歐洲海洋生物技術發展戰略分析及對我國的啟示＊

張書軍，張艷麗

（1.中國21世紀議程管理中心，北京100038；2.衛生部中日友好醫院，北京100029）

歐洲海洋生物技術發展戰略分析及對我國的啟示＊

張書軍1，張艷麗2＊

（1.中國21世紀議程管理中心，北京100038；2.衛生部中日友好醫院，北京100029）

海洋是生物資源的寶庫，海洋生物技術是開發和保護海洋生物資源的重要基礎。歐、美、日等發達國家十分重視發展海洋生物技術，紛紛制定各自的海洋生物技術發展戰略。其中，歐洲2010年發布的“歐洲海洋生物技術發展新的遠景與戰略”行動報告是迄今為止國際上最新、最全和最詳細的區域海洋生物技術發展戰略之一。本研究結合這一行動報告，對歐洲海洋生物技術發展現狀、優先方向、政策建議等進行了梳理，分析了我國海洋生物技術發展的優勢與挑戰，提出了我國今后發展海洋生物技術的若干建議。

海洋生物；技術分析；發展戰略；歐洲；中國

浩瀚的海洋是生命的搖籃和生物資源的寶庫［1］，而海洋生物技術是開發和保護海洋生物資源的重要基礎。歐、美、日等發達國家都十分重視發展海洋生物技術，紛紛制定各自的海洋生物技術發展戰略［2－5］，積極發展潛力巨大的海洋生物產業，努力保持其在海洋生物技術及產業方面的領先地位。歐洲科學基金會（European Science Foundation）于2010－09發布了“歐洲海洋生物技術發展新的遠景與戰略”行動報告（Marine Biotechnology：A New Vision and Strategy for Europe）（以下簡稱“歐洲海洋生物技術行動報告”）［3］。這是迄今為止國際上最新的、最全面的和最詳細的區域海洋生物發展戰略之一。“它山之石可以攻玉”，研究分析歐洲海洋生物技術發展戰略，與我國海洋生物技術相關發展戰略進行比較，對做好我國海洋生物技術發展的頂層設計和任務實施具有重要的借鑒意義。

“歐洲海洋生物技術行動報告”分5個章節進行了闡述，分別為：總論、關鍵工具和技術的發展與展望、海洋生物技術的成就和未來挑戰與機遇、支持海洋生物技術發展、歐洲海洋生物技術戰略。該行動報告在系統評估歐洲海洋生物技術現狀的基礎上，梳理了歐洲海洋技術優先發展方向，分析了相關的社會經濟需求，提出了未來10～15a歐洲海洋生物技術研究和政策框架。

以下從“歐洲海洋生物技術行動報告”總體情況、我國發展海洋生物技術優劣勢分析、“歐洲海洋生物技術行動報告”對我國的啟示及有關建議三個方面分別進行論述。

1 “歐洲海洋生物技術行動報告”總體情況

海洋生物技術內涵十分豐富，對其進行準確定義有一定難度，實際上不同的人對海洋生物技術有不同的定義。該行動報告所說的海洋生物技術定義較為廣義，是指與海洋生物資源相關的各類生物技術，既包括來源于海洋生物資源的生物技術，如由海洋生物開發產品或提供服務；也包括以海洋生物資源為應用對象的生物技術，如基于陸地生物開發的生物傳感器應用于海洋生態健康評價［3］。

1.1 對于海洋生物技術發展形勢與需求的判斷

該行動報告認為，在全球經濟下滑的背景下，歐洲國家正面臨著諸多復雜而困難的挑戰，如食品和能源可持續供給、氣候變化和環境退化、人口健康和老齡化等。海洋生物技術通過獲取新的知識、產品和服務，可以為應對上述各種挑戰，支撐歐洲經濟復蘇和增長作出日益重要的貢獻。近年來已經發現大量具有商業應用前景的海洋天然產物和基因，其中發現的海洋天然產物已超過18 000種，獲得的與海洋生物基因相關的專利超過4 900項且以每年12%的速率增長，這些都表明生物技術在海洋生物資源上的應用正在變為現實產業［3］。

