《生物安全法》實施背景下對合成生物學的監管

王盼娣，熊小娟，付萍，吳剛，劉芳

中國農業科學院油料作物研究所農業農村部油料作物生物學與遺傳育種重點實驗室/農業農村部植物生態環境安全監督檢驗測試中心，武漢 430062

1 《生物安全法》的實施對生物技術安全發展的意義

生物技術是人類采用科學技術手段、結合生物科學知識及科學原理，為人類提供所需要的產品、物質或服務等，是一門新興的、綜合性的學科(https://www.oecd.org/)。近幾十年來，生物技術飛速發展，如合成生物學、基因編輯、基因驅動等前沿生物技術日新月異，取得了許多重大突破，生物技術在醫藥、農業和工業等領域的廣泛應用為人類的發展帶來巨大經濟利益和社會效益，然而新問題和新風險也不斷涌現，如生物技術的誤用及謬用、重大傳染病疫情和生物武器等，這些負面影響及潛在的風險對國家的生物安全也已構成嚴重威脅[1-3]。伴隨著新型冠狀病毒肺炎疫情全球暴發，國際社會空前關注全球生物安全和人類命運共同體建設，生物安全已被列為我國國家安全體系重要組成部分，凸顯生物安全治理的重要性[2]。

生物安全是指國家面臨與生物有關的各種因素對國家經濟、生態環境及人類健康造成風險與影響時，能夠有效防范、應對及維護安全的能力[3-4]。生物安全主要包括防止生物技術的濫用、防控傳染性疾病和動植物疫情、防御生物武器威脅和生物恐怖襲擊、保護生物遺傳資源以及與生物有關的其他安全，也就是確保生物技術安全、生物物種安全、生物產品安全和生物生態環境安全[5]。生物安全對于促進國家經濟發展、保障人類生命健康及保護生態環境至關重要，是我國國家安全的重要領域之一，與我國的戰略目標和核心利益緊密相連[6-7]。

生物技術的迅猛發展所帶來的潛在風險給我國生物安全的管理帶來了巨大的挑戰[8]。任何技術都有兩面性，僅依靠新的技術來解決安全問題，以及依靠倫理道德約束技術進步相關的潛在安全還遠遠不夠，還必須有法律法規等制度的約束。我國于2021年4月15日起實施了《中華人民共和國生物安全法》[6](以下簡稱《生物安全法》)，《生物安全法》是生物安全領域內的第一部基礎性、綜合性、系統性和統領性的法律，緊密承接《中華人民共和國國家安全法》(以下簡稱《國家安全法》)的精神，是《國家安全法》的特別法，又統領生物領域內的相關法律法規等，如《中華人民共和國種子法》《中華人民共和國食品安全法》《農業轉基因生物安全管理條例》?！渡锇踩ā饭?0章88條，明確了我國生物安全的重要地位及基本原則，貫徹落實了習近平總書記關于生物安全法指示精神、國家安全觀、國家生物安全戰略和政策，它的及時出臺為我國防控傳染病、保護人民生命健康、規范生物技術發展、防范生物恐怖與生物武器威脅等提供了重要的法律依據，為維護國家生物安全構建了嚴密的法律防線[6,9]。

《生物安全法》高度重視生物技術可能造成的生物安全問題，明確規定了生物技術研究和應用的基本原則和要求，即堅持以人為本、風險預防、分類管理和協調配合的原則。《生物安全法》明確規范了生物技術的研發與應用安全、病原微生物實驗室安全、防范生物恐怖及生物武器威脅，確保生物技術的健康發展和國家生物安全，這三方面內容與合成生物學具有緊密的聯系?！渡锇踩ā丰槍ι锛夹g可能帶來的各種風險所建立的嚴密的風險防范機制并不是要禁止生物技術的發展，而是為了給生物技術提供更大的發展空間和支持。為了提高我國的生物安全保障能力，國家鼓勵生物科技創新，支持生物科技產業發展，加強生物科技人才隊伍建設。同時，《生物安全法》也堅持通過發展生物技術，提高科技水平，進而解決生物技術發展可能帶來的各種問題，而這也符合我國當前國情及立法需求[10]。

2 合成生物學的定義和發展現狀

合成生物學是近年來新興的前沿生物技術，被喻為可以改變未來的顛覆性技術。它是以生物學、化學工程、電子工程、信息學、計算科學等相關學科發展為基礎的一門新興多學科交叉匯聚的工程學科。合成生物學以工程化的設計理念，采用標準化的生物元件和基因線路，對生物系統進行有目標的設計、改造乃至重新合成，它突破了生命發生與進化的自然法則，促進了對生物密碼從“讀”到“寫”的質變，實現了由傳統的“格物致知”向“建物致知”轉化[11-12]。目前合成生物學的研究應用主要包括兩方面：一是“自上而下”的方法，即改造和重新設計天然的、現有的生物系統，增添新的功能；二是“自下而上”的方法，即根據生物元件和基因線路，創造新的、非天然的人工生命系統。合成生物學是生物技術在基因組和系統生物學時代的延伸，它將原有的生物技術上升到系統化和標準化的高度，把生物技術推向平臺化的工程生物學層次，不僅能完成傳統生物技術難以勝任的任務，還將在學科交叉和技術整合的基礎上，孕育技術創新的飛躍[13]。

