編織“生命”

6月16日，由多名院士發(fā)起，依托國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、科研院所和知名企業(yè)等組成的生物醫(yī)藥未來產(chǎn)業(yè)（長三角）創(chuàng)新聯(lián)合體在江蘇南通揭牌成立。

在上海張江生物醫(yī)藥創(chuàng)新引領(lǐng)核心區(qū)，新藥接連上市：和記黃埔醫(yī)藥的一類新藥呋喹替尼，這是首個(gè)國內(nèi)自主研發(fā)的抗腫瘤新藥；再鼎醫(yī)藥的尼拉帕利，這是全球第一個(gè)獲批的適用于所有鉑敏感復(fù)發(fā)卵巢癌患者的PARP（DNA修復(fù)酶）抑制劑；君實(shí)生物的一類新藥重組人源化抗PD-1（一種抑制劑）單克隆抗體，這是首個(gè)上市的國產(chǎn)PD-1產(chǎn)品……

東南大學(xué)蘇州醫(yī)療器械研究院實(shí)驗(yàn)室里，兩種規(guī)格的器官芯片分別有U盤和硬盤大小，芯片里包含很多“小通道”“小房間”，如同微型迷宮。“器官芯片可以替代動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，在新藥研發(fā)、個(gè)性化醫(yī)療和航天醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。”東南大學(xué)蘇州醫(yī)療器械研究院常務(wù)副院長葛健軍說。

小芯片內(nèi)藏“數(shù)字生命”，3D“打印”器官組織，新藥連創(chuàng)全國甚至全球第一，長三角未來健康產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場景豐富，發(fā)展前景廣闊。

工業(yè)和信息化部等七部門2024年1月聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于推動(dòng)未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》提出，在未來健康領(lǐng)域，要加快細(xì)胞和基因技術(shù)、合成生物、生物育種等前沿技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，推動(dòng)5G/6G、元宇宙、人工智能等技術(shù)賦能新型醫(yī)療服務(wù)，研發(fā)融合數(shù)字孿生、腦機(jī)交互等先進(jìn)技術(shù)的高端醫(yī)療裝備和健康用品。

“保障人民健康是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要長時(shí)間持續(xù)努力。作為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)，生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)既是保障人民健康的基石，也是驅(qū)動(dòng)醫(yī)療科技創(chuàng)新的關(guān)鍵。”原衛(wèi)生部副部長、原國家食品藥品監(jiān)督管理局局長邵明立說。

用眼睛“測量”腦健康

打開應(yīng)用程序，用6分鐘完成3組小任務(wù)，通過上海織生科技有限公司（以下簡稱“織生科技”）首創(chuàng)的AI攝像頭眼動(dòng)追蹤技術(shù)，結(jié)合“眼動(dòng)數(shù)字生物標(biāo)記物”參數(shù)，就能評估受評者的認(rèn)知功能，判斷其罹患認(rèn)知障礙的風(fēng)險(xiǎn)。

“這是一項(xiàng)全新技術(shù)，它就像測量腦健康的溫度計(jì)、血壓表，使用也和測體溫、量血壓一樣簡單、方便。”織生科技創(chuàng)始人葉劍鋒告訴《瞭望東方周刊》，該技術(shù)對于阿爾茨海默病（老年癡呆癥）的鑒別準(zhǔn)確度高達(dá)93%。

“基于我們的核心技術(shù)，公司正在逐步研發(fā)各年齡段人群的腦健康檢測產(chǎn)品：針對幼齡兒童的自閉癥篩查產(chǎn)品、針對小學(xué)生的多動(dòng)癥評估產(chǎn)品、針對初中以上群體的抑郁癥評估產(chǎn)品、針對60歲以上老年人群的認(rèn)知障礙評估產(chǎn)品。”葉劍鋒介紹。

以阿爾茨海默病為例，目前我國已確診的患者將近1000萬，如果將此病的前驅(qū)期——輕度認(rèn)知障礙也包括在內(nèi)，我國認(rèn)知障礙高風(fēng)險(xiǎn)及患病人群的數(shù)量接近5000萬大關(guān)。并且伴隨人口老齡化和平均壽命的提升，風(fēng)險(xiǎn)人群的數(shù)量正在不斷快速攀升。

“大多數(shù)患者到醫(yī)院初次就診時(shí)，已處于病程中后期。識別早期患者并提供有效干預(yù)，對患者、家庭以及整個(gè)老齡化社會(huì)都有重要意義。”葉劍鋒說。

