伴随基因药物、预防医疗、可再生医学、新型食品、室内种植技术、超级生物加工厂等生物技术进步及由此引发的产业变革进程持续加快,医药、制造、能源、农业等领域不断产生革命性突破,正在并将继续对经济社会发展产生广泛而深刻的影响,生物经济时代序幕渐启,已初步呈现出与信息经济时代迥然不同的全新景象,特别在医药健康、生物农业、制造业、能源行业等领域表现得尤为明显。
(一)传统的疾病预防、检测、治疗模式正在被改变
近半个世纪尤其是近20年以来,以基因检测、细胞治疗、精准医疗、智慧医疗等为代表的大量新技术,正在改变传统的疾病预防、检测、治疗模式,为人类健康提供了新的医疗手段。如,基因测序技术正以比“摩尔定律”更快的速度发展,第一个人类基因测序由一个科研团队花费近30亿美元、耗时13年于2003年完成,而2017年个人全基因测序费用已压缩至千元美金以下,时间更是大大缩短。细胞治疗技术为治愈肿瘤、血液病、免疫缺陷等重大疾病提供了全新的路径,尽管目前新的诊疗手段普遍面临技术难度大、样本小、不确定性强、治疗成本高等问题,但技术突破和应用拓展也在持续加快,数千亿美元的新兴产业正在形成。据美国国家细胞制造协会(NCMC)预测,再生医学制造业未来10年年均增速将保持在40%以上,全球再生医学产品市场规模将由2016年的189亿美元增加到2021年的537亿美元。
(二)促进注重自然过程和生物循环的生物农业快速发展
生物育种技术进步和应用拓展正在引发粮食生产、消费迈向全新的发展阶段。育种技术与全基因组选择、基因编辑、高通量测序、表型组学等领域的新技术加快融合,极大提高了种质资源鉴定与评价、种苗选育与规模化生产的质量和效率,带动生物农业进入大数据、大平台、大发现的崭新时代。据国际农业生物技术应用服务组织(ISAAA)统计,过去20余年间全球生物工程作物累计种植面积已超过20亿公顷,农民累计获益超过1500亿美元,每年降低二氧化碳排放量相当于1200万辆汽车的碳排放量,减少除草剂和杀虫剂用量19%,显示出巨大的经济、社会和生态效益。生物工程改良菌种有效支撑种植业、养殖业规模化发展。2017年,全球农用微生物菌剂、疫苗和酶制剂的销售额约120亿美元,预计2020年将达到200亿美元。
(三)生物合成技术在制造业、能源行业等领域得到广泛应用
颠覆石化工业路线的可再生化学品生物制造新路线产业化进程快速推进,塑料、化纤、橡胶、尼龙及许多大宗传统石油化工产品逐渐被以可再生碳为原料的生物基产品所替代。据OccamsResearch研究报告显示,目前全球生物基材料化学品和高分子材料产量在5000万吨左右,生物聚合物市场在2017—2021年间复合增长率将达到16.83%,生物基材料产业已进入从实验室走向市场的转折点。以生物催化剂替代化学催化剂,以生物加工过程取代化学工艺过程,在减少化学助剂、重金属等使用,降低废气、废水排放,节约生产成本等方面的作用日益显现。同时,人类获取食品、药品等主要依靠农业种植的传统路径也会发生改变,生物合成技术可以使其实现车间生物制造,不仅将创造可观的经济利润和大幅提高生产效率,还能有效减少对自然和环境的依赖,未来全球食品、天然药物原料等产业格局将被重构。在生物经济时代背景下,生物经济将成为大国经济竞争的主战场,生物资源上升为核心战略资源,生物技术将与信息技术一并成为衡量国家综合实力的关键底层技术,生物安全在国家安全体系中的地位大幅提升,适应生物技术产品和服务普及推广的供需制度体系将加快构建。需要认识到,生物经济作为一种崭新的经济形态,不仅关乎生产效率的提升,对自然、人类等物种本体的改造也有密切关系。信息经济时代,发达国家和欠发达国家的差距是效益、效率、“数字鸿沟”,生物经济时代巨大的差距将会表现为物种的优劣、生命权利的归属、生存质量的高低、食品资源能源的供给水平。(作者:姜江)