1911年，“合成生物學”首次出現于《生命的機理》一書中[14]，Stéphane Leduc認為物理學機制可能產生生命；1965年，中國首次人工合成蛋白質-牛胰島素[15]，這也是世界上首例；1981年，中國首次人工合成具有生物學功能的核糖核酸-酵母丙氨酸tRNA[16]，這些研究成果為合成生物學的發展奠定了基礎。21世紀初，合成生物學得到廣泛重視，也獲得了一系列的成果(圖1)。合成生物學的發展可分為4個階段[17]：2000年至2003年的早期階段，在該時期產生了很多研究手段及理論，建立了基因線路工程[18]并在代謝工程中成功應用[19-20]；2004年至2007年的初步發展期，Chan等[21]的研究成果開啟了“重塑生命體”的大門，雖然合成生物學技術發展較慢，但研究領域也正逐漸擴大[22]；2008-2013年為創新及應用期，基因編輯、基因合成等技術使合成生物學研究及應用領域大大擴展[23-25]，Gibson等[26]合成了第一例人造生命，Amyris公司也通過改造酵母商業化生產青蒿素；2014年至今為快速發展期，技術全面提升[27-29]，不僅實現了原核生物到真核生物的跨越[30]，還合成了最小的細胞——簡約版支原體[31]，我國在2017年從頭設計并人工合成了釀酒酵母的4條染色體[32-34]，在2018年成功合成了單條染色體酵母細胞[35]，成為世界首例，這也意味著通過人工干預，可以將天然復雜的生命系統進行簡化，甚至可以創造出新的生命。此外，合成生物學在醫學、農業、食品、環境治理、能源、軍事和防御等領域均獲得豐碩的研究成果[36-37](表1)。

圖1 21世紀合成生物學研究的代表性進展Fig.1 Representative advances in synthetic biology research in the 21st century

表1 合成生物學技術在各個領域的應用 Table 1 Application of synthetic biology technology in various fields

3 合成生物學面臨的風險

基于合成生物學給社會經濟及人類生活帶來的巨大利益，世界各國均高度重視合成生物學的發展，將其列入核心技術領域，并給予大力支持。然而，合成生物學發展迅速的同時，其潛在的風險和威脅也引起了全球的重視及各國政府政策制定者們的關注[60-61]。合成生物學所面臨的倫理問題分為非概念性倫理問題即生物安全問題以及概念性倫理問題，生物安全問題又分為生態安全問題以及生物防御問題[62-64]。

3.1 生態安全問題

生態安全問題是指由人工合成的生物逃逸可能引發的生態災難。合成生物學通過改造、引入、重構生物體的“代謝途徑”以改變生物體的代謝性狀和表觀特性等，人為改造的生物系統其適應性尚不確定，所涉及的遺傳物質在自然界中可能會在生物間傳遞，變相形成篩選壓力而改變生物多樣性[65]；人為改造的生物系統其進化尚不確定，它們釋放到自然環境中會在自然選擇的壓力下發生突變，突變后極有可能與環境或環境中其他生物之間產生不可預測的相互作用，從而引發不可控的生態災難[66]；人為改造的生物系統可能對人類產生不確定的安全問題，治療患病細胞的細菌或病毒對正常細胞產生怎樣的影響具有不確定性，實驗室改造的各種有害病毒、疫苗等一旦感染人類形成傳播，將會威脅全人類的生命[15]。正是這些未知領域使我們對于人為改造生物系統對生態產生累計效應的影響尚存疑問，其構成的潛在重大安全風險不容小覷，應當時刻警惕。