近年來歐洲在海洋生物技術開發和應用已經取得諸多成果。在提供食物方面，2001年以來海洋生物技術對生產效率和產品質量、引入適合高密度養殖的新品種、依靠分子與生理學手段更好地調控可持續養殖過程等都作出了重要貢獻，使得海水養殖更加高效和環境友好，生產了更為多樣的海洋食品；在獲取可持續的替代能源方面，從微藻中制備生物燃料可能是當前獲取巨大能源潛力一種最佳選擇，除了在開放水體中研究高效培養富油微藻外，歐洲還建造了一定規模的在封閉水路中培養富油微藻的光生物反應器試驗裝置，研究提高微藻生產效率的相關技術；在保障人類健康方面，目前約15種天然產物正處于不同階段的臨床研究，主要集中在腫瘤學領域，一些已經成為市場產品，更多的正處于走向市場產品的階段。

在工業產品與過程開發方面，來自海洋生物體的蛋白質和酶不僅已經對工業生物技術作出重要貢獻，而且也為食品和藥品工業新工藝開發、分子生物學與診斷工具開發等提供了支持，如在海洋生物中最早發現的綠色熒光蛋白作為一個信號蛋白已廣泛地用于分子生物學研究。在過去10a中，海洋來源的生物多聚物日益受到醫藥和生物技術產業的重視，從生物可降解塑料到食品添加劑、醫藥多聚物、傷口包扎材料、生物粘合劑、牙醫用生物材料、組織再生和3D組織培養支架等都顯示出巨大的應用前景。然而，海洋來源的生物材料科學仍然相對新穎；對于具有工業應用前景的新型酶、生物多聚物和生物材料的開發來說，海洋環境仍然是相對未開發的資源。

歐洲進一步發展海洋生物技術也面臨一些挑戰。一方面是海洋生物技術自身的復雜性，往往涉及多個學科，在研究積累方面較陸上生物技術有一定差距，如在海洋環境管理方面目前應用最多的還是化學和微生物學等傳統的監測方法，近10a海洋生物技術在此領域未能提供太多像樣的成果；另一方面是研究工作的分散性，研究設施和信息缺乏共享，海洋生物技術研發政策不夠連貫，各國分別基于各自狀況開展研究而沒有基于歐洲公共需求；此外，產研協作力度不夠，歐洲海洋生物技術對產業的貢獻大都是由專業的中小企業實現的，在當前國際金融危機背景下，風險投資基金和公共研發投入對其支持減少，從而導致其技術轉移能力下降。

1.2 對海洋生物技術優先發展方向的篩選

該行動報告認為，生命科學技術的發展已經和未來仍將成為海洋生物技術研究的重要驅動因素之一。20世紀90年代海洋生物技術的發展在很大程度上就是分子生物學革命的結果。在最近10a，基因組學革命顯然是海洋生物技術發展最主要的驅動力。除了組學方面的進展，發展和優化合適的生物工程工具、培養微生物和應用海洋模式生物需要給予加強，以使其對未來海洋生物技術發展發揮重要影響。報告拿出一個章節，從組學驅動的技術、代謝工程和系統生物學、不可培養微生物的培養、有助于海洋生物技術發展的生物工程技術、海洋模式生物、高通量篩選蛋白、酶和生物多聚物的工具等六個方面，詳細介紹了生物技術重要工具的發展現狀及前景［3］。

組學技術包括基因組學、宏基因組學、深度測序等技術，在信息技術和互聯網的支撐下，它對整個生命科學產生了強烈影響，大大提高了認知復雜生物系統的效率。海洋生物的代謝途徑及其與組學間的聯系是生產目標產物的重要基礎，因此代謝工程及系統生物學的發展，將有助于從分子水平理解生命系統，打破目標產物產量低或不經濟的瓶頸。越來越多的不可培養的生物“暗物質”在宏基因等研究中被發現，它們在海洋生物系統中發揮著重要作用（如海綿在大量不可培養共生菌的作用下可產生大量有應用前景的活性化合物），研究的第一步是獲取其基因資源，然后通過創新培養方法嘗試得到它，最終實現對其應用開發。有助于海洋生物技術發展的生物工程技術包括，微藻培養及光反應器（如用于制備生物柴油等）、大型藻培養、生產系統優化、循環水槽養魚等技術。模式生物對與生物技術研究十分重要，但目前來自海洋的模式生物還寥寥無幾，針對不同需求的篩選海洋模式生物顯得十分必要。從海洋生物中篩選新的蛋白、酶和生物多聚物是海洋生物技術的重要任務，近年來高通量篩選工具進步很快，這無疑將大大加快海洋生物技術發展速度。

