生物工业

合成生物学术语

生物工业是英国皇家工程院与医学科学院发表一份长篇论述系统生物学与医学、生物工程的官方调研报告中，提出改革教育、科研与产业体制，以其适应高度交叉的科学与产业发展。

产业革命发展史

英国中西部的曼彻斯顿与伯明翰是工业革命的发源地，那里有世界上第一座铁桥和英国著名的红砖大学。第一次工业革命始于纺纱与织布业，瓦特在伯明翰发明蒸汽机终于引发了工业革命，结束了人力、马力等对生产规模化的制约。根据曾邦哲《结构论》观点，公元前约500年希腊、犹太（波斯时期）、华夏与印度的自然、律法、伦理与精神哲学奠基人类的四大文化要素，中华文明鼎盛时期具备这四大要素，近代科学与工业革命的诞生同样从意大利文艺复兴、法国人本主义、德国宗教改革、英国自然探险中形成，并建立在中国明清工商业萌芽基础上，比如，南北丝绸之路上的晋商和徽商，科学与工业的要素基本形成，在英国最终集成而爆发了工业革命。

从蒸汽机到内燃机，从内燃机到电动机，从煤炭资源到石油开采，从石油化工到电气化与核能源，从电气化到计算机的微电子技术，带来了互联网媒体时代。经历了二次工业革命，有机化工、生物化学与机电、计算机等技术带动了精密仪器、生物信息、基因组计划等发展。微生物工程开创了最早的生物工业，系统、合成生物学研究与开发将带来的是材料、能源、信息等产业的生物技术规模化，生物反应器、生物计算机与生物能源等开发，将突出为21世纪的生物工业化时代。

代表技术

细胞计算机

中科院1999年曾邦哲提出把遗传信息系统看作基因组智能（genomic intelligence）可以人工编程与人工进化（artificial evolution），重新设计细胞内复杂生物分子相互作用网络，从而使细胞成为人工生命系统，2002年在德国提出分子模块、细胞器、基因群设计细胞并设计细胞信号通讯的生物计算机模型。人工设计与合成基因、基因链、信号传导网络等，对细胞进行工程改造与重编程序，可以做复杂的计算与信息处理，从而细胞计算机又称为湿计算机（wet computer）或活体计算机、细胞机器人等。

生物反应器

1993年英国罗斯林研究所Sang博士研究禽类蛋黄表达系统，由于蛋黄蛋白质是在肝脏细胞表达而成为蛋黄成份，而且含量不高；因此，1994年曾（杰）邦哲最早提出了禽类转基因输卵管生物反应器（oviduct bioreactor），并开展蛋清蛋白质基因侧翼序列表达外源药用蛋白质的研究（Glodegg Plan）。国际上有十多家前景看好的公司以输卵管生物反应器作为拳头开发产品，约2003年英国罗斯林研究所也创建了公司，并由Sang博士主持研究课题，从禽类蛋黄表达系统转向了输卵管生物反应器，成为继哺乳动物乳腺生物反应器之后最具发展前景的转基因动物反应器。2003年美国贝克莱大学J.Keasling采用优化代谢途径并在酵母细胞内表达了天然植物药箐篙素分子，从而实现工程微生物代谢工程制药，并开展植物光合作用代谢路径的代谢工程研发。

生物太阳能

合成生物学的发展，通过基于系统生物学原理的计算机辅助人工设计与次生代谢链的酶系统基因合成、代谢工程技术，可以将富油生物进行基因工程改造成能够使生物柴油高产量与分泌的转基因生物，从而实现规模化利用太阳能的生物能源产业，美国著名的文特尔私立研究所已经获得几亿美元的投资，一旦成功产业化，将带来石油与汽车工业的技术变革。

发展前途：

为进一步推动我国生物产业发展，促进产业化工作，根据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》和《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》的有关要求，编制《生物产业发展“十一五”规划》。

一、机遇与挑战

新世纪，生命科学研究、生物技术发展不断取得重大突破，为解决人类社会发展面临的健康、食物、能源、生态、环境等重大问题提供了强有力的手段，开辟了崭新的路径。生物科技的重大突破正在迅速孕育和催生新的产业革命，新的国际产业分工格局快速形成。我国正处于加速工业化进程中，面临着严峻的资源、环境压力，抓住生物科技发展的机遇，把生物产业作为重点战略产业加快发展，对缓解经济发展瓶颈制约，全面建设小康社会具有重大战略意义。