目前在合成生物學的研究中，對環境釋放的管控非常嚴格，不管是美國的環保部，還是中國的農業農村部，迄今為止，尚未批準過富集重金屬的微生物或者任何一種基因驅動改造過的蚊子[14,67]?；蝌寗邮墙陙硇屡d研究熱點之一，是指某些特定基因型或基因性狀在種群中有偏向性的遺傳給后代的一種自然現象，也被稱為超孟德爾遺傳[67]。利用基因驅動技術，可以用來防治害蟲、控制傳染病和控制入侵物種等，但是基因驅動生物體在野生環境中占據優勢，可持續存在多個世代甚至無限期，具有高度的侵略性[66,68]，如果利用基因驅動技術制造蚊子等昆蟲武器進行病毒傳播，只需順利經歷10個世代，轉基因蚊子在野生群體中就可至少增加1 024倍[69]。人工改造后的細菌為了便于人工篩選，往往都有抗生素基因，如果致病菌通過基因水平轉移獲得這些抗生素基因，將獲得抵抗抗生素的能力，或者如果致病菌獲得其他基因可能導致更強的致病性，一旦感染人類，治療難度將大大增加；而且人工改造后的生命體往往具有生存優勢，一旦有意或無意釋放到野生環境中，可能會因沒有限制而無限增殖，也可能在生態環境中由無害變為有害，進而對生態安全造成嚴重威脅。

目前對合成生物體的監管政策尚待完善，需要有效控制潛在的風險。如2005年，從事流感病毒研究的美國科學家們希望深入了解“西班牙流感”病毒的生物學特性復活了西班牙流感病毒，該病毒曾造成5 000萬人的死亡[70]；2012年，為了研究禽流感病毒H5N1的傳染性及致病性機制，荷蘭的Fouchier小組[69]與美國的Kawaoka小組[71]人工改造了其基因，使其不僅能在禽類中傳播，還能在雪貂類哺乳動物中傳播，而且傳染性更強、致命性更高；2013年，中國科學家將H5N1禽流感病毒與甲型H1N1流感病毒重組后，構建了127種重組病毒，而且有些病毒還具有氣溶膠傳播的能力[72]。一旦這些病毒意外泄露，對人類社會產生的負面影響不可估量。而且，現在技術先進，信息網絡發達，基因合成及測序公司的成本也越來越低[73]，除了科研工作者和生物技術公司合成基因，還有一些生物愛好者，直接網絡下單就可以合成所需片段，而他們也最可能意識不到生物安全，而引發一些意外事件。

3.2 生物防御問題

合成生物學拓展了創造新武器的可能性和范圍，它還擴大了可以開展這種工作的行為者的范圍，并減少了所需要的時間。合成生物學為構建危險的細菌或病毒提供了技術支持，一旦合成生物學技術成熟，生物黑客或者恐怖分子利用它來制造生物武器，或進行生物恐怖活動的可能性將大大增加，威脅全人類的生命安全。理論上，通過合成生物學手段制造出的毒性、傳染性、耐藥性更強的病毒或超級細菌殺傷力更大?，F在很多生物高致病性細菌、原核生物和真核生物的基因組信息都是對外公開的，可以免費下載，恐怖分子或極端分子可以輕易通過網絡下單、郵寄即可購買得到DNA序列或病毒，而且許多學術期刊也為危險病毒和細菌的致病性及傳播提供了方法。一旦利用合成生物學技術合成有毒或致死的病原體制造生物武器進行生物恐怖襲擊[10,68]，后果不堪設想。

關于化學物質、生物化學物質和毒素，合成生物學模糊了化學武器與生物武器之間的界限。合成生物學還可以用于生產精細化學品，如嗎啡和海洛因等違禁藥品，可能被用于非法生物經濟。美國斯坦福大學的Christina課題組利用改造后的酵母細胞成功將糖轉化為鴉片[74]，人們對于利用合成生物學改造天然微生物用于生產毒品的擔憂日益加深，相較于植物或化學合成法，微生物合成具有操作簡單便捷和成本低的特點?？赏ㄟ^簡單的遺傳通路產生的高效力分子最受關注，它們能夠用有限的資源和組織來開發，而這一旦被不法分子利用，將產生嚴重的后果。

3.3 生物倫理問題

合成生物學家在實驗室中創造“進化法則”未創造的生命形式，違背了順應自然發展規律的倫理，打破了生命的神圣感，模糊了自然與非自然的界線，使人們在傳統認識中受到了極大的沖擊，由此引發合成生物學在“逆”自然以及哲學、宗教等意識形態的激烈爭論[15,75]。而且隨著合成生物技術的進一步成熟，雖然可以解決人類器官移植、開發癌癥治療新方法等，但是鑒于技術的高昂成本，以后是否只能是富人的特權尚存疑慮。

專利和知識產權制度有助于鼓勵科技創新，但是合成生物學涉及較多的基礎生物工程技術以及基因元件，而這些方面大量的已授權專利反而會限制合成生物學的發展。此外，合成生物學的成果是否應該以及如何申請專利、亦或是成果共享，所涉及的倫理或安全隱患問題也存在激烈爭論。

