最新生物科技前沿动态概括

　　新冠疫情深刻影响了全球生物科技的战略方向和聚焦领域，生物 安全及相关议题受到各国高度重视。美国国家科学院、工程院与医学 院发布《保护生物经济》报告，展望生物经济发展趋势及相关风险； 发布《减少消费者粮食浪费的国家战略》报告，提出减少粮食浪费的 具体应对策略。美国卫生与公共服务部发布《健康人群 2030 计划》， 提出未来 10 年国家在疾病预防和健康促进方面的 355 个核心目标； 发布《2020~2030 年国家流感疫苗现代化战略》报告，提出 3 个总体 目标：加强流感疫苗研发、使制造和供应多样化；促进创新方法和技 术的应用；增加疫苗可及性和覆盖率。美国国立卫生研究院发布 《2020~2030 年营养研究战略规划》，通过扩大合作和采取多学科方 法，促进营养科学发展及其在改善公共健康和减少疾病中的作用。

　　美英两国发布《遗传性人类基因组编辑》报告，为国家和国际社 会科学治理与监督人类基因组编辑提供了基本参考。欧盟委员会提出 《欧洲制药战略》，旨在建立具有前瞻性和抗危机能力的欧盟制药体 系；发布《生命科学中的跨技术方法交叉发展》报告，旨在指导和促 进生物科学中的跨技术方法交叉发展。德、日政府纷纷提高外资对本 国关键生物科技企业的投资门槛，加强对生物经济和医药供应链的保 护。世界卫生组织启动“全球新冠疫苗供应计划”，拟在 2021 年底前 为参与国提供 20 亿剂新冠疫苗；成立全球抗菌素耐药性领导组织，

　　前沿生物技术领域频现颠覆性突破。基因编辑领域，美国约翰·霍 普 金 斯 大 学 开 发 出 一 种 通 过 光 诱 导 控 制 CRISPR 系 统 的 新 技 术 “vfCRISPR”，可以超高的时空精准度远程控制体内的基因编辑过程； 美 国 博 德 研 究 所 开 发 出 基 于 CRISPR 技 术 的 新 冠 病 毒 检 测 方 法 “STOP”，无需纯化病毒 RNA 即可在一小时内获得结果；以色列特拉 维夫大学开发出基于脂质纳米颗粒的新型递送系统，首次证明 CRISPR 技术可有效治疗动物的癌症并使癌细胞永久失活；中国北京大学 利用基因编辑技术，精准删除大鼠的特定记忆。干细胞领域，日本京 东大学利用人诱导多能干细胞制出不受限制、可给任何人输血的血小 板；英国弗朗西斯·克里克研究所利用人类干细胞和生物工程支架重 建了完整的人类胸腺，对治疗严重免疫缺陷疾病和培养人造器官具有 重要意义。合成生物学领域，美国哈佛大学利用青蛙细胞构建出全球 首个微型“异种机器人”，瑞士苏黎世联邦理工学院合成出全球 首个完全由计算机生成、不基于 DNA 模板的细菌基因组；英美研究 团队开发出融合两种降解酶的“超级酶”，可在室温环境中高效降解 PET 塑料。

　　脑机接口领域，西班牙米格尔·埃尔南德斯大学开发出“仿生眼 睛”脑机接口系统，可直连大脑视觉皮层使患者复明；中国北京脑科 学与类脑研究中心构建出新型光学脑-脑接口，在两只老鼠间实现了

　　高速率的运动信息传递；美国 Neuralink 公司发布微型脑机接口设备 Link V0.9，依靠神经元活动成功预测实验猪的行为。“AI生物研发” 领域，美国 DeepMind 公司研发的 AlphaFold 2.0 人工智能系统在国际 蛋白质结构预测竞赛（CASP）拔得头筹，能够精确地基于氨基酸序列 预测蛋白质的 3D 结构。美国 IBM 公司借助 Summit 超级计算机进行 人工智能筛选药物分子，在 8000 多种化合物筛选出 7 类有望治愈新 冠病毒的候选药物。中国李兰娟院士研究团队采用人工智能算法，从 151 种上市药物中筛选出 5 种药物，成为对抗新冠病毒的有效武器。

　　新冠病毒研究及新冠疫苗研发成为 2020 年生物研究主线，基因 编辑、合成生物学、人工智能等新兴技术迸发出巨大应用潜力。截至 2020 年 12 月中旬，全球已发表超 20 万篇有关新冠肺炎的研究，此 外未经同行评议的预印本网站上还有更多数量的相关研究论文。科学 家们正在竭尽全力了解和遏制新冠病毒引发的疫情，并以创纪录的速 度研制和测试新冠疫苗。众多新兴技术迸发出巨大应用潜力，为病毒 研究和疫苗研发提供了强有力工具。例如，基于 CRISPR 基因编辑技 术开发的检测工具可 1 小时内测出新冠病毒，利用合成生物学研发的 细胞工厂可高效生产新冠疫苗，人工智能大大增加了筛选新冠病毒候 选药物的范围和速率等。

　　疫苗研发也全面爆发，截至 12 月 10 日，处于临床前阶段的疫苗 共 162 款，临床 1 期 23 款，临床 2 期 16 款，临床 3 期 13 款。除疫

　　苗研发管线众多外，疫苗上市和应用速度也十分惊人。俄罗斯率先在 8 月批准上市了全球首款新冠疫苗。此后，美国辉瑞和德国 BIONTECH 的 mRNA 疫苗也在欧洲和加拿大获批上市。此外，美国辉瑞疫苗预计 2021 年 3 月将在澳洲上市；辉瑞公司已致函印度药品管理总局，寻 求疫苗许可。英国阿斯利康预计将于 2021 年 1 月上市其疫苗。中国 国内多款疫苗已获批紧急使用，并在阿联酋、巴林等国获批上市。