該行動報告針對食物、能源、健康、環境、工業產品和工藝等五個領域的需求，結合生物技術自身發展趨勢，提出了并詳細闡述了未來10a歐洲海洋生物技術研究的14個優先方向（具體參見表1）。

表1 與解決重大社會問題相關的海洋生物技術研究優先方向Table 1 Marine Biotechnology research priorities to address key societal challenges

1.3 對歐洲發展海洋生物技術的行動建議

基于對歐洲海洋生物技術發展狀況與需求的分析，該行動報告制定了未來10a發展目標，即：“到2020年，使歐洲海洋生物技術形成具有全球競爭力的有機整體，通過可持續的合理的方式，應用先進的工具，為應對食品和糧食安全、創新藥物開發和人畜疾病治療、工業材料和工藝開發、海洋可持續利用和管理等關鍵社會挑戰作出重要貢獻”。

為實現上述目標，提出了以下4個方面的行動建議［3］：

1）建立一個強有力的品牌和溝通戰略，提升歐洲海洋生物技術研究的形象和知名度。具體包括針對歐洲海洋生物技術，建立一個信息平臺、進行工作審計、開展示范應用、加強宣傳教育等。

2）鼓勵海洋生物技術研究戰略和項目的發展，在國家、地區和泛歐洲不同層面支持海洋生物技術發展。具體包括針對歐洲海洋生物技術，建立（虛擬的）研究院或中心、制定連貫一致的研發政策、強化歐洲組學研究公共平臺建設、發展高水平的研究項目等。

3）顯著改善技術轉移路徑，夯實基礎以支撐學術研究與產業間前瞻的和互利的互動合作，形成海洋基因資源的可靠獲取通道和公平對等的利益分配機制。具體包括針對歐洲海洋生物技術，制定有利于中小企業參與的“框架計劃”資助協議、建立有助于規避海洋來源創新藥物開發全新機制、保護知識產權和學術交流自由、協調海洋基因資源的利益分配、開展產業需求調研等。

4）推進歐洲海洋生物技術相關的培訓和教育。具體包括針對歐洲海洋生物技術，確保所有生物科學本科教育中包括恰當的生物技術內容、鼓勵非海洋背景的研究者參與、組織定期培訓或暑期學校、創建專門的學校或課程、設立博士學位項目等。

2 我國發展海洋生物技術的優勢與挑戰

2.1 我國發展海洋生物技術的優勢

我國發展海洋生物技術具有產業規模和需求巨大、研究基礎較好、投入不斷增加等優勢。我國擁有世界上最龐大的海水養殖產業，無論是養殖面積（15 790km2，2008年）還是養殖產量（1 340萬t，2008年）都居世界首位［6］；遠洋漁業、海洋水產品加工、海洋生物制品等其他海洋生物相關產業快速發展。這為我國發展海洋生物技術奠定了良好的產業基礎。

近年來我國海洋生物技術成果不斷涌現，在扇貝、對蝦、海帶等物種方面分別獲得多個高產抗病的養殖新品種，在海洋寡糖農用制劑、海洋酶制劑、海洋藥用材料等方面取得重要突破并建立了較大規模的生產線［7－9］。我國已成為世界上從海洋中發現天然產物最多的國家之一，近年來從珊瑚、海綿、海鞘、海藻、紅樹林等中篩選了一大批具有活性的新型功能化合物和相關菌株，并開展了規模化制備和成藥性評價工作，為藥物開發奠定了良好基礎［9］。

我國在海洋生物技術研發方面的投入不斷增加。“十一五”期間，僅863計劃海洋技術領域就安排了經費國撥經費3.1億元，對海洋生物制品開發、海洋水產品加工、海洋藥物研究、海洋耐鹽灘涂植物選育、海洋生物功能基因研究、海洋生物資源庫構建等海洋生物技術方向進行支持［9］。863計劃現代農業技術領域對海水養殖相關技術開發進行了支持，863計劃生物和醫藥技術領域對組學、生物工程等生物共性技術開發進行了支持。973計劃、國家自然科學基金、國家科技支撐計劃、公益性行業科研專項等對海洋生物科技也進行了大力支持。

