科幻走进现实

复制皮肤、骨髓，创建骨骼、心脏，修复伤口，让瘫痪者重新行走……这些在科幻片中出现的情节，如今正在现实中上演。而这，只不过是生物技术的冰山一角。

基因诊断、DNA存储、生物芯片、杂交育种……21世纪的今天，一系列过去难以想象的新技术、新应用、新业态不断涌现，人类的生产生活乃至生命本身正因此发生巨大变化。

生物是地球上最广泛的存在。以生物为主体，生物技术自然涉及生命健康和生产生活的方方面面

当前，新一代生物经济的外延不断扩大，在医学、农业、工业、能源、环境等领域的应用场景不断刷新，生物技术的发展有可能从根本上解决世界人口、粮食、资源、环境和气候等影响人类生存与发展的重大问题。

生命之变

如果说互联网从手段上改变了人类信息传播和沟通交流的方式，那么，生物技术带来的变革足以会影响到地球上的一切生命体及其生存状态。

约20年前，理查德·W·奥利弗在《即将到来的生物科技时代：全面揭示生物物质时代的新经济法则》一书中预言，生物物质经济将以爆炸性的态势在短时间内为全球经济带来革命性的发展。

从1953年发现DNA双螺旋结构，到1990年启动人类基因组计划，再到2000年以后不断取得阶段性成果，尤其是近年来，随着现代生命科学快速发展以及与信息、材料、能源等技术加速融合，高通量测序、基因组编辑和生物信息分析等现代生物技术的突破与产业化快速演进，生物经济正加速成为继农业经济、工业经济、数字经济之后的第四个经济形态。

在中科院微生物研究所微生物资源与大数据中心主任马俊才看来，快速进步的生物技术孕育着未来生物经济发展的无限动能。

这从新冠肺炎疫情防控上便可见微知著。预防靠生物疫苗、诊断靠核酸生物检测、治疗靠生物特效药、后续的康复和预防后遗症靠生物医疗……靶向药物、细胞治疗、基因检测、智能型医疗器械、可穿戴即时监测设备、远程医疗、健康大数据等新技术在防治新冠肺炎中的普及应用，正在改变着传统的疾病预防、检测、治疗模式，也让世界看到了生物医疗巨大的应用前景和市场潜力。

生物医药只是生物经济的一大重要组成部分。除此之外，生物经济还包括生物农业、生物制造、生物能源、生物资源、生物安全、生态环境、生物服务、生物信息等众多领域。

当前，新一代生物经济的外延正不断扩大，在医学、农业、工业、能源、环境等领域的应用场景不断刷新，生物技术的发展有可能从根本上解决世界人口、粮食、资源、环境和气候等影响人类生存与发展的一众重大问题。

在医学领域，借助新一代生物技术可设计疾病发生发展的人工干预途径，促进基因治疗、细胞治疗、免疫治疗的快速发展，为攻克人类重大疾病带来希望。如CRISPRCas9基因疗法被直接用于临床试验，并成功治愈遗传性致盲疾病“莱伯氏先天性黑蒙症”；2020年6月，我国成功实施了多基因编辑猪-恒河猴异种肝、心、肾器官移植；美国研究人员使用CRISPR基因编辑技术剔除了非人灵长类动物基因组中一种与人类免疫缺陷病毒密切相关的猴免疫缺陷病毒，为治愈艾滋病带来了曙光。

在农业领域，利用基因工程、细胞工程和胚胎工程等现代生物技术，一系列性能优良的动植物新品种的育种新技术和新产业正在不断孵化。生物育种技术的进步，极大地促进了动植物营养价值的改进、抗病性的增强以及产量的提高。矮化育种、杂种优势利用等每一次种业技术的重大变革，都使水稻产量提高10%-15%。