合成生物學所面臨的問題不是我國在該領域研究的絆腳石和束縛，我們進行合成生物學安全及倫理問題的研究是以積極的態度尋找解決問題的方案，促進未來生物安全的可持續發展。

4 合成生物學的監管現狀

4.1 國外對合成生物學的監管

針對生態安全問題，目前世界各國雖然出臺了一些法律法規，但主要是為了規范包括合成生物學的前沿生物技術，大多數國家對合成生物學的監管主要基于生物技術和遺傳修飾生物(genetically modified organisms，GMOs)，監管的重點也主要是研發過程中和生產應用中可能發生的風險[76]。但是合成生物學與傳統基因工程又不完全一樣，它是基因工程學發展的高級階段，是基因工程學接納定量和抽象基礎上的重構為主要工程手段和研究方法的階段。有學者認為沒有必要專門立法來防范合成生物學的風險，因為很多風險與基因工程相關風險是相同的，如基因流動、基因漂移等；也有學者認為必須設立相關法律法規，因為合成生物學可以合成新的非天然的基因組，并且存在各種潛在的風險問題，產品具有更多不確定性，且現有的風險評估框架，可能不能完全處理合成生物學的風險問題，在制定相關政策法規時，可以借鑒轉基因領域的相關法律法規及規范制度。

美國政府近年來相繼從法律、政策等層面加強了對合成生物學的監管力度，制定了相關操作規范等，建立了合成生物學的管理構架。在法律層面，美國對基因工程(包括合成生物學)產品的監管依據來自1986年出臺的《生物技術管理協調框架》[77]，協調框架將監管的主要責任分配給3個機構共同監管，包括食品和藥物管理局(FDA)、美國農業部(USDA)動植物衛生檢驗局(APHIS)和環境保護局(EPA)，并參照當時存在的一系列法律，如《食品、藥品和化妝品法》《植物害蟲法》《有毒物質控制法》等；2004年，美國國立衛生研究院成立了國家生物安全科學顧問委員會，加強對包括合成生物學在內的科研成果進行監督和管理；2010年《高致病性病原體的管理辦法》指出，有功能的DNA病毒，無論是天然的還是人工合成的，均納入監管體系[78]；2012年《美國法典》明確規定，人工合成基因序列達到與天花病毒85%相似性，即屬故意合成、制造天花病毒[79]；2018年，美國通過了更為嚴格的《出口管制改革法案》，對包括合成生物學在內的新興技術進行集中管制。在政策層面，2010年，美國發布了《合成雙鏈DNA 供應商篩選框架指南》，對合成雙鏈DNA的供應商進行規范，避免有人惡意獲得有風險的毒素或制劑等[80]；同年，生物倫理問題研究總統委員會(PCSBI)審查了與合成生物學有關的倫理問題，產生的報告《新方向：合成生物學和新興技術的倫理》提出了18項建議，主要建議是“聯邦政府開始協調和監督所有聯邦機構在合成生物學領域的工作”，且報告作者“不建議需要設立其他機構或監督機構來監督合成生物學，但建議政府保持對科學進步的了解，并對公眾的潛在利益和風險保持前瞻性”[81]。2012年出臺《生命科學兩用性研究監管政策》，2014年出臺《科研機構生命科學兩用性研究監管政策》，同時制定了一系列的安全指南和監管措施，從病原體管理、科研人員管理、科研機構管理、DNA篩查等方面，全面確保包括合成生物學在內的前沿生物技術的健康發展[82]；雖然美國為更新合成生物學的監管框架已做出很多努力，但是有些政策出臺時間較長，對于新興技術的管理相對滯后。

歐盟針對合成生物學沒有專門立法，認為合成生物學也是DNA重組技術，對其監管基于GMOs監管框架，參照《轉基因生物管理條例》，并制定了一系列指令，如第90/219/EEC號指令、第90/220/EEC號指令等，涵蓋了基因工程領域全過程，如研發注冊、運輸及安全使用等，同時強調科學界需要制定自律行為準則[83]，此外，歐盟也極其重視出口管制，出臺的法規也明確規定了危險性生物材料的運輸和處置等。雖然頒布了很多條例和指令，但是歐盟的監管較為分散，各個締約國還需要制定符合本國國情的制度。

日本、澳大利亞與歐盟的監管體系類似，均沒有專門立法，都是基于GMOs監管框架規范合成生物學。針對前沿生物技術，日本出臺了《管制轉基因生物使用、保護與持續利用生物多樣性法》和《重組DNA實驗指南》，明確規定基因修飾過的生物，若在日本進行研發必須獲得審批許可。

澳大利亞于2000年出臺了《基因技術法》，根據研發活動的性質和風險程序進行監管；2015年出臺了《生物安全法》，通過風險評估及等級，重點監管高風險物質，以確保國家的生物安全。

