴(yán)重超標(biāo)、環(huán)境污染日趨嚴(yán)重,食物安全事件日益增多,形勢(shì)嚴(yán)峻。生物肥料、生物農(nóng)藥的使用將大幅度降低農(nóng)業(yè)化學(xué)品的污染,新型食品添加劑、保鮮劑的應(yīng)用將大幅度提高食品的質(zhì)量和安全性。
來自中國(guó)生物技術(shù)發(fā)展中心的數(shù)據(jù)顯示,2007年中國(guó)食品工業(yè)產(chǎn)值已突破30000億元,僅是農(nóng)業(yè)產(chǎn)值(48893億元)的61%,加工水平滯后。按發(fā)達(dá)國(guó)家水平計(jì)算,我國(guó)食品工業(yè)產(chǎn)值至少還有20%的潛力。挖掘食品工業(yè)潛力,依靠生物技術(shù)形成第四代食品,將形成25000億元的產(chǎn)業(yè),為1000多萬人提供就業(yè)機(jī)會(huì)。
生物醫(yī)藥技術(shù),防治疾病新思路
據(jù)生物技術(shù)發(fā)展中心的數(shù)據(jù),目前我國(guó)艾滋病感染者達(dá)到84萬人,預(yù)計(jì)到2010年艾滋病病毒攜帶者將超過1000萬;活動(dòng)性肺結(jié)核病人約450萬例,居世界第二;乙型肝炎病毒感染者超過1.2億人,占世界攜帶者的1/3;糖尿病患者超過2000萬人,血吸蟲病患者達(dá)到80萬人。心腦血管疾病死亡率仍持續(xù)上升,2002年的死亡率是1953年的兩倍,惡性腫瘤和心腦血管疾病所造成的死亡占人口總死亡、勞動(dòng)年齡人口總死亡、特別是最佳勞動(dòng)力損失人口總死亡的60%—70%左右。人口和健康方面存在的問題堪憂,每年出生的近1700萬人中4%—6%有出生缺陷,嚴(yán)重影響民族整體身體素質(zhì);蛟\斷、基因治療等現(xiàn)代醫(yī)藥生物技術(shù)的廣泛應(yīng)用將為預(yù)防和治療難治性疾病提供新的思路,并可以大幅度降低出生缺陷率。
綠色能源,緩解資源壓力改善生態(tài)環(huán)境
我國(guó)是個(gè)化石能源資源十分短缺的國(guó)家,預(yù)計(jì)到2020年,我國(guó)的石油自給能力無法滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需求,石油資源安全和能源安全的問題將越來越突出,嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家安全。我們只有通過節(jié)約能源、開發(fā)新的可再生替代的生物能源才能保障能源安全。
此外,我國(guó)約85%的二氧化硫和28%的總懸浮顆粒物是由于煤炭燃燒造成的,導(dǎo)致城市空氣質(zhì)量下降和30%的國(guó)土受酸雨危害。2000年我國(guó)二氧化碳排放量居世界第二,占世界總量的13%。如果保持現(xiàn)有的資源利用和污染排放水平,到2020年,資源利用對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響將是現(xiàn)在的4.4-4.8倍;到2030年前后,中國(guó)二氧化碳的排放量有可能超過美國(guó),居世界第一位。如果保持現(xiàn)有環(huán)境質(zhì)量,資源利用率必須提高4—5倍。利用生物能源,可以減少環(huán)境午飯,同時(shí)生物技術(shù)大幅度增加綠色植被,吸收CO2將從根本上凈化空氣,減緩氣候變暖的趨勢(shì)。
水土流失也是我國(guó)很重要的生態(tài)環(huán)境問題,我國(guó)水土流失面積為356萬平方公里,占國(guó)土總面積的1/3;全國(guó)沙化土地169萬平方公里,約占國(guó)土總面積的18%,需要發(fā)展抗旱、抗鹽堿的生物新品種,增加地表覆蓋;遏制我國(guó)土地沙化、荒漠化加劇的勢(shì)頭需要依靠生物技術(shù)培育抗旱、抗鹽堿的生物新品種。
————建議————
生物產(chǎn)業(yè)與信息產(chǎn)業(yè)相比,具有明顯的特點(diǎn),技術(shù)壟斷、市場(chǎng)壟斷程度較低,為廣大發(fā)展中國(guó)家,特別是生物資源豐富的發(fā)展中國(guó)家提供了一次難得的歷史機(jī)遇。我國(guó)應(yīng)采取重大舉措,像當(dāng)年抓“兩彈一星”那樣抓“生物經(jīng)濟(jì)”,在生物經(jīng)濟(jì)時(shí)代再創(chuàng)輝煌。
政策支持,營(yíng)造發(fā)展環(huán)境