（一）生物科技的重大突破正在迅速催生新的产业革命。

1.世界现代生物技术发展开始进入大规模产业化阶段。进入新世纪，人类基因组测序的完成标志着生命科学研究取得重大突破，体细胞克隆、干细胞、基因治疗、生物芯片、转基因动植物等新的技术和产品不断涌现，新兴生物产业群蓬勃发展。2005年，全球生物药品销售额达到600多亿美元，占整个医药工业的比重从1995年的不到4%迅速提高到11%；全球转基因农作物种植面积达到9000万公顷，10年间增长了50倍。全球范围内正在研制的2000多种生物药物80%已进入临床试验，6000多例转基因动植物经批准正在进行试验。同时，生物制造、生物能源、生物环保等一批新兴产业正在快速形成。

2.生物产业将成为继信息产业之后世界经济中又一个新的主导产业。生物科技革命将为人类社会发展提供新资源、新手段、新途径，引发医药、农业、能源、材料等领域新的产业革命，有效缓解人类社会可持续发展所面临的健康、食品、资源等重大问题，生物产业具有广阔的发展空间。预计到2020年，生物医药占全球药品的比重将超过1/3，生物质能源占世界能源消费的比重将达到5%左右，生物基材料将替代10%-20%的化学材料。继信息产业之后，生物产业将逐渐成为未来全球经济社会发展的又一重要推动力。

3.许多国家将生物产业作为战略产业重点发展。各国纷纷制订生物产业发展战略规划，发布专项政策，成立专门机构，加速培养和吸引人才，大幅度增加对生物技术研究和产业化的投入，引导社会资源投入生物产业，促进生物产业在知识密集区域集聚化发展，努力抢占21世纪国际经济技术竞争制高点。

（二）加速我国生物产业发展具有重大战略意义。

1.加速生物产业发展是保障人民生命健康的需要。有助于大力发展生物医药，有助于防治重大疾病和传染病，是保障公共卫生安全、提高人民生活质量的重要基础。

2.加速生物产业发展是提高农业综合生产能力的需要。大力发展一批优质、高产、高效农业新品种，加速生物农药、生物肥料等绿色农用生物产品产业化应用，是推动种植业和养殖业发展，增加农民收入，实现农业结构调整的重要手段。

3.加速生物产业发展是走新型工业化道路的需要。大力发展生物能源和生物基材料，加速生物制造技术在高消耗、高污染工业中的广泛应用，既有利于减少我国对石油、煤炭等不可再生能源的依赖，又有利于推进清洁生产，减少污染物排放，是走新型工业化道路、实现可持续发展的重要保障。

（三）我国生物产业发展面临重大战略机遇。

1.我国具备发展生物产业的较好基础。近年来，我国生命科学与生物技术研究取得长足进展，在后基因组学、蛋白质组学、干细胞等生命科学领域具有较高的研究水平，在杂交水稻、转基因抗虫棉等生物育种领域具有一定的优势，一批具有自主知识产权的生物新药已进入临床试验。拥有一支水平较高的研发队伍。海外留学人员和华人在生命科学、生物技术领域具有重要地位和影响。2005年，全国生物产业实现工业增加值约2000亿元，生物医药、生物农业等初具规模，涌现出一批快速发展的企业，呈现集聚化发展趋势。

2.我国具备生物产业发展的资源和市场优势。我国拥有约26万种生物物种、12800种药用动植物资源、32万份农业种质资源，是世界生物物种最丰富的国家之一，具有发展生物产业独特的资源优势。我国人口众多，随着经济快速增长，人民收入水平不断提高，对生物资源、医疗保健产品的需求将会迅速增加，具有巨大的市场潜力。

3.我国面临生物产业发展的有利时机。当前，世界生物产业发展处于成长期，尚未形成由少数跨国公司控制产业发展的垄断格局。我国可发挥生物资源优势、市场优势，广泛参与生命科学研究、生物技术创新和生物产业发展的国际交流与合作，加速我国生物产业发展。

虽然我国生物产业具备加快发展的有利条件，但仍存在一些突出问题和制约因素。主要是：管理体制不完善，缺乏配套的税收等扶持政策，融资渠道不畅，发展资金严重匮乏；科技成果转化率低，中介体系不完备，高素质人才缺乏，以企业为主体的创新体系亟待建立；产业总体规模和技术基础与发达国家相比仍存在较大差距，产业集聚度不高，产业结构不合理，企业规模小；生物资源流失和外来物种入侵比较严重，生物安全存在较大隐患等。这些问题严重制约我国生物产业发展，必须着力解决。

