生物技術 高新技術群最富活力領域

生物技術雖是一項新興技術，但人類對生命的認識，特別是對人體自身的認識卻經歷了一個漫長的過程。從哈維和他的血液循環理論，到R.胡克在1665年首次提到“細胞”一詞，再到19世紀巴斯德開辟了微生物領域，隨著科學的進步，每一項驚人的發現都使人類對自身的認識更進一步。在人體解剖以及細胞、細菌發現之后，20世紀初發病機理研究取得了很大成就，尤其是隨著DNA的發現和“人類基因組計劃”的實施，人類對自身的認識才真正進入了生物分子時代，它向我們提供了一份生命“說明書”，奠定了人類認識自我的基石，也為世界各國農業、醫藥、食品、能源、化工、環保等行業開辟了廣闊的發展前景。作為可能改變未來工業和經濟格局的重要技術，從基因組破譯到轉基因技術和克隆技術等，近年來日益受到世界各國的普遍關注。

現在，經過幾個世紀的孕育發展，生物技術已進入了一個全新的發展階段。科技部相關負責人日前表示，生物技術是我國發展最快、潛力最大、與國外差距最小的領域之一。可見，生物技術的發展勢頭之迅猛在產業發展史上是罕見的。人們已認識到生物技術已逐步成為當今高新技術群體中最富有活力的領域之一，并與信息技術、納米技術、新材料等其他高技術相互結合，正在全球范圍內形成增值產業鏈，它的新概念和方法正帶動農業、醫藥、食品、能源、化工、環保等多領域技術的共同進步。發展生物技術對解決當今人類社會面臨的糧食、能源、資源、環境和健康等許多重大問題具有重要的現實意義和深遠的戰略意義。更重要的是，利用好生物技術，能夠有力的提升一個國家的生物安全。現代研究已經證明，生物技術的危害遠遠大于核武器，因此生物安全已經成為國家安全的關鍵點。

2007年1月29日，全國科技工作會議在北京召開，科技部部長徐冠華在會上明確指出：“十五”期間，一批關乎經濟社會發展的重大技術被攻克。在生物技術領域中，尤其在超級稻育種技術、新藥創制等領域取得了重大突破；超級稻育種技術繼續保持世界領先； “863”計劃共有15個品種獲得一類新藥證書，109個新藥品種進入臨床試驗階段。他還表示，科技部將在今年年內正式啟動實施若干項重大專項。在確保國家重大專項實施的基礎上，在重大醫療器械設備、海洋資源與環境等領域實施重點專項。會上還提出了2007年科技工作的新亮點，將在綜合交叉和重要科學前沿領域進行重點部署，組織實施干細胞、蛋白質、生殖與發育等科學研究計劃，并在蛋白質科學等領域籌建10個國家實驗室。

在21世紀的今天，世界各國都在由政府牽頭，大力發展本國生物工程技術產業。發達國家均將生物技術及其產業列為戰略高技術和新興產業發展的重點。面對生物技術不斷取得突破所帶來的發展機遇，我國政府也高度重視，在“十五”高新技術產業發展規劃中，生物技術產業被列入國家十二大高新技術工程，在國家“863”技術和科技攻關計劃的支持和推動下，國內生物技術產業向著國際化方向邁步。

由此可見，我國生物技術與產業已經開始從跟蹤仿制到自主創新的轉變，從實驗室探索到產業化的轉變，從單項技術突破到整體協調發展的轉變。生物技術的應用將會大幅度提高人類的健康水平，并可以引起醫藥的第四次革命浪潮。

轉基因新藥將進入臨床試驗

項目簡介：轉基因動物是利用細胞分裂，染色體倍增原理，通過實驗的方法，將人或哺乳動物的某種功能基因導入哺乳動物的受精卵（或早期胚胎細胞）里，使導入的基因能夠與受精卵的染色體DNA整合在一起。隨著細胞分裂染色體倍增而倍增，使動物體內的每一個細胞都帶有導入的基因，并能夠將其穩定地遺傳到下一代的同類動物。其不僅徹底將基因的培育工作從實驗室轉移到動物體內，還能通過動物自身的繁衍生殖。