　　在各国日益严厉的管控和疫苗上市量产背景下，新冠疫情或将优 先在发达国家及主要大国触顶回落，并逐渐摆脱疫情困境，而欠发达 国家在 2021 年内或将很难实现生产、生活正常化。全球新冠病毒累 计确诊人数将在 2020 年底逼近 8000 万，各国在与病毒斗争过程中对 其认识不断加深，防疫措施也在不断改进和趋严。欧洲多国纷纷采取 更加严厉的封城和出入境限制措施；拜登上台后或将采取一系列强化 防疫举措；中日韩等已遏制住疫情的国家在管控疫情方面将更加精细 化。此外，多款重磅新冠疫苗将在 2021 年陆续上市，并实现大规模 量产，有助于进一步控制疫情。实力较强的国家，如美欧日等发达国 家和俄罗斯等大国，在医院数量、医疗物资供应、疫苗研发和采购等 方面具有优势，或将于 2021 年年中实现新冠疫情触顶回落，国内生 产生活逐渐进入正常化。一些欠发达国家如南亚、非洲和南美洲国家， 缺乏医疗物资，也无法及时获得充足的新冠疫苗，或将在更长时间中 深陷疫情泥潭，甚至 2022 年后才能逐步遏制住新冠疫情。

　　新冠疫苗的仓促上市及病毒持续变异，或将成为 2021 年最大生 物安全风险。新冠疫苗临床试验不足可能使许多疫苗的副作用无法被 及时发现和消除，威胁公众健康，或将引发公众对疫苗的抵触，并进 而影响政府公信力和满意度，威胁社会稳定；疫苗分配问题或将引发 国际人道主义危机和国家内部阶层矛盾等；新冠病毒变异可能使疫苗 失效，导致新冠疫情进一步恶化和失控。

　　后疫情时代全球生物安全秩序或将重建，美国或将出台拜登版的 国家生物安全战略。新冠肺炎疫情深刻改变了世界，生物威胁和生物 安全相关概念受到前所未有的关注和讨论。生物安全的概念也在不断 发展，从“生物防御”将扩展到“生物经济和产业支撑”。后疫情时 代，许多国家或将重新制定、调整和完善生物安全战略，进一步加强 生物安全能力。生物安全相关的国际秩序、规范或将纷纷建立起来。 尤其是受疫情影响最为严重的美国，疫情后或将深刻反思和梳理自身 存在的安全漏洞。美国拜登上台后，或将推出新版国家生物安全战略， 对内加大生物能力建设和生物安全体系完善，对外将加强全球生物安 全布局、主导生物安全秩序建设，并积极争夺生物安全领域的全球治 理权和话语权。

　　新冠疫情引发严重的粮食安全问题和营养健康问题。联合国警告 “世界正处于 50 年来最严重的粮食危机边缘”，美国大西洋理事会将 “新冠疫情引发粮食安全危机”列为 2021 年十大风险，国际食物政

　　策研究所也表示“新冠疫情如果没有妥善处置可能导致粮食危机”。 粮食危机的主要形式是粮食供应链中断，欠发达国家将遭受饥荒。此 外，即便是发达国家，在高失业率时期穷人也在遭受粮价上涨的困扰， 如美国现在就有五分之一的家庭没有粮食保障；消费者需求向价格便 宜、营养少的食品转变，造成营养不良和更多健康危机。

　　新变局引发的网络生物安全风险日益严峻，生物安全新议题和新 变化值得重点关注。互联网医疗、可穿戴设备、医疗 AI 等新模式、 新设备和新技术的涌现与快速发展，尤其是新冠肺炎疫情后在线医疗 行业的爆发式增长，使网络生物安全问题日益严峻，成为生物安全领 域的新风险和新挑战。此外，合成生物学中的远程 DNA 注入威胁， 是通过网络攻击实施生物威胁的一种新路径。黑客可使用恶意软件入 侵生物学家的计算机，通过篡改其计算机上的正常 DNA 序列排序， 从而创建出能产生毒素的 DNA 序列，甚至一个全新的病毒。该攻击 方式暴露出生物安全防范工作中的众多短板，凸显出网络生物安全风 险日益严峻。

　　生物医疗产业链和供应链安全受到高度重视，全球产业和贸易格 局或将面临重大调整。一方面，西方国家或将调整医药供应链布局， 减少对中国的依赖。例如，美国会研究服务部（CRS）2020 年 4 月发 布《新冠疫情：中国医疗供应链和更广泛的贸易问题》，全面评估了 新冠病毒对中美贸易的影响、美对华医疗供应链的依赖程度，提出联

　　合伙伴国家加快把医疗供应链转移到中国以外等诸多举措，以实现医 药、医疗用品生产和供应的多元化；日本也在积极将相关企业转移到 东南亚、南美等其他国家。另一方面，各国纷纷加强国内生物医药的 独立自主能力。例如，德、日政府纷纷限制外资对其关键生物科技企 业进行投资，并将呼吸机等高级医疗器械纳入安保核心产业领域；美 国参议院举行“确保美国在生物经济领域的领导地位”听证会，以及 美国国家情报局委托国家科学、工程和医学院发布《保护生物经济》 报告等，主动发展本国生物经济能力。上述各国的相关动向如若落地 实施，或对全球医药及医疗用品价值链分工和产业格局产生深远影 响。