以色列雖未專門立法，但是成立了生物安全委員會、機構安全委員會、生物倫理委員會和動物實驗委員會，全面規范包括合成生物學的生物技術的研發與應用，而且國家安委會定期審查，并頒布了一系列配套的法律法規，如《醫療、生物和化學實驗室安全監督令》和《動物試驗法》等[84]。

針對生物防御問題，《禁止生物武器公約》明確規定禁止發展、生產和存儲生物武器，并一律銷毀[85]。美國頒布的《涉及重組DNA研究的生物安全指南》和《合成雙鏈DNA供應商篩選框架指南》，規定對DNA合成的訂單，要求進行客戶篩選、序列篩選和后續篩查。這些監管不僅依靠企業本身，還需要政府的強制參與。2018年，美國發布《合成生物學時代的生物防御》報告，首次評估了生物防御的必要性，分析了合成生物學潛在風險的威脅，并介紹了具體措施。英國也于2018年出臺了《英國生物防御戰略》，提出面對生物威脅時采取的措施[86]。日本于2019年出臺了《生物戰略2019》，推動前沿生物技術的發展，并提出要重視生物技術潛在的風險及威脅。

4.2 我國對合成生物學的監管

雖然目前我國合成生物學研究從基礎到應用、從技術到工程均還處于起步階段但發展迅速(圖2)[87-90]，我國已在上海、天津和深圳等地建設科研基地[91]，其中天津大學在2018年10月獲批了合成生物學前沿科學中心，是教育部批復建設的首批6個前沿科學中心之一，旨在建設成為具有國際“領跑者”地位的創新中心。2019年度國家重點研發計劃合成生物學重點專項立項30項。針對合成生物學可能存在的風險及生物安全問題，我國政府及學術界高度重視并多次開展相關研討會，如香山會議、“三國六院”會議及東方論壇等，我國對合成生物學的監管，還處在制定和逐步完善相關法律法規條例等階段[2,92]。

圖2 我國合成生物學研究的代表性進展Fig.2 Representative advances in synthetic biology research in China

針對生態安全問題，目前主要參照基因技術和轉基因生物管理規范[93]，如《基因工程安全管理辦法》《農業生物基因工程安全管理實施辦法》《農業轉基因生物安全管理條例》《農業轉基因生物安全評價管理辦法》《農業轉基因生物(植物、動物、動物用微生物)安全評價指南》及一系列檢測標準。此外，為了確保前沿生物技術的健康有序發展，2017年，科技部出臺了《生物技術研究開發安全管理辦法》[94]，其中對風險等級及法律責任等進行了規范；2018年，科技部將“合成生物學”列為“國家重點研發計劃”的重點專項，其中涵蓋合成生物學的倫理、法規政策監管框架的研究；2019年，國家衛健委頒布了《生物醫學新技術臨床應用管理條例(征求意見稿)》，將合成生物學列為高風險生物醫學新技術，并提出臨床研究分級管理；2019年，科技部頒布《生物技術研究開發安全管理條例(征求意見稿)》，提出“高風險、一般風險、低風險”的分級管理，并建立風險防控系統，明確了法律責任。雖然我國制定了一系列的規范制度，轉基因的監管政策也暫時適用于合成生物學，但是隨著DNA合成、基因編輯、基因驅動這些跟合成生物學密切相關的技術的發展，對合成生物技術的監管也將提出更高的要求。2020年，全國人大常委會出臺了《生物安全法》，健全風險防控機制并建立應對制度，為未來合成生物學的監管提供了明確的法律依據。

針對生物防御問題，我國于1984年加入《禁止生物武器公約》，嚴格履行該公約的義務及責任；2015年，全國人大常委會頒布了《中華人民共和國反恐怖主義法》[95]，明確指出，我國反對一切形式的恐怖主義，對于可能引起生物恐怖襲擊或制造生物武器的組織機構活動等進行嚴格監管。

針對倫理問題，我國于2003年和2015年，分別頒布了《人胚胎干細胞研究倫理指導原則》和《干細胞臨床研究管理辦法(施行)》，明確了生物技術研發和應用中應當遵守的一些行為準則，合成生物學的研發也應遵循這些原則和辦法。我國于2020年成立國家科技倫理委員會，明確生物技術中的“有所為，有所不為”的倫理邊界，以避免類似基因編輯嬰兒事件的發生。