項目負責：醫學遺傳學專家曾溢滔院士。

項目進展：在未來5～10年內，轉基因新藥在我國就能進入臨床試驗階段，開始引領新一代醫藥產業。

意義：應用轉基因動物乳腺生物反應器技術制造藥物是一種可以獲得巨額經濟利潤的新型產業。

基因工程乙肝疫苗研究

工程簡介：近年來乙肝疫苗占據了主導地位，在生物制藥領域，乙肝疫苗在市場上是巨頭。

目前，乙肝新疫苗保護的靶對象正逐漸擴展為慢性肝病患者和肝炎病毒攜帶者，國外在單一抗原HBV疫苗基礎上開發了多種抗原疫苗，臨床表明預防甲肝、乙肝有效率在98%以上，因此合并有S抗原的Bio-Hep-B和Hepagene有望能替代現在廣為使用的重組疫苗；預測到2010年，相繼問世的疫苗將占HBV疫苗市場的20%，DNA疫苗、口服植物性疫苗、聯合疫苗、治療性乙肝疫苗有望成為新的熱點。尤其是治療性乙肝疫苗與現有抗HBV藥物聯合應用，將是肝炎新療法之一，在這一方面，江蘇復旦悅達生物技術擁有我國自主知識產權的乙肝治療性疫苗已完成臨床研究，商品名為乙克。

工程負責：江蘇復旦悅達生物技術公司

進展與意義：目前乙肝疫苗尚在研究中。它是21世紀最具前景的疫苗品種，中國疫苗市場目前處在起步階段，從市場規模到消費觀念均有較大的發展空間。

糖尿病及各種疾病臨床營養支持治療學研究

簡介：該系統根據各種計算公式與方法設計診療方案，并利用計算機完成各種運算，綜合中醫飲食療養學及現代營養學之所長，能夠實施對患者終生飲食治療的科學指導，有力支持藥物治療及體育療法，有利于控制糖尿病的發展，預防各種并發癥的出現。

飲食療法雖然是糖尿病治療諸多環節中最重要、最基礎的措施，但是由于以往常用的飲食療法存在公式復雜、計算繁瑣、食譜固定、適用性差，因此不容易滿足患者飲食習慣的需求，致使患者飲食治療不到位，血糖控制不理想，不得不加大藥物的劑量，一方面增加了潛在的藥物副作用對人體的傷害，另一方面使患者背負了更大的經濟負擔。 “糖尿病及各種疾病的臨床營養支持治療系統”在設計思想中，充分考慮了融合中西醫特色，旨在取長補短，以提高糖尿病飲食治療的效果。力求達到畫面清晰、操作簡單、使用方便。由于該系統設計良好的人機對話平臺界面，最終的結果均需通過人機交流來決定，能為每一位患者提供更人性化、個體化的科學、合理、全面的膳食指導，不僅能夠充分尊重個人的飲食習慣，而且大大加強飲食療法的可操作性。

突破：本系統根據中醫藥學的特殊需要設計完成了中醫飲食療養庫。在中醫食物療養庫的文字錄入程序中，實現了中文智能識別的快速、批量、準確的目標，同時利用模糊識別的方法檢索查詢中文信息，在完整保留古代資料的前提下，一方面最大限度地減少漢字數據冗余，另一方面大大提高了檢索的精度及廣度。

意義：“糖尿病及各種疾病的臨床營養支持治療系統”的開發成功，為上述問題的解決，搭建了一個簡易的中文工作平臺。并具有極強的計算、統計相關數據及打印功能，更有利于該項成果的迅速推廣應用。

生物芯片檢測儀

簡介：該設備是上海裕隆生物科技有限公司開發的用于生物芯片反應結果檢測的自動化儀器，采用了光機電一體化技術，能夠全自動攝取、處理、分析、打印生物芯片檢測結果，采用了自動找點技術，智能性高，具有掃描范圍大、掃描速度快、靈敏度高、信噪比高、全自動定位圖像分析技術、全自動數據分析處理、操作簡便等特點，適用于利用化學發光原理的生物芯片反應結果的檢測。

進展：目前該項目處于中期階段。

意義：可用于科學研究、教學實習以及臨床檢驗等多個領域，市場面向醫院、體檢中心、血站等醫療衛生機構和科研院所。

生物芯片進行骨髓分析處理技術

技術簡介：一種利用生物芯片對骨髓進行分析處理的技術， 是把多個捐獻者的基因樣本采集到一張生物芯片上，同時進行分析處理。而以往的技術一次只能對一個樣本分析處理。這種用于骨髓分型的生物芯片，只有手指大小，僅一張就可以存儲上萬個人的白細胞抗原基因。據介紹，對人類白細胞抗原基因進行分型是進行器官移植和骨髓移植的前提，在我國，這種技術長期依賴進口，價格很高。每進行一份骨髓分型，就要支付500元費用。

技術進展：據介紹，目前美國骨髓庫數量接近600萬人份，而中國只有36萬人份，難以滿足患者的成功配型需要。如果要達到美國現在的水平，用通用的技術至少要20年，而采用生物芯片技術，時間可以節省一半，費用將節省1/3。