此外，在能源领域，生物能源已占可再生能源供应的2/3以上，且大有可为。

数据显示，生物制造产品比传统石化产品平均节能30%-50%，减少环境影响20%-60%。微生物及其组成成分正在越来越多地被用于清除工业废物、修复生态系统，生物质能正在成为推动能源生产消费革命的重要力量，一个基于碳素循环利用的绿色经济模式正在建立。

目前，全球有29个国家种植转基因作物，面积累计达到400多亿亩

美国麦肯锡研究院报告分析预测，生物革命将在未来10-20年内产生2-4万亿美元的直接经济影响，其中一半以上来自医疗卫生以外的领域，包括农业和纺织业等。

同时，生物技术改写了人类社会在漫长发展历史过程中的重要进程，例如信息存储。

生物技术与半导体技术的融合，给信息存储带来了新思路，各种基于生物介质的存储技术应运而生，如高容量DNA存储技术、寡肽存储技术、蚕丝蛋白存储技术等。

DNA存储这项颠覆性的生物技术，让解决数据爆炸问题成为可能。

作为已知最密集、稳定的存储介质之一，DNA具有密度大、耗能低、无磨损和寿命长等潜在优势。DNA存储可将存储的容量极限提高7个量级。不仅如此，它的寿命可以达到几十万年甚至百万年，解决了人类文明长期存储的问题，且DNA几乎不需要能耗来存储。倘若能够把数据存储在DNA的字母序列中，用DNA存储数据便成为可能。有科学家指出，这将大大提高人类数据存储的能力，意味着“一个边长约1米的DNA立方体就完全可以满足目前全世界一年的存储需求”。

资料显示，DNA存储研究最前沿的瑞士科研部门已经保存了83KB的文件在DNA中，一个是《1921年瑞士联邦宪章》，另一个是阿基米德重写本。

当前，现代生物技术的一系列重要进展和重大突破正在加速向应用领域渗透。中国工程院院士曹雪涛在生物技术创新大会上表示，“以生物技术一系列重大突破为基础，人类已经从认识生命进入到设计生命乃至创造生命，从治疗疾病进入到治愈疾病乃至预防疾病的一个历史的发展新阶段。”

“生物经济的价值就如同月球上的珍贵矿产资源一样，是巨大机遇，但缺乏先进的科技和精良的工具很难批量制造和生产生物产品”，中国人民大学重阳金融研究院宏观研究部主任刘玉书表示，随着软硬件的发展，特别是人工智能、大数据、高精尖电镜等科研和生产工具的普及，生物领域这些“藏在月球上的稀有珍贵矿石”发挥价值的时代真正来临了。

生物经济主要包括生物农业、生物制造、生物医药、生物能源、生态环境、生物服务、生物资源、生物安全、生物信息等行业领 域，是 继 农业经济、工业经济、数字经济之后的第四个经济形态。

新一代生物技术在医学领域的应用，为攻克人类重大疾病带来希望

万物共生

“山无蹊隧，泽无舟梁；万物群生，连属其乡；禽兽成群，草木遂长。”庄子在《庄子·马蹄》中描绘了一幅万物共生的美好图景。如今，随着社会的演变发展，生物经济时代的到来，正在让人类的这一憧憬变为现实。

现代生物技术与计算机微电子技术、新材料、新能源、航天技术等被一同列为高科技，被认为是21世纪科学技术的核心。

在我国，快速进步的生物技术正在为产业发展提供新动能。

作为我国首部生物经济发展规划，国家发展改革委5月10日发布的《“十四五”生物经济发展规划》提出要从4个方面部署培育支柱产业：加快生物技术赋能健康产业、加快生物育种技术赋能生物农业产业、加快生物制造技术赋能生物能源和生物环保产业、加快信息技术赋能生物信息产业。