4.3 《生物安全法》的出臺為我國合成生物學的管理制定了框架

《生物安全法》是我國第一次制定的帶有基礎性、全局性的生物安全領域的法律，作為一部框架法，只規定基本的原則和要求?！渡锇踩ā返某雠_，對合成生物學的監管提供了有力的法律依據[6]。在第四章《生物技術研究、開發及應用安全》、第五章《病原微生物實驗室生物安全》和第七章《防范生物恐怖襲擊與生物武器威脅》中，明確規定了基本原則及要求，并健全了風險防控及應對制度。該法指出從事生物技術研發應當符合倫理原則，遵守國家生物技術研究開發安全管理規范，對于研發過程強化管理，根據高、中及低風險程度進行分類管理，并需要依法取得批準或進行備案；涉及生物因子操作的實驗室建設與管理，均參照病原微生物實驗室的規定；由國務院有關部門制定、修改及公布可被用于生物恐怖襲擊及制造生物武器的生物體、設備及技術等清單，并加強管理，國家采取一切必要措施防范生物恐怖與生物武器。在第九章《法律責任》中，該法明確了責任追究制度及各類處罰制度。針對從事生物安全管理的工作人員，如果有玩忽職守等違法行為，依法給予處分；針對生物技術研發與應用，若違反規定，從事國家禁止的活動，將沒收相關物品并罰款100萬～1 000萬元，同時在一定期限內禁止從事相應的研發與應用；針對沒有遵守國家生物技術研究開發安全管理規范的，給予警告并罰款2萬～20萬元，若不改正或造成嚴重后果的，則罰款20萬～200萬元；針對違規從事病原微生物實驗活動的，給與警告、撤職或開除；實驗后的動物若流入市場，將沒收違法所得，并罰款20萬～100萬元；非法購買、引進或持有特殊生物因子的，將沒收違法所得，并罰款10萬～100萬元；若構成犯罪，依法追究刑事責任，造成財產、人身或其他損害的，依法承擔民事責任；若有本法沒規定法律責任的其他生物安全違法行為，則參照其他有規定的法律法規；如運輸、攜帶或郵寄危險生物因子入境的，依法追究法律責任并可以采取其他必要措施。我國合成生物學雖然起步較晚，但是發展迅速，《生物安全法》的出臺將促進合成生物學相關的監管立法。

5 加強我國合成生物學監管的建議

5.1 在法律層面推進和落實合成生物學風險的預防及管控

《生物安全法》是我國第一部基礎性、全局性的生物安全領域的法律，作為一部框架法，它只規定基本的原則和要求，而且很多制度都是第一次出臺，因此，其頒布會帶來一系列相關的法律法規的修訂和制定，這需要有關部門盡快研究和完善，包括相關國務院的條例、地方行政法規和部門規章、技術規范以及指南等，以營造法律實施環境。因此，作為前沿生物技術的合成生物學的具體管理方案也將進一步由相關部門制定。我國合成生物學發展剛剛起步，有針對性的、高效力的管理體系尚待建立，為了更好地推進及落實《生物安全法》，為了促進我國合成生物學理性發展，還需要做到以下6個方面[96-101]：

1)成立研究和應用風險評估中心。以合成生物學家為主，加上生態、社會、倫理領域專家組成評估專家組，建立完善的合成生物學風險評估體系和框架，對研究和產品可能造成的風險和危害進行全面評估，當結果不樂觀或存在不確定性時，需要暫停，預防風險發生。建立一個相對簡單又可以持久使用的框架是有價值的?？蚣苁墙馕霾粩嘧兓纳锛夹g格局的寶貴工具；使用框架有助于識別瓶頸和障礙，并有助于開展工作以監控能夠改變可能性的技術和知識進展；框架能夠使專業技術專家以及輔助領域(如情報和公共衛生)的專家均參與進來?？蚣苄枰ê铣缮飳W發展的能力和關注度。能力主要分為3個方面：與病原體有關的能力、與化學物質或生物化學物質生產有關的能力、與能夠改變人類宿主的生物武器有關的能力。每種具體的能力相較于其他能力在增加或減少危害的可能性的4個方面需要被反復評估進而進行能力相關進展關注度的排序，這4個方面包括：技術的可用性、作為武器的可用性、對行為者的要求和消減的可能性。評估機構不僅需要對每種能力進行單獨分析，確定趨勢和關鍵考慮因素，還要考慮未來可能影響能力和關注度的科學進展，也就說是評估結果會隨著知識技術的進步而變化，一些惡意的應用現在看起來似乎不太現實，但如果克服了某些障礙，就有可能實現，所以需要密切監控潛在的進展[99]。目前需要引起相對最高關注度的能力包括重構已知致病病毒、通過原位合成制造生物化學物質以及利用合成生物學使現有細菌更加危險。這些能力所需的技術和知識對于廣泛的行為者來說越來越容易獲得。消減與這些能力有關的攻擊能力取決于現有的應對措施(如抗生素或疫苗)對所使用的生物劑的有效性。引起較低相對關注度的能力包括重構已知致病細菌和制造新病原體，從設計和實施的角度來看，這些能力面臨重大挑戰，且抗生素和其他治療劑可用于抵抗許多細菌性病原體，設計新病毒需要克服與宿主共同進化的約束障礙。利用人類基因驅動得到最低的關注度，因為利用有性繁殖來實現基因驅動在人群中傳播是不切實際的[101]。