意義：日前由生物芯片北京國家工程研究中心研制成功，這在全球尚屬首次，它可以大大提高骨髓分型的速度和準確度。

生物特征識別核心技術研究

技術簡介：該課題是在人臉檢測、面部特征提取、人臉識別與確認等核心算法、關鍵問題解決方案、應用系統設計等領域的成就。在課題組完成的二十余種算法中，大部分是獨立提出的，有一部分是對現有算法的優化和改進，而且成果已獲得實質性應用。在指紋識別方面，提出了混合模型的定義和復有理多項式的方向圖模型等一種新的基于模型的指紋奇異點求取方法，并首次提出了斷紋的概念，在相關成果的基礎上實現了一個用于門禁的指紋識別系統。在掌紋識別、在線簽名認證和多生物特征融合方面，獨創地給出了皺紋的定義，并設計了一種新穎的方向圖計算方法來準確的計算點的方向。完成了由皺紋點到皺紋的折線段描述。實現了一種融合人臉和指紋的身份認證系統。

技術突破：在基于人臉重心模板的實時人臉檢測、基于自適應樣本重采樣技術的實時人臉檢測、基于遺傳算法的學習集擴展方法、結合人臉圖像加光技術的特定人臉子空間人臉識別、基于變換域子空間判別分析的人臉識別與確認、基于球面諧波的光照估計和光照補償策略、基于3D重建的姿態校正方法、誤配準災難問題研究、基于AdaBoost的人臉識別方法、基于多分量統計子空間判別分析等研究方面達到了國際領先水平。生物特征識別技術在國家機關及社會安防領域具有廣泛而特殊的用途。

技術進展：該項目處于中期階段。

意義：研究成果整體處于國內領先、國際先進水平。

高強度淺封堵技術研究

技術簡介：隨著人們對微觀力學和宏觀力學的研究，提出了通過緊密堆積理論和材料顆粒大小分布來提高材料的宏觀力學性能的技術思路，通過調節混合物固相的不同顆粒尺寸分布，進行級配和加工，使堵劑體系含有多種尺寸顆粒，實現良好的孔隙充填和混合物的緊密堆積，即單位體積堵劑中含有更多固相，從而得到高性能的堵劑。新型高強度堵劑主要由主劑、減輕劑、增強劑以及相配套的分散劑、懸浮劑等外加劑組成，采用減輕劑、增強劑兩種材料復配使用，既滿足了密度指標的要求，又保證了漿體的沉降穩定性。現場可根據施工需要配制出密度1.3 g/cm3～1.9g/cm3，適應溫度為室溫～150℃的堵劑。

成果分析具體如下：1.研制出高強度堵劑的主體配方并分析了堵劑各組分的變化對堵劑性能的影響。 2.通過巖芯試驗表明堵劑對不同滲透率巖芯都具有很強的堵塞能力，滲透率在20μm2左右的巖芯的堵塞率達98%以上，10μm2左右巖芯（長度為24cm）突破壓力在10MPa以上。 3.進行了8口井的現場試驗，成功率100%，累計增油5000余噸，創產值200多萬元，取得顯著的經濟效益。現場試驗表明其對高滲透層（或大孔道）具有非常強的封堵作用，可用于注水井調剖施工及油井堵水施工。 4.高強度堵劑具有較強的自然選擇性能，能夠優先進入高滲透層（或大孔道）、帶并形成有效封堵。 5.高強度堵劑具有較廣的適應性，可用于砂巖、灰巖等不同地址特征條件下的調剖堵水施工。

技術進展：目前處于中期階段，該項目經過一年的研究工作，取得了顯著成果，達到了預期目標。

“中科紅”海灣扇貝繁育

簡介：“中科紅”海灣扇貝是在張福綏院士引進海灣扇貝的基礎上，突破構建海灣扇貝自交系和雜交系的技術障礙，構建了“殼色－生長”育種模式，培育出橘紅殼色、性狀優勢明顯的海灣扇貝新品種，其生長速度較海灣扇貝常規養殖對象提高 15.6%，成活率提高 19.2%。同時也創立了貝類家系育種新途徑，構建了新的育種模式。

專家介紹，對繁育的“中科紅”海灣扇貝苗種數量和規格都進行了隨機取樣測量，并采用目測法對殼色純度進行了檢驗。檢驗測量結果顯示：“中科紅”海灣扇貝苗種數量2544萬粒，平均個體殼高2.6±0.5 mm，最大個體殼高3.5mm，最小個體殼高1.5 mm。紅殼色個體比例達92％以上。

負責人：中科院海洋研究所研究員張國范課題組。

意義：“中科紅”海灣扇貝是我國第一個通過人工選育、具有明顯形狀優勢且遺傳穩定的海灣扇貝養殖新品種，也是國際上首次對海灣扇貝進行選擇育種和純化獲得的重要成果。因其生長快、成活率高、品質好、口感好，深受廣大沿海養殖企業和養殖農戶歡迎，同時，“中科紅”海灣扇貝因其殼色橘紅外觀絢麗，具有開發成工藝品廣闊前景。