二、指导思想与发展目标

“十一五”时期是我国生物产业加快发展、增强创新能力和核心竞争力的关键时期，要增强忧患意识，把握历史机遇，明确发展思路和目标，努力抢占国际竞争制高点，掌握主动权。

（一）指导思想。

以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导，贯彻落实科学发展观，以体制创新和技术创新为动力，以产业化、规模化、市场化为重点，营造良好发展环境，充分发挥我国特有的资源优势和技术优势，面向健康、农业、环保、能源和材料等领域的重大需求，努力实现关键技术和重要产品研制的新突破，使生物产业成为增长速度快、质量效益好、带动效应强的战略性新兴产业。

（二）基本原则。　1.自主创新，国际合作。构建和完善有利于自主创新的体制机制，推动产学研合作；以具有自主知识产权成果的开发和应用为核心，加强原始创新、集成创新和引进技术消化吸收再创新；坚持“引进来”与“走出去”相结合，积极开展国际合作，充分利用两种资源、两个市场，加快我国生物产业发展。

2.重点突破，集聚发展。着眼于国家经济社会发展的紧迫需求，选择一批基础条件较好、技术条件成熟、成长潜力大、产业关联度高的现代生物产业重点领域和重大产品，构建较完善的产业链，加快做大做强；突破一批具有重大支撑和引领作用的前沿生物技术，形成自主知识产权，抢占国际竞争的制高点，加快实现产业化。促进生物企业和资金、技术、人才等要素向优势地区集中，培育生物产业区域增长极，形成若干各具特色、以大企业集团为核心、专业化中小企业协作配套的相对集中布局的产业基地。

3.市场主导，政府推动。既要充分发挥市场优化配置资源的基础性作用，使企业真正成为技术创新和产业化发展的主体，又要充分发挥政府对战略性新兴产业的推动作用，在政策法规、体制机制等方面营造有利于产业发展的良好环境，处理好产业发展与生物安全的关系，为生物技术创新和产业化发展建立良好的支撑平台。

（三）发展目标。

“十一五”时期，我国生物产业发展的目标是：

——初步形成有利于生物产业发展的政策法规体系、技术创新体系、技术标准体系、生物安全保障体系、产业组织体系和行业服务体系。

——自主创新能力显著增强。研究开发投入占产业增加值的比重明显提高，形成一批具有自主知识产权、年销售额超过10亿元的生物技术产品。

——产业结构优化升级。培育一大批创新型中小生物企业，形成10个左右销售收入超100亿元的大型生物企业。重点推进京津冀、长江三角洲、珠江三角洲地区的综合性生物产业基地及若干专业性生物产业基地建设，形成8个产值过500亿元的生物产业基地。

——产业规模快速增长。到2010年，生物产业增加值达到5000亿元以上，约占当年GDP的2%。生物产业出口额显著增加。

在此基础上，再经过10年的努力，力争使我国生物产业主要经济指标进入世界前列；在关系经济社会发展全局和国家安全的关键生物技术领域掌握自主知识产权，生物产业国际竞争力大幅度提高。到2020年，全国生物产业增加值突破2万亿元，占GDP比重达到4%以上，成为高技术领域的支柱产业和国民经济的主导产业。

三、主要任务与发展重点

根据我国生物产业发展基础和比较优势，坚持做大产业规模与增强自主创新能力并举，按照产业化、集聚化、国际化发展的要求，加快发展生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保等行业。国家重点组织实施9大专项，集中力量进行重点突破，尽快形成我国生物产业的群体优势和局部强势。

（一）生物医药。

根据防治重大疾病和传染病的需要，重点发展新型疫苗、诊断试剂、创新药物和新型医疗器械。

1.疫苗与诊断试剂。大力开发预防、诊断艾滋病、禽流感等严重威胁我国人民生命与健康的重大传染病新型疫苗与诊断试剂，加快实现产业化，务求取得突破性进展。积极推进结核病、血吸虫病等重大传染病的预防性疫苗研发。提高流感、麻疹、病毒性肝炎、麻腮风、肺炎、脊髓灰质炎、流行性脑脊髓膜炎等传统疫苗的安全性和预防效果。积极推进疫苗生产企业战略性重组，形成疫苗产业良性发展的产业链条。迅速扩大我国疫苗与诊断试剂产业规模，大幅度提高自主创新能力和国际竞争力，保障人民生命健康安全。

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