在生物健康产业方面，早在“十三五”期间，我国生物医药技术和生物医药市场发育既已取得突破性进展，形成了长三角、京津冀、粤港澳大湾区等产业集聚中心。

早在“十三五”期间，我国生物医药技术和生物医药市场发育既已取得突破性进展

近年来，特别是在防控新冠肺炎疫情中，生物医药产业进入加速发展期。数据显示，2021年，我国生物医药市场规模达到4644亿元。生物医药企业也备受资本青睐，科创板上市企业中生物企业占比达1/3。据中商产业研究院测算，生物医药领域的投融资规模飞速扩张，2021年融资总额超过1100亿元，较2020年增长26%。

在生物农业产业方面，经过几十年的发展，我国农作物种业科技创新水平从跟踪、模仿步入并跑和领跑并存的新阶段，已建立较完善的农业生物育种技术体系。国家知识产权局知识产权发展研究中心2021年发布的《生物育种产业专利导航研究成果》显示，目前我国生物育种专利申请量排名全球第一，其中分子标记育种专利申请量排名已超过美国，成为申请量最多的国家。

目前，我国已经开展了农作物种质资源的规模化表型精准鉴定与全基因组基因型鉴定，精细定位和克隆了一批重要性状的有利基因，掌握具有重大育种价值的新基因400个左右。山东农业大学孔令让教授团队、南京农业大学马正强教授团队克隆了小麦抗赤霉病关键基因，为攻克小麦癌症赤霉病提供重要基因资源。

目前，我国已经开展了农作物种质资源的规模化表型精准鉴定与全基因组基因型鉴定

DNA存储这项颠覆性的生物技术，让解决数据爆炸问题成为可能

我国农作物和畜禽种业市场接近6000亿元，成为全球最大种业市场。据《2021年中国农作物种业发展报告》统计，2020年我国有种子企业6118家，资产总额2425．21亿元，资产总额1亿元以上的432家，其中10亿元以上企业27家，实现种子销售收入777．10亿元，利润69．57亿元。

在生物能源和生物环保产业方面，由于生物质能上游原材料丰富且广泛，在国家大力支持和推广下，我国生物质发电装机量迅速增加，生物质发电量也在快速增长。2021年，中国生物质发电累计装机量为3798万千瓦，较2015年增加了2767万千瓦，年复合增长率达到20．48%。我国生物质发电量从2015年的527亿千瓦时增加到2021年的1637亿千瓦时，年复合增长率达到17．58%。生物质发电量占总发电量比重从2015年的0．92%上升到2021年的2．02%，7年扩大1．1个百分点。

不仅如此，生物质能产业覆盖面广、产业链长，可带动农村生物质资源的收储、加工、运输、应用，助力农民增收致富。在山东省鄄城县，长青集团投资的生物质发电项目每年可利用农林废弃物近40万吨，直接和间接带动就业1000余人，为当地百姓增加年收入1．1亿元。

数据显示，预计未来十年，石油化工、煤化工产品的35%可被生物制造产品替代，成为可再生产品，对能源、材料、化工等领域产生广泛影响。牛奶、食糖、油脂、植物药物在内的食品，以及天然产物等农业产品，一旦实现工业生物制造，将产生颠覆性影响，其全球经济规模也十分可观。

预计未来十年，石油化工、煤化工产品的35%可被生物制造产品替代

也就是说，生物技术将会给农业、工业、制造业等多产业带来颠覆性的变革。

生物技术将会给农业、工业、制造业等多产业带来颠覆性的变革

中国宏观经济研究院研究员姜江表示，“十四五”乃至未来中长期，激发强大内需潜力是建设生物经济强国的重要抓手。

专家认为，在生物经济时代，基因正以革命性的手段改变人类的生产和生活方式，重塑着世界。通过生物、信息、物质跨界大融合，世界经济社会发展的主流将从“万物互联”转向“万物共生”。

专家认为，在生物经济时代，基因正以革命性的手段改变人类的生产和生活方式，重塑着世界。通过生物、信息、物质跨界大融合，世界经济社会发展的主流将从‘万物互联’转向‘万物共生’。