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合成生物将引发新产业革命

2016-05-14魏燕妮

中国经济报告 2016年7期
关键词:约翰生物学癌症

魏燕妮

在未来20年里,合成基因组学将会成为做任何东西的标准。合成生物将给未来科技带来重大变革,从而引发新的产业革命

合成生物学是21世纪初新兴的生物学研究领域。近些年来,随着合成生物学研究的不断深入以及合成生物技术产业化步伐加快,合成生物产业也迅速地繁荣与发展,并逐渐成为推动世界新的产业革命的重要力量。

约翰·坎伯(John Cumbers)是SynBioBeta公司的创办者和首席执行官,他立足美国硅谷,在全球举办了多次有关合成生物产业的活动。近日,约翰·坎伯首次来中国举办合成生物产业会议,在北京、上海、深圳多地演讲,与众多研究者和创业者对话,并接受了《中国经济报告》记者的专访。

合成生物及其重要性

中国经济报告:近年来,合成生物是一个很火的话题,它为什么如此重要?

约翰·坎伯:合成生物技术十分重要,因为它正在创建一个全新的生物工程产业。具体来说,合成生物提供了一种新的可再生制造技术,可用于化学品、材料、生物燃料,以及生物传感器和逻辑系统内的活细胞的再生。全球的知识创新中心都致力于促进合成生物学在工业生产中的应用,合成生物技术可以在任何有生物存在的地方发挥重要功能。因此,合成生物技术被越来越广泛地应用在我们周围。

现在,世界各国越来越重视对合成生物技术的投入。比如,近年来,美国加大了对合成生物学项目的资金支持,在2008-2014年期间,美国对合成生物学研究的投资总额达到8.2亿美元。仅在2014年,美国投资国防部先进研究项目局(DARPA)的资金就达到1亿美元。据统计,仅2012年,美国合成生物技术取得的收入就达到3530亿美元,超过同年全世界半导体3030亿美元的收入。

中国经济报告:合成生物技术和合成生物产业分别是指什么?发展现状如何?

约翰·坎伯:合成生物是一门新兴学科,其目标是让生物学变得更加容易。与传统的生物技术不同,合成生物技术利用测序和合成技术,设计和构建新的生物系统。可见,合成生物技术是基因工程的延伸,是未来生物技术的发展方向。

合成生物产业是一种新型产业,现在有三百多家公司,这些公司自定义为合成生物公司,并且仅在2015年筹集的资金就超过7.5亿美元。目前,合成生物产业正在快速发展,合成生物应用公司的数量也正在逐年增长,全球每年有超过20家新公司成立。2002年,全球合成生物公司仅为69家。截至2015年,全球合成生物公司有280家,欧洲有99家,美国有181家。

全球合成生物产业的投资也在逐年增加。2009年,全球合成生物产业投资低于2亿美元。到2015年,这一领域的投资已超过7亿美元。同时,从1992年到现在为止,合成生物技术的成本逐年降低,尤其是在2010—2016年上半年期间,下降速度更快。另外,有关合成生物学的出版物也在逐年上升。可以说,合成生物是产业发展的新手段、新工具。目前,合成生物产业正处于发展的关键时期,并将迎来重大发展。

合成生物的应用与变革

中国经济报告:合成生物技术可以运用到哪些领域?它会给哪些行业带来发展和变革?合成生物的发展前景如何?

约翰·坎伯:合成生物技术可以重写整个系统,为再生产品创建新的平台,许多行业的发展都将利用我们日益增长的生物工程师的力量。特别是在基因编辑技术——CRISPR CAS9工具的路径上,它可用于疾病的基因组编辑,可以用来删除、添加、激活或抑制其他生物体的目标基因。

合成生物技术的应用范围很广,可以运用到生物工程、计算机辅助设计、云实验、自动化实验以及基因组合等领域。具体包括:(1)能够进行DNA合成,硅技术可以使DNA的合成加速100次,通过启用长链DNA在短时间内进行有效合成,改变长链DNA的固有模式;(2)是基因组学的工具,有利于优质腺病毒和其他病毒载体的生产及发展;(3)可以为全球研究人员和制造商提供了各种不同属性的PHA(polyhydroxya)生物材料;(4)可用于工业生物科学研究,改造微生物如细菌或真菌,以产生可持续发展的生物化学或生物燃料;(5)可用于云实验、自动化,致力于低成本、高精度、广合作的生命科学研究。