傳統(tǒng)上，醫(yī)院判斷患者有沒有罹患阿爾茨海默病主要靠生物標(biāo)記物檢測和行為學(xué)評估。一系列因素導(dǎo)致生物標(biāo)記物檢測的落地相對困難，具體包括：檢查價(jià)格不菲、不少基層醫(yī)院無相關(guān)設(shè)備、老年人對創(chuàng)傷性檢測比較抗拒。

行為學(xué)評估方面，大部分醫(yī)院主要通過幾十年前西方設(shè)定的臨床量表去做檢測，受到受評者的年齡、學(xué)歷等影響，檢測結(jié)果不夠精準(zhǔn)。

“所以，一個(gè)兼具客觀性、準(zhǔn)確性和便捷性的診斷工具是阿爾茨海默病防治的當(dāng)務(wù)之急。”織生科技聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO戴翊鈞告訴《瞭望東方周刊》。

2020年，織生科技成立于上海，公司團(tuán)隊(duì)成員來自法國頂尖的神經(jīng)研究所以及愛丁堡大學(xué)等院校。

為精準(zhǔn)捕捉受評者的眼球變化，織生科技構(gòu)建了一個(gè)包括攝像頭、3D頭部模型和瞳孔的五維坐標(biāo)系，通過專門化數(shù)據(jù)集訓(xùn)練模型，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的眼動(dòng)追蹤和注意力位點(diǎn)的預(yù)測。其推出的“視線追蹤算法模型”，可以讓任何一部智能設(shè)備都能具備“眼動(dòng)追蹤”功能，且達(dá)到臨床級應(yīng)用的精度（位置精度達(dá)到直徑1cm以內(nèi)），相關(guān)技術(shù)參數(shù)國際領(lǐng)先。

打開應(yīng)用程序，用6 分鐘完成3組小任務(wù)，結(jié)合“眼動(dòng)數(shù)字生物標(biāo)記物”參數(shù)，就能評估受評者的認(rèn)知功能，判斷其罹患認(rèn)知障礙的風(fēng)險(xiǎn)。

“使用眼球追蹤做阿爾茨海默病早篩，結(jié)論比量表精準(zhǔn)，不需要特殊設(shè)備，僅用普通攝像頭就能完成，檢測效力大大提升，特別適合基層醫(yī)院。”戴翊鈞說。

“除了阿爾茨海默病，眼動(dòng)追蹤技術(shù)在帕金森病、注意力缺陷多動(dòng)障礙和孤獨(dú)癥篩查等領(lǐng)域的效果都非常顯著。”葉劍鋒說，“人際交流中，眼部是一個(gè)重要信號區(qū)，而孤獨(dú)癥兒童的特點(diǎn)就是避開對方視線。我們設(shè)計(jì)了包含社交場景的視頻，分析兒童看這段視頻時(shí)眼睛聚焦的視頻區(qū)域、在人臉區(qū)域的停留時(shí)長等技術(shù)參數(shù)，作為孤獨(dú)癥診斷的重要客觀指標(biāo)。”

2022年2月，織生科技完成首輪融資，投資方為諾庾資本。“織生科技的眼動(dòng)追蹤技術(shù)模型是阿爾茨海默病早篩的革命性突破。”諾庾資本管理合伙人楊志文告訴《瞭望東方周刊》。

在《上海打造未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高地發(fā)展壯大未來產(chǎn)業(yè)集群行動(dòng)方案》中，“打造未來健康產(chǎn)業(yè)集群”的部分重點(diǎn)提到腦機(jī)接口、生物安全、合成生物、基因和細(xì)胞治療四個(gè)方向。

“對未來健康產(chǎn)業(yè)的企業(yè)來說，歷史性發(fā)展機(jī)遇期已經(jīng)到來。”葉劍鋒說，“具體到織生科技，運(yùn)用AI深入理解人類大腦，現(xiàn)在還是第一步，我們要在這條道路上繼續(xù)努力。”

用“打印”創(chuàng)造器官

一臺特殊的“打印機(jī)”，可以“打印”出人體皮膚、骨骼、血管，甚至“打印”復(fù)雜的器官，如心臟、肝臟組織。

長期以來，器官缺損和腫瘤治療是全人類共同面臨的兩大健康問題。人工制造出生物活性組織，用于緩解器官移植供體不足問題，或用于腫瘤藥物的精準(zhǔn)評價(jià)，這是全球相關(guān)科學(xué)家追求的理想。

“生物3D打印技術(shù)，就是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，通過精密的‘打印’，將生物材料、細(xì)胞和生長因子等按照預(yù)設(shè)的3D結(jié)構(gòu)逐層堆疊，將原本液態(tài)的材料和細(xì)胞混合物變成具有特定形狀的固體，這種固體模擬了真實(shí)器官或組織的形態(tài)和性能。”賽箔（上海）智能科技有限公司（以下簡稱“賽箔生物”）首席科學(xué)家、聯(lián)合創(chuàng)始人湯忞告訴《瞭望東方周刊》。