應(yīng)實(shí)施專利戰(zhàn)略和標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略,加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù),保護(hù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng),開拓國(guó)際市場(chǎng)。盡快制定具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物技術(shù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),建立檢測(cè)技術(shù)、安全監(jiān)控、安全預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、進(jìn)出口監(jiān)控體系,提高我國(guó)生物技術(shù)產(chǎn)品國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。同時(shí)營(yíng)造有利于生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的環(huán)境。并大力發(fā)展生物技術(shù)中介機(jī)構(gòu),為加速生物技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供良好的服務(wù)。
人才培養(yǎng),打造產(chǎn)學(xué)研隊(duì)伍
應(yīng)牢固樹立人才資源是第一資源的觀念。實(shí)施人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略,打造一支國(guó)際一流的人才隊(duì)伍。著力營(yíng)造崇尚科學(xué),尊重人才,激勵(lì)創(chuàng)新,寬容失敗,有利于人才成長(zhǎng)的創(chuàng)新文化與環(huán)境。注重和加強(qiáng)優(yōu)秀人才培養(yǎng),造就一批具有國(guó)際影響的學(xué)術(shù)帶頭人;造就一支既具備科技知識(shí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略眼光又了解市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的科技與經(jīng)濟(jì)結(jié)合的復(fù)合型管理人才和科技型企業(yè)家隊(duì)伍;政府、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)以及企業(yè)聯(lián)合推動(dòng),設(shè)立生物技術(shù)領(lǐng)軍人物基金,吸引和凝聚尖子人才為國(guó)服務(wù)和創(chuàng)業(yè)。
資金投入,健全創(chuàng)新體系
應(yīng)加大對(duì)生物技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的公共投入力度。公共投入重點(diǎn)支持原始創(chuàng)新性研究、關(guān)鍵技術(shù)和核心技術(shù)研發(fā),基礎(chǔ)設(shè)施、共性技術(shù)平臺(tái)建設(shè),健全國(guó)家生物技術(shù)創(chuàng)新體系。
建立和完善多渠道、全社會(huì)投資機(jī)制和體系。積極鼓勵(lì)和吸引企業(yè)界、金融界等方面對(duì)生物技術(shù)研究的投入。在產(chǎn)品開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面,應(yīng)逐步形成政府給予引導(dǎo)性支持,企業(yè)和社會(huì)資金投入為主的格局,逐步形成適合我國(guó)國(guó)情和生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的創(chuàng)業(yè)投資體系和運(yùn)行機(jī)制。
國(guó)際合作,提升研發(fā)水平
應(yīng)鼓勵(lì)以各種方式加強(qiáng)國(guó)際交流與合作,通過積極參與國(guó)際合作與競(jìng)爭(zhēng),迅速提升我國(guó)生物技術(shù)的研究開發(fā)水平。
鼓勵(lì)和支持國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)與國(guó)外機(jī)構(gòu)合作,在國(guó)外建立生物技術(shù)前沿和核心技術(shù)方面的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、研究機(jī)構(gòu),充分發(fā)揮留學(xué)人員和華裔科學(xué)家的作用;同時(shí),吸引和支持國(guó)際知名大學(xué)、研究院所在國(guó)內(nèi)建立分支或合作機(jī)構(gòu)。
進(jìn)一步加強(qiáng)與外國(guó)公司的合作,按照“風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān),利益分享”的原則,鼓勵(lì)建立研究和開發(fā)的合作機(jī)構(gòu)或合資企業(yè),合作開發(fā)新技術(shù),研制新產(chǎn)品,共同開拓國(guó)際市場(chǎng)。