以合成生物学、基因编辑、脑科学、再生医学等为代表的 领域孕育新的变革。在后基因组时代，科学家在DNA、RNA、病毒、蛋白质及（逆）转录、翻译等生命活动过程中不断取得新的重大科学发现，前沿生物技术和医疗技术层出不穷。 突破引领的新一代生物医药未来产业正在孕育之中，最有希望成为未来产业的领头羊。

新一代生物医药成为多国未来产业突破方向

美国近年来先后发布了《2020年未来产业法案》、《关键与新兴技术国家战略》、《2021美国创新和竞争法案》等报告法案，均把基因编辑、医疗、生物技术、再生医学、合成生物学等作为重点。德国专门出台了《国家生物经济战略》；英国发布了《技术与创新未来: 英国 2030 年的增长机会》部署了14个生物医药技术方向；日本政府制定颁布《2020科学技术白皮书》提出37个方向中近三分之一与生命健康密切相关。韩国政府发布《科学技术未来战略2045》，聚焦人体增强、基因细胞治疗、抗癌、脑疾病、脑波通讯等前沿领域。我国《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年（2021－2025年）规划和2035年远景目标纲要》关于未来产业的7个方向中就有2个与 密切相关：类脑智能和基因技术。在深圳、杭州、沈阳、厦门等城市关于未来产业的规划文件中，生命健康也占有较大比重。

生物医药未来产业是基础研究和前沿技术直接驱动的高科技产业。基因治疗、再生医学、抗癌、脑疾病和类脑智能等方向是人类探索未知世界的最前沿，是人类认知的“盲区和无人区”，具有很多完全未知的现象和规律，高度依赖于重大科学发现和技术创新突破。最近10多年，获得诺贝尔奖的若干重大科学发现催生了众多前沿生物技术并孕育着新一代生物医药未来产业。

革命正在孕育着未来产业

1. 基因编辑技术为 和医学带来深远影响

第三代基因编辑工具——CRISPR/Cas9体系源于2020年诺贝尔化学奖成果，可以实现对基因片段的精准敲除、增补和替换，是迄今为止最为强大高效的基因编辑工具，可广泛用于基础医学、农业和临床治疗，是近年来最具影响力的前沿生物技术突破。

基因编辑技术催生了基因治疗方法和药物，将具有正常功能的基因置换或增补患者体内有缺陷的基因，为遗传性疾病治疗带来了希望。目前，世界上已经有5款基因治疗药物上市销售，更多的基因药物正在研发之中。美欧前十大药企中90%都已经部署了基因治疗药物的研发。

虽然基因编辑最初的重点主要针对罕见的遗传性疾病，但它其实具有更加广泛的应用。它可以用于攻击传染人类的病毒（如切割患者体内DNA上的HIV逆转录病毒基因片段），或者通过修改蚊子等生物的基因来预防传染疾病（如疟疾）的传播。基因编辑还可以解决人类器官移植的供体短缺难题，例如杭州启函生物公司利用基因编辑工具敲除猪的内源性逆转录病毒（PERV）基因和免疫排斥反应基因，解决了猪器官移植的最大两个问题。

2. 干细胞引发再生医学革命

干细胞是当今生物医学领域最热门的领域之一，被誉为“人类医疗史上的第三次革命”。干细胞及其分化产品为有效修复人体重要组织器官损伤及治愈心血管疾病、代谢性疾病、神经系统疾病、血液系统疾病、自身免疫性疾病等重要疾病提供了新的途径。以干细胞治疗为核心的再生医学，将成为继药物治疗、手术治疗后的另一种疾病治疗途径，从而成立新医学革命的核心。

根据Market Research和Transparency Market Research研究显示，2020年全球干细胞市场预计超过1700亿美元。据前瞻产业研究院数据显示，2020年我国干细胞治疗产业市场规模将超1400亿元，年复合增长率超过30%。截止2020年06月30日，全球获批上市的干细胞药品计有41个，涉及诸多疾病的治疗。全球有近4000个干细胞治疗临床试验，我国在研的干细胞临床试验超过500个，近三年来也开始恢复受理了18个干细胞产品的申请。诸多研发管线，将会带来干细胞产品/药品赛道的爆发。

3. 免疫疗法成为攻克癌症的新路径

科学家对人体免疫系统功能机制和肿瘤免疫逃逸机制进行了长期深入研究，开发出多种肿瘤免疫治疗的策略方法和药物，比如TCR-T和 CAR-T细胞疗法、免疫检查点抑制剂、单抗/双抗药物、肿瘤疫苗等。自2017年两款CAR-T药物获批上市以来，吸引越来越多的创新药物企业开始陆续布局这一领域。《Nature》报告，至2021年4月全球管线中有2073种细胞治疗药物，比2020年增加增加38%。

美国前总统卡特患有黑色素瘤，通过PD-1免疫检查点抑制剂治疗仅4个月后即痊愈，引起了巨大震撼。免疫检查点抑制剂得益于2018年诺贝尔生理学或医学奖得主的科学发现——PD-1和CTLA-4两个免疫检查点在肿瘤治疗中的作用机制，已经成为最热门的药物研发方向。其中，靶向PD-1/PD-L1的试验超过2000个，已有6种PD-1抑制剂药物上市销售；科学家还发现了其他免疫检查点并在开发相关药物。