湯忞在世界頂級期刊上發(fā)表了十多篇組織工程及生物打印相關(guān)論文，對生物3D打印技術(shù)有深刻見解。“在生物3D打印的基礎(chǔ)理論研究方面，近五年來，多國科學(xué)家在不同領(lǐng)域取得多項(xiàng)進(jìn)展。例如，2019年發(fā)表了有可交換氧氣的肺泡血管網(wǎng)絡(luò)模型、心臟模型；2020年我們團(tuán)隊(duì)發(fā)表了腫瘤免疫微環(huán)境模型等。”湯忞介紹，“這一技術(shù)得到實(shí)際應(yīng)用，將對人類健康發(fā)揮巨大貢獻(xiàn)。”

賽箔生物成立于2020年12月，2021年8月完成天使輪融資。融資主要用于推進(jìn)高通量/大畫幅光固化3D生物打印機(jī)、生物墨水和體外模型產(chǎn)品的研發(fā)。

“作為一家科創(chuàng)公司，我們的研發(fā)投入遠(yuǎn)超企業(yè)收入。”湯忞說，“我們認(rèn)為不能依賴外部資本來維持企業(yè)運(yùn)營，一定要培育自身盈利能力。而當(dāng)下能夠較快獲得收入的主要是藥敏試驗(yàn)，因此過去幾年我們做了很多藥敏試驗(yàn)。后來，我參加復(fù)旦科創(chuàng)企業(yè)家營的面試，由于我對生物3D打印的介紹一直聚焦于藥敏試驗(yàn)，一位導(dǎo)師提出疑問，為什么我很少提及更具想象力的再生醫(yī)學(xué)？導(dǎo)師的話觸動(dòng)了我，因?yàn)槲业某跣木褪峭渡碓偕t(yī)學(xué)。”

“現(xiàn)在，我們把生物打印作為公司的研發(fā)和市場重點(diǎn)。通過團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)制造的光固化生物3D打印機(jī)，可以將醫(yī)院所提供的癌癥患者的腫瘤組織打印成上百個(gè)微組織模型，利用這些微組織，我們可以對多種診療方案進(jìn)行比較性試驗(yàn)，幫助臨床醫(yī)生選擇最佳治療方案，避免患者因治療方案不理想而承受更多痛苦，同時(shí)也能降低患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。”

目前，賽箔生物已經(jīng)研發(fā)制造出全球領(lǐng)先的光固化生物3D打印機(jī)及品種齊全的光敏生物墨水，同時(shí)布局了肺癌、腸癌、腦膠質(zhì)瘤等腫瘤組織產(chǎn)品以及人造皮膚、人造角膜等再生組織產(chǎn)品的研發(fā)管線。

“目前，公司研發(fā)制造的生物3D打印設(shè)備及生物耗材產(chǎn)品，正處于快速產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程中。”湯忞說，“有上海的政策支持和長三角地區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈配套，我們對產(chǎn)業(yè)的未來很有信心。”

“生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)是上海重點(diǎn)發(fā)展的三大先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一，加快建設(shè)具有全球影響力的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新高地，是上海建設(shè)國際科技創(chuàng)新中心的重要內(nèi)容。上海將進(jìn)一步完善生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)全鏈條創(chuàng)新發(fā)展政策。”上海市科委主任駱大進(jìn)說。

“智”造合成生物

“2014年我們在成都參展的時(shí)候，展位還會(huì)被眾人圍觀，那時(shí)候大家不了解酶是做什么的。”寧波酶賽生物工程有限公司（以下簡稱“酶賽生物”）創(chuàng)始人及總裁呂震林告訴《瞭望東方周刊》。

“酶是由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物，大部分為蛋白質(zhì)。工業(yè)制造領(lǐng)域經(jīng)常需要使用催化劑，目前多為非生物催化劑，如銅、鎳、鉬、鉻等金屬及其化合物，非生物催化劑可能造成嚴(yán)重環(huán)境污染，甚至引起中毒。與之相比，酶在反應(yīng)條件、反應(yīng)速率、選擇性等方面都有優(yōu)勢。”呂震林說，“在全球碳達(dá)峰、碳中和背景下，酶催化技術(shù)可以改變很多傳統(tǒng)化學(xué)技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的問題，更高效、更綠色，使用酶催化劑是大勢所趨。”

酶賽生物共同創(chuàng)始人黃勇開是新加坡國立大學(xué)藥物化學(xué)博士，先后參與過默克、諾華等跨國制藥公司的80余個(gè)酶法項(xiàng)目。2012年，他