2)建立相應的協調機制。《生物安全法》已建立了國家安全領導機構統籌協調的機制，國家安全領導機構應統籌相關部門，分工協作，在各省市建立相應的協調機制，形成嚴密的合成生物學風險管控網絡。同時借鑒國內外最新研究進展并結合我國國情，形成國家層面的科學規劃及統籌布局，制定學術研究計劃和成果轉化目標。

3)修訂和完善現有法律法規及相關文件政策。雖然《生物安全法》中明確生物技術研發與應用中，要求過程嚴格管理、實行分類管理、中高風險需獲得批準或備案，但不同的前沿技術具體怎么管理、如何進行分門別類判斷以及如何申報等還需明確；而且隨著合成生物學的發展，新的問題不斷涌現，應該及時修正完善相關法律法規和制度條例，地方也應及時更新和建立配套的監管措施。對于可制造生物武器的生物體、技術等清單應及時更新，并建立長期的跟蹤及更新機制；及時更新我國的出口管制清單，對于合成生物學相關的國際訂單進行嚴格管控，尤其是可能制造生物武器與生物恐怖襲擊的貨物和技術服務。對合成生物體的買家及供應商進行監管，買家可能是科研單位、制藥或農業型的企業集團、公司，也可能是個人愛好者、少數邪教團體等；供應商可能是參與合成生物體設計、合成的公司，也可能是進行產品測試的公司等，為了預防與防范一切可能的因素，應該對其嚴格規定[100]。從病原體管理、DNA篩查、研究人員管理、研究機構管理和研究活動管理等全方位實行對合成生物學的監督和管理。

4)制定完善的應急措施及獎懲方案。合成生物學的研發與應用涉及多個部門，如農業、醫藥、環境等，在缺乏對照生物體的情況下，鼓勵使用有安全記錄的轉基因生物作為參照來評估風險，及時更新風險評估辦法并調整相應的監管政策，將監管重點放到阻遏戰略上，同時制定相對完善的緩解措施和應急措施，以防止合成生物體逃逸或被有意釋放[101]；由于生物合成成本的降低，鼓勵科技創新的同時，也設立獎懲方案，嚴禁違規違法。

5)完善專家評審制度和安全審查制度。組建跨學科領域的專業評審隊伍，對合成生物安全問題和倫理問題進行審查，對生產和科學研究中有關制造商和研究人員的行為進行規范。對涉及DNA序列合成、有敏感數據的項目及文章等進行嚴格評審；對基因合成公司加強管理，如制定強制性登記制度及許可證制度，合成的DNA片段超過200個堿基就必須通過審核；獲得審批的項目還需要通過安全審查，防范和避免生物安全風險。

6)建立實驗室安全守則并加大生物安全科普宣傳力度。建立科研院所、高校等科研機構和DNA合成及測序相關公司的實驗室安全守則，加強合成生物學相關人員的安全教育培訓和道德培訓，并在本科生及研究生中開展此類課程。同時建立專門的合成生物學科普平臺，通過傳統媒體、新興媒體等方式對合成生物學的研究進行全面、客觀、公正的報道，宣傳政策法規，正確引導公眾正確看待合成生物學的安全風險和倫理問題，了解合成生物學的完整監管體系，從而提高社會公眾的接受度及增強全民的生物安全意識。另一方面加強大眾普及教育，有利于發揮公眾監督作用，從而促進監管體系的完善和合成生物學的良性發展。

5.2 在技術層面加強和促進合成生物學風險的預防及管控

利用合成生物學的有益應用進行應對措施的研究和開發，以及相應的促進包括監管的整個開發過程的努力是有價值的，和利用法律法規等制度來監管合成生物學的安全發展互相補充。發展這些技術用于應對合成生物學帶來的生態安全方面的挑戰和解決合成生物學帶來的生物防御方面的挑戰。

合成生物體逃逸或被有意釋放到自然環境中后，為了預防和防范其對生態系統的影響，必須阻止合成物種與野生物種間的代謝交叉和遺傳交叉，可以采取以下2種措施：一種是讓它容易被識別和跟蹤，比如像Venter一樣，給這些改造生物的基因組上面添加獨特的合成DNA序列，即“水印”或“條形碼”，很容易就分辨出哪些是人造生物，哪些是自然生物，但是有效的“水印”應具有以下特點：不影響合成生物體的表型、對基因突變有抵抗性、可被識別和回收、每個實驗室擁有自己獨特的水印、對惡意攻擊有抵抗力[102]；另一種是設計“自殺開關”或特異性遏制(改變代謝途徑，不能合成生存所需的化學物，而且這種化合物只存在于受控環境中)[103]，讓它們在自然環境下沒有生存優勢，釋放之后難以存活。