4. 合成生物学带来化学合成的颠覆性创新

2010年J. Craig Venter团队创造了人类历史上第一个人造细胞Synthia，在科学界引起了巨大反响，从而使“合成生物学”进入了大众的视野。2004年美国MIT出版的《技术评论》把合成生物学选为将改变世界的十大技术之一。据McKinsey 统计，生物制造的产品可以覆盖70%化学制造的产品，未来10-20年合成生物学每年对材料、化学和能源的经济影响可达2000亿美元。

2000年以来，合成生物学开始了蓬勃发展，在生物医药、生物能源、环境治理、生物计算及相关基础研究领域取得了令人瞩目的成果。美国通过构建酿酒酵母细胞工厂生产疟疾治疗药物青蒿素的关键前体——青蒿酸，在不到100 m3发酵车间里可以生产青蒿素35吨/年，相当于我国近5万亩耕地的种植产量。

目前，我国科学家可以生物合成很多天然药物如人参皂苷、丹参酮、天麻素、红景天苷、β-榄香烯等产品，部分已经产业化。凯赛生物公司以微生物发酵法合成长链二元酸，致使英威达公司关闭其在美国的化学合成生产线；蓝晶微生物以发酵法生产可完全生物降解的热塑性材料PHA。截止目前，国外从事合成生物学领域的公司已经近500家，国内公司也多达数十家。

5. 蛋白质降解靶向嵌合体引发小分子药物研发新热潮

目前针对蛋白质靶点的药物开发存在巨大局限，仅有20%的蛋白能受药物分子调控，而高达80%的蛋白不能被目前常规药物制剂所靶向，属于不可成药蛋白。2004年诺贝尔化学奖成果发现了泛素调控的蛋白质降解过程，为药物开发提供了新的思路。2001年美国两位专家提出了所谓PROTACs——基于蛋白质降解系统的药物研发策略，并且在近年来获得了巨大的发展。PROTACs策略最大的优势在于对“无成药性靶点”能够发挥作用，可以通过结合位点来“抓住”靶蛋白。

PROTACs是目前非常火热的药物开发技术，被业界认为是小分子药物研发的大杀器；Nature杂志专题讨论认为，蛋白降解新药PROTAC将是下一个重磅炸弹。目前针对癌症等疾病的相关药物研发和临床试验已经在全球展开。

6. 小核酸技术拓展了药物研发的新天地

人类不少疾病是由于蛋白质出了问题，常规治疗策略是针对蛋白质进行给药治疗。科学家发现了双链RNA（dsRNA）引发的基因沉默现象（2006年诺贝尔生理医学奖成果），并在此原理基础上掌握了RNA干扰技术，使药物靶点扩大至蛋白质的上游——RNA，在人类重大疾病的治疗中展现出巨大潜力。

基于RNAi建立的各种技术/药物应用通长被称为小核酸技术/药物，适应症涵盖范围广，包括肿瘤、罕见病、病毒性疾病、心血管疾病、炎症类疾病等。小核酸药物逐渐成为生物制药领域必争之地，国际制药纷纷布局，国内企业迅速成长。我国苏州昆山建设了小核酸药物产业园，国内目前致力于小核酸药物研发创新型企业有十余家。目前，全球有14个小核酸药物上市。

7. 脑科学与类脑智能成为国际竞争的新热点

2013年以来，美国、欧盟、日本及我国陆续启动大规模的脑科学研究计划。近几年来，科学家在神经发育障碍、神经退行性疾病的发病机理和药物靶点研究等方面都取得了显著进展，为人类脑开发和脑疾病治疗奠定了基础。在类脑智能方面，神经科学与计算机科学/人工智能进一步交叉融合，形成神经计算、类脑芯片、类脑智能机器人和脑机接口技术。

随着脑科学及相关技术的不断突破，近年来神经技术产业各研发方向的初创企业不断涌现，并获得资本的青睐，尤其是2010年之后初创企业数量快速增长，投融资活动更加频繁。其中，融资活动主要集中在神经监测与成像、神经药物与治疗以及神经反馈与调节三大领域。神经技术将有望用于评估疾病进展、加速药物研发、快速筛选生物标志物、改善疾病治疗和预后等，医疗应用将是神经技术产品开发和产业快速增长的主要驱动力。

积极营造有利于生物医药创新创业的生态环境

1. 强化对 和前沿生物技术的研发支持。在国家和地方十四五科技发展规划及具体资助计划中，要对与人类健康密切相关的 和前沿生物技术研究方向予以重点支持，特别是要积极支持相关基础研究——诸多诺贝尔奖原创成果都开辟引领了新的医疗技术或药物研发方向，从而带动新产业的育成。

2. 营造具有活力的创业投资生态。各地方要积极引进具有海外知名药企或相关领域国际一流科研机构背景的人员创业，通过政府产业引导资金、科技担保、科技保险等手段健全投融资风险共担机制，鼓励天使投资、风险投资基金支持前沿生物技术成果创业。

3. 加强生物伦理和药物安全的监管。临床医疗和药物试验在历史上出现过很多诸如基因编辑婴儿、临床试验致死等严重事故。涉及生殖细胞和胚胎的基因治疗会引发生物伦理问题，前沿药物作用于RNA、脊髓、神经细胞及未知功能的蛋白，由于生命系统的复杂性及药物脱靶可能会导致完全无法预测的巨大风险。因此，在安全和伦理方面需要非常谨慎和稳妥，国家有关部门要加强这方面的监管。

4. 进一步优化创新药审评审批制度。继续完善优先审评审批制度，优化审评审批流程，提高审评审批效率，加快现代生物技术创新药物的上市进度，使最新科技成果早日惠及患者救治。

（作者单位：北京长城企业战略研究所）