合成生物將引發新產業革命

魏燕妮

在未來20年里，合成基因組學將會成為做任何東西的標準。合成生物將給未來科技帶來重大變革，從而引發新的產業革命

合成生物學是21世紀初新興的生物學研究領域。近些年來，隨著合成生物學研究的不斷深入以及合成生物技術產業化步伐加快，合成生物產業也迅速地繁榮與發展，并逐漸成為推動世界新的產業革命的重要力量。

約翰·坎伯（John Cumbers）是SynBioBeta公司的創辦者和首席執行官，他立足美國硅谷，在全球舉辦了多次有關合成生物產業的活動。近日，約翰·坎伯首次來中國舉辦合成生物產業會議，在北京、上海、深圳多地演講，與眾多研究者和創業者對話，并接受了《中國經濟報告》記者的專訪。

合成生物及其重要性

中國經濟報告：近年來，合成生物是一個很火的話題，它為什么如此重要？

約翰·坎伯：合成生物技術十分重要，因為它正在創建一個全新的生物工程產業。具體來說，合成生物提供了一種新的可再生制造技術，可用于化學品、材料、生物燃料，以及生物傳感器和邏輯系統內的活細胞的再生。全球的知識創新中心都致力于促進合成生物學在工業生產中的應用，合成生物技術可以在任何有生物存在的地方發揮重要功能。因此，合成生物技術被越來越廣泛地應用在我們周圍。

現在，世界各國越來越重視對合成生物技術的投入。比如，近年來，美國加大了對合成生物學項目的資金支持，在2008-2014年期間，美國對合成生物學研究的投資總額達到8.2億美元。僅在2014年，美國投資國防部先進研究項目局（DARPA）的資金就達到1億美元。據統計，僅2012年，美國合成生物技術取得的收入就達到3530億美元，超過同年全世界半導體3030億美元的收入。

中國經濟報告：合成生物技術和合成生物產業分別是指什么？發展現狀如何？

約翰·坎伯：合成生物是一門新興學科，其目標是讓生物學變得更加容易。與傳統的生物技術不同，合成生物技術利用測序和合成技術，設計和構建新的生物系統。可見，合成生物技術是基因工程的延伸，是未來生物技術的發展方向。

合成生物產業是一種新型產業，現在有三百多家公司，這些公司自定義為合成生物公司，并且僅在2015年籌集的資金就超過7.5億美元。目前，合成生物產業正在快速發展，合成生物應用公司的數量也正在逐年增長，全球每年有超過20家新公司成立。2002年，全球合成生物公司僅為69家。截至2015年，全球合成生物公司有280家，歐洲有99家，美國有181家。

全球合成生物產業的投資也在逐年增加。2009年，全球合成生物產業投資低于2億美元。到2015年，這一領域的投資已超過7億美元。同時，從1992年到現在為止，合成生物技術的成本逐年降低，尤其是在2010—2016年上半年期間，下降速度更快。另外，有關合成生物學的出版物也在逐年上升。可以說，合成生物是產業發展的新手段、新工具。目前，合成生物產業正處于發展的關鍵時期，并將迎來重大發展。

合成生物的應用與變革

中國經濟報告：合成生物技術可以運用到哪些領域？它會給哪些行業帶來發展和變革？合成生物的發展前景如何？

約翰·坎伯：合成生物技術可以重寫整個系統，為再生產品創建新的平臺，許多行業的發展都將利用我們日益增長的生物工程師的力量。特別是在基因編輯技術——CRISPR CAS9工具的路徑上，它可用于疾病的基因組編輯，可以用來刪除、添加、激活或抑制其他生物體的目標基因。

合成生物技術的應用范圍很廣，可以運用到生物工程、計算機輔助設計、云實驗、自動化實驗以及基因組合等領域。具體包括：（1）能夠進行DNA合成，硅技術可以使DNA的合成加速100次，通過啟用長鏈DNA在短時間內進行有效合成，改變長鏈DNA的固有模式；（2）是基因組學的工具，有利于優質腺病毒和其他病毒載體的生產及發展；（3）可以為全球研究人員和制造商提供了各種不同屬性的PHA（polyhydroxya）生物材料；（4）可用于工業生物科學研究，改造微生物如細菌或真菌，以產生可持續發展的生物化學或生物燃料；（5）可用于云實驗、自動化，致力于低成本、高精度、廣合作的生命科學研究。