目前，各國對于合成生物體的環境釋放非常嚴格，如果要釋放到自然環境中，首先要對改造生物體進行適當的前瞻性研究，充分了解其危害性、潛在威脅和不確定性；在實驗室階段需要評估人工改造基因的功效及安全性，確?；蚰芊€定遺傳，沒有脫靶效應等，盡量減少人工改造生物體對其他自然生物的影響；再開展封閉的初步的小群體的現場試驗，盡量減少意外風險；并且需要長期對周邊環境樣本取樣，及時檢測并記錄其對環境的影響[68]。

此外，需要進一步開發技術并提高篩查能力和監測能力，研發專門的必要工具對可能存在安全問題的各種制劑及DNA片段等進行篩查，如對從多家公司訂購的較小序列的組合進行篩選，同時建立私密數據庫平臺，將人工合成DNA片段的所有訂單相關信息(如DNA來源、目的、客戶信息等)匯總到一起，便于執法部門快速地搜查并及時追蹤。除了篩查DNA序列，還需要對客戶進行篩選，確?？蛻襞c生物武器、恐怖主義等完全不相關[102]。實時監測和預警是實現生物安全防御的第一步，通過開發生物檢測、現場調查、現場快速檢測等技術提高監測能力，預計合成生物學和其他技術將有助于開發出新的生物學異常檢測方法、新的診斷工具和新的治療方法，從而補充和加強現有的生物安全監控和防御工具。

為了解決合成生物學帶來的生物防御方面的挑戰，建議探索以下領域：(1)加強和擴展流行病學方法：監測和數據搜集能力的開發將增強檢測異常癥狀或疾病異常模式的能力，助力于后果管理；(2)利用計算方法進行消減：合成生物學越來越依賴計算設計和計算基礎設施，所以計算方法在預防、檢測、控制和歸因方面將變得更加重要；(3)利用合成生物學推動檢測、治療藥物、疫苗和其他醫療應對措施的研發[101]。

6 結語與展望

單從后果來看，新興技術都存在一定的不確定性，無法準確預測技術發展的走向。有益生物學研究或開發所需的大量科學知識、材料和技術可能會被濫用。但是防止這種情況的發生極具挑戰性，因為科學界依賴獲取出版物、基因序列和生物材料來推動科學的發展及重現其他科學家的成果，以驗證發現并在此基礎上加以發展。生物技術呈現出“兩用性困境”，合成生物學是這種困境的一部分：例如合成病原體的技術既可以用于制藥、開發新的疫苗，也可以用以制造生物武器，這就具有很大的風險。當風險發生的概率無法通過理論、經驗或結合二者來估計來預測時，就會產生風險的不確定性[103]。合成生物學作為新興前沿生物技術，是生物安全的重要內容，也是維護生物安全、防范風險的關鍵。合成生物學目前處于發展的初級階段，其研究的主要內容僅限于構建元件、功能模塊以及調控回路等。所謂的合成生命，也主要是對病毒、酵母等低等生物基因組的人工合成，而在植物和動物中的研究工作剛剛起步。我國的合成生物學研究雖尚在起步階段，但相關支撐技術如基因組測序、全基因合成、生物信息學等，都有良好的基礎。隨著合成生物學的發展，諸多問題將逐漸暴露。我們對這些問題進行研究，正確評估合成生物學技術，是為了及時制止其向有害的方向發展，鼓勵支持有益方向的研究，引領合成生物學在可預見的范圍內向促進人類社會進步的方向發展。未來合成生物學仍會在人類對它的不斷爭論中繼續前進。合成生物學是一把雙刃劍，它是否傷人終究取決于握著劍柄的人類。

合成生物學引發的安全問題的思考并不是全新的，很多問題與之前基因工程面臨的問題如出一轍，因此，完全可以根據合成生物學的具體應用情況，制定行之有效的管理措施?！渡锇踩ā返某雠_，為我國的生物安全筑建了穩固的防線，但生物安全尚屬于新興領域，合成生物學技術的發展也日新月異，以歐美等合成生物學發達國家為借鑒，并結合我國自身發展情況，及時制定、更新及完善合成生物學的監督管理政策，方能更好地推進和落實《生物安全法》的實施，維護國家生物安全，促進未來合成生物學乃至生物學領域的健康發展。我們有理由樂觀地認為，通過對生物技術能力的持續監控以及對生態安全、生物防御的戰略性投資，我國可以在促進合成生物學技術取得富有成效的進步的同時最大限度地降低這些進步被用于造成傷害的風險。