我國海洋生物技術已在世界上占有了一席之地，部分技術達到世界先進或領先水平［10－12］。“歐洲海洋生物技術行動報告”對我國海洋生物技術水平也給予了較高評價，指出“如果歐洲現在不能促使有關各方形成合力，不能增加經費投入和研究協調力度，將逐漸落后于美國、日本、中國等其他在本領域中處于世界領先地位的國家”［3］。

2.2 我國發展海洋生物技術面臨的挑戰

在看到我國海洋生物技術發展成績和優勢的同時，必須清醒地認識到我國海洋生物技術整體上與世界先進水平還有差距，我國海洋生物技術發展仍面臨多方面的挑戰［9］。

我國海洋生物產業仍以海水養殖等傳統產業為主，高技術含量、高附加值的產品偏少。傳統海水養殖產業面臨如何減少環境污染、如何提高養殖產品質量的挑戰；海洋水產品加工產業仍以勞動密集型的速凍食品加工為主，且面臨野生漁業資源減少的挑戰；遠洋漁業在世界上所占份額偏小，漁情預報技術、生態捕撈設備、船上加工工藝等相對落后；海洋藥物雖已經研發多年，但仍處于產業孕育階段，近幾年內恐難形成現實的產業。

生物技術開發所需的重要工具大量依賴進口，如基因組測序設備與試劑、生物大分子分離設備與材料等。雖然我國對這些重要工具的應用能力與世界先進水平基本相當，但對其自主研發和制造能力明顯不足。海洋生物技術作為生物技術的一個分支，其進步很大程度上依賴于這些重要工具的進步。“工欲善其事，必先利其器”，沒有生物研發工具上的領先，就難有生物技術開發上的領先。

海洋生物技術研究力量分散且系統配合不夠。雖然我國有多個大學和研究所從事海洋生物技術研發工作，但大多各自為戰，彼此之間缺乏足夠的協調和配合，存在資源共享不足、信息溝通不暢、低水平重復等現象，缺少吸引陸上生物學家“下海”的便利條件。此外，海洋生物科學研究和技術開發結合不夠，基礎研究與應用研究結合不夠。

我國海洋生物高技術企業小且弱，產學研結合不夠密切。“歐洲海洋生物技術行動報告”提到歐洲中小企業在海洋生物技術轉移中起著主導作用，而我國在很大程度上恰恰缺少這一環節。目前我國海洋生物技術新成果主要掌握在高校和研究所手中，由于這些新成果成熟度不足、中小企業融資能力不強、企業家對新成果應用前景鑒別力不高等原因，使得我國海洋生物技術成果轉化度較低。

以上這些問題有些是與歐洲等其他國家共有的，有些則是我國特有的，無論哪類問題都應該給予高度重視并著力解決，以加快我國海洋生物技術及相關產業的發展。

3 “歐洲海洋生物技術行動報告”對我國的啟示和有關建議

“歐洲海洋生物技術行動報告”對現狀的總結、問題的分析及提出的行動建議對我國有重要的啟示作用。結合我國海洋生物技術實際情況，提出有關建議如下：

1）應加強我國海洋生物技術發展的頂層設計和系統布局，特別是加強跨領域和跨計劃的協調與配合。

我國在《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006－2020）》和《國家“十二五”科學和技術發展規劃》都將發展海洋生物技術放在重要位置，國家相關科技計劃也將海洋生物技術作為重要支持方向，但在具體實施中尚缺少類似“歐洲海洋生物技術行動報告”的系統全面的行動方案，加之相關任務分別通過不同科技計劃及不同領域落實，相互協調和銜接仍有待進一步加強，至少可以優先在信息層面實現共享。

2）鼓勵多學科交叉和陸上生物學家“下海”，發展壯大海洋生物技術研發隊伍。

實施這一舉措的核心是推動海洋生物技術研發資源共享，包括海洋生物資源、海洋生物研究設施等。一些對海洋生物感興趣的陸上生物學家常常苦于拿不到海洋生物樣品、缺少出海機會等原因，無法參與海洋生物技術開發工作。有關方面可以研究組織針對海洋生物研究的公共航次，使每個對海洋生物有興趣的科學家花費相對較少的錢就可以獲得出海研究機會；可以在利益共享、風險共擔的約定下推動海洋生物樣品的有償共享，或在公共財政支持下實施強制共享。