未來合成生物還將在工具、技術和應用等領域有重大突破。合成生物產業的應用程序范圍很廣，可以從使用DNA數據存儲到高貴的味道和香料的生產。另外，合成生物技術也將對垃圾整治、環境清理、疾病治療、新藥物、新材料、新能源以及許多其他應用領域產生重大影響。總體而言，合成生物產業有五大發展趨勢：一是機器人自動化和云實驗室；二是虛擬生物；三是大數據；四是機器學習；五是基因編輯技術。

在接下來的20年里，合成生物產業將迎來重大發展，合成基因組學將會成為做任何東西的標準。因此，合成生物將帶來未來科技的重大變革，從而引發新的產業革命。

中國經濟報告：合成生物技術對人類治療腫瘤等復雜疾病是否有利？癌癥免疫治療是指什么？你認為免疫治療是否是人類攻克癌癥的重大突破？

約翰·坎伯：合成生物技術將幫助人類更好地攻克腫瘤。將合成生物技術運用于癌癥的治療是一種工程化的自我治療，它可以識別腫瘤細胞，并對其進行免疫攻擊。換句話說，合成生物技術是利用患者自身免疫系統的能力來攻擊癌細胞，它將是人類對付癌癥的一個重要手段。

癌癥免疫治療就是利用基因工程細胞的方式來對抗癌癥。在過去，生物和化學療法已經用于癌癥治療，并且已經取得了一些成果和進展。未來，前沿治療癌癥的方法是能夠開發患者自己的免疫系統，直接攻擊癌癥。目前，全球已經有一些在癌癥免疫治療方面做的比較好的公司，比如Juno公司。事實上，還有相當多從事癌癥免疫治療的公司正在成長。在我看來，工程細胞療法將會成為人類未來攻克癌癥最重要的手段和工具。

合成生物的發展方式

中國經濟報告：合成生物技術可以不受任何約束地無限制發展嗎？

約翰·坎伯：任何技術都有有利的一面，也有不利的一面，合成生物技術也是如此。所以，合成生物技術需要在道德、法律的框架內和前提下發展。事實上，所有的技術都可以用來做好事，也可以用來做壞事。我認為最重要的是要培養以工作為傲的從業人員，他們要熱衷于做好事，并希望以自己的技術來改善他人的生活，使他人生活得更加幸福。因此，所有的技術，包括合成生物技術，都應該在倫理和法律的框架內發展，以確保正在發展的技術將有利于人更好地存在與發展，有利于建設更加美好的人類社會。

中國經濟報告：合成生物產業將成為未來經濟發展的方向嗎？在互聯網經濟時代的大背景下，應當如何發展合成生物產業？

約翰·坎伯：合成生物產業會創造顯著的經濟價值。未來幾年，大量的風險投資資金將會投入到合成生物產業中，這些公司也將取得投資的高回報。合成生物產業將引領未來經濟發展的方向。合成生物的產品已經占美國GDP的2%，而且每年還會以穩定的速度增長。我相信，隨著合成生物產業在中國的快速發展，它也必將成為中國經濟的重要組成部分。

互聯網將成為推動生物經濟發展的關鍵。需要指出的是，隨著工程師處理復雜生物系統的能力不斷提高，生物實驗將變得更加自動化，更加不容易出錯，更具有可復制性。實驗室設備能夠直接連接到互聯網，數據更容易被共享，這必將成為未來合成生物產業發展的重要驅動力。

合成生物在中國

中國經濟報告：合成生物現在在中國發展得怎么樣？

約翰·坎伯：合成生物在中國正在迅速發展。這種變化主要有三大方面的表現：（1）2010年以來的中國合成生物學論文有254篇，中國每年發表的合成生物學論文占年度總論文（約400篇）的10%左右，這些文章在引用率上排名世界第七位。（2）從國際來看，中國在科技發展與應用研究上的投入是最大的。（3）中國已經起草了一份戰略路線圖，指定了在未來5年、10年和20年內的科技、工業、醫療和農業發展等的預期成果，其中不少地方就涉及合成生物。

中國經濟報告：你致力于推動合成生物的發展，首次在中國舉辦的合成生物會議有什么重要意義？

約翰·坎伯：我們此次在中國舉辦合成生物會議的目標，是想通過整合來自企業家、學術界、產業界、政策制定者和投資者之間的多方關系，以促進中國合成生物學在全球生態系統和產業化方面的發展，并將中國的合成生物學推向全球市場。