未来合成生物还将在工具、技术和应用等领域有重大突破。合成生物产业的应用程序范围很广,可以从使用DNA数据存储到高贵的味道和香料的生产。另外,合成生物技术也将对垃圾整治、环境清理、疾病治疗、新药物、新材料、新能源以及许多其他应用领域产生重大影响。总体而言,合成生物产业有五大发展趋势:一是机器人自动化和云实验室;二是虚拟生物;三是大数据;四是机器学习;五是基因编辑技术。

在接下来的20年里,合成生物产业将迎来重大发展,合成基因组学将会成为做任何东西的标准。因此,合成生物将带来未来科技的重大变革,从而引发新的产业革命。

中国经济报告:合成生物技术对人类治疗肿瘤等复杂疾病是否有利?癌症免疫治疗是指什么?你认为免疫治疗是否是人类攻克癌症的重大突破?

约翰·坎伯:合成生物技术将帮助人类更好地攻克肿瘤。将合成生物技术运用于癌症的治疗是一种工程化的自我治疗,它可以识别肿瘤细胞,并对其进行免疫攻击。换句话说,合成生物技术是利用患者自身免疫系统的能力来攻击癌细胞,它将是人类对付癌症的一个重要手段。

癌症免疫治疗就是利用基因工程细胞的方式来对抗癌症。在过去,生物和化学疗法已经用于癌症治疗,并且已经取得了一些成果和进展。未来,前沿治疗癌症的方法是能够开发患者自己的免疫系统,直接攻击癌症。目前,全球已经有一些在癌症免疫治疗方面做的比较好的公司,比如Juno公司。事实上,还有相当多从事癌症免疫治疗的公司正在成长。在我看来,工程细胞疗法将会成为人类未来攻克癌症最重要的手段和工具。

合成生物的发展方式

中国经济报告:合成生物技术可以不受任何约束地无限制发展吗?

约翰·坎伯:任何技术都有有利的一面,也有不利的一面,合成生物技术也是如此。所以,合成生物技术需要在道德、法律的框架内和前提下发展。事实上,所有的技术都可以用来做好事,也可以用来做坏事。我认为最重要的是要培养以工作为傲的从业人员,他们要热衷于做好事,并希望以自己的技术来改善他人的生活,使他人生活得更加幸福。因此,所有的技术,包括合成生物技术,都应该在伦理和法律的框架内发展,以确保正在发展的技术将有利于人更好地存在与发展,有利于建设更加美好的人类社会。

中国经济报告:合成生物产业将成为未来经济发展的方向吗?在互联网经济时代的大背景下,应当如何发展合成生物产业?

约翰·坎伯:合成生物产业会创造显著的经济价值。未来几年,大量的风险投资资金将会投入到合成生物产业中,这些公司也将取得投资的高回报。合成生物产业将引领未来经济发展的方向。合成生物的产品已经占美国GDP的2%,而且每年还会以稳定的速度增长。我相信,随着合成生物产业在中国的快速发展,它也必将成为中国经济的重要组成部分。

互联网将成为推动生物经济发展的关键。需要指出的是,随着工程师处理复杂生物系统的能力不断提高,生物实验将变得更加自动化,更加不容易出错,更具有可复制性。实验室设备能够直接连接到互联网,数据更容易被共享,这必将成为未来合成生物产业发展的重要驱动力。

合成生物在中国

中国经济报告:合成生物现在在中国发展得怎么样?

约翰·坎伯:合成生物在中国正在迅速发展。这种变化主要有三大方面的表现:(1)2010年以来的中国合成生物学论文有254篇,中国每年发表的合成生物学论文占年度总论文(约400篇)的10%左右,这些文章在引用率上排名世界第七位。(2)从国际来看,中国在科技发展与应用研究上的投入是最大的。(3)中国已经起草了一份战略路线图,指定了在未来5年、10年和20年内的科技、工业、医疗和农业发展等的预期成果,其中不少地方就涉及合成生物。

中国经济报告:你致力于推动合成生物的发展,首次在中国举办的合成生物会议有什么重要意义?

约翰·坎伯:我们此次在中国举办合成生物会议的目标,是想通过整合来自企业家、学术界、产业界、政策制定者和投资者之间的多方关系,以促进中国合成生物学在全球生态系统和产业化方面的发展,并将中国的合成生物学推向全球市场。

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