3）加強生物工具技術的研發，積極推動新的生物工具技術在海洋生物技術開發中的應用。

海洋生物是生物的一個分支，應注重利用海洋生物的特殊性，推動生物工具技術的發展，綠色熒光蛋白（GFP）的發現和應用就是成功案例之一。同時，也應及時將新的生物工具技術應用到海洋生物技術開發上，如組學技術、天然產物高通量篩選技術等，當然這一應用過程有時也可以成為對生物工具技術二次開發的過程。此外，還應注重海洋生物科學研究與技術開發的結合，使二者可以相互促進。

4）推動產學研用結合，加快技術成果轉化，發展和壯大海洋生物技術相關產業。

通過組建海洋生物技術相關的產業技術創新戰略聯盟、鼓勵有能力的企業牽頭承擔或參與研發課題等形式，注重以實際需求引導技術研發，注重以新的技術成果培育市場，密切產學研用的結合，提高產品技術含量和附加值，加快海洋生物產業由傳統的勞動密集型向技術密集型的轉型。

5）加強海洋技術研發能力培訓。

除了在現有的本科生教育、研究生培養等過程加強海洋技術研發能力培訓外，還應加強科研項目研發過程中的能力培訓，加強研發人員對市場需求分析、產品準入要求等產業發展相關能力的培訓。如一些從事海洋藥物開發的人員，出身于海洋生物專業，對成藥性評價、新藥審批要求等缺乏深入地了解，有必要在項目研發過程中請藥學專業人員參與或給予指導，以提高研發效率。

6）結合我國特點，梳理我國海洋生物技術發展的優先順序。

我國海水養殖規模世界第一，海洋生態環境受污染影響較重，海岸帶資源相對短缺，這些是我國不同于歐洲及其他國家的特點。在我國海洋生物技術發展戰略中，應將海水健康養殖與可持續發展、海洋生態系統保護、特殊生境生物評價與開發、遠洋漁業資源開發等相關技術放在優先位置；將海洋中藥開發等我國特色的方向放在重要位置。對培養海藻制油等仍處于探索研究階段、短期內產業化應用前景尚不明朗、需要占用大量海域面積的部分方向，或許現階段定位在基礎研究層面更為合適。

7）加強國際合作，拓寬我國海洋生物技術發展的國際視野。

在以我國近海生物為研究對象的同時，應積極鼓勵對其他海域生物的研究，特別是深遠海和南北兩極海洋生物的研究。通過互派留學生、短期訪問、合作研究等方式，積極與處于世界領先地位的國際同行的交流合作，不斷縮短我國在海洋生物技術方面與世界先進水平的差距。

（References）：

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（張 騫 編輯）

Analysis on Marine Biotechnology Strategy for Europe and Its Enlightenment to China

ZHANG Shu－jun1，ZHANG Yan－li2
（1.The Administrative Center for China＇s Agenda 21，Beijing 100038，China；2.China－Japan Friendship Hospital，Beijing 100029，China）

The oceans host a largely untapped and underutilized source of biodiversity.Marine biotechnology is now，and will become even more central to delivering these benefits.Developed countries such as Europe，USA and Japan have paid more attentions on the development of marine biotechnology，and drawn up their strategies.The action report named"Marine Biotechnology：A New Vision and Strategy for Europe"was released by European Science Foundation in 2010，which is one of the latest，rounded and detailed strategies on the development of regional marine biotechnology in the world.Based on and compared with this report，the present situation，priority fields，policy and suggestions of developing marine biotechnology for Europe were introduced，and the advances，challenges and suggestions of developing marine biotechnology for China were analyzed and put forward.

marine biotechnology；technology analysis；strategy；Europe；China

May 14，2012

P745

A

1671－6647（2012）03－0450－07

2012－05－14

張書軍（1977－），男，河北邢臺人，副研究員，博士，主要從事科技管理方面研究.E－mail：zhshujun@acca21.org.cn.

＊通訊作者，張艷麗（1977－），E－mail：janetzhyl@gmail.com.