合成生物将引发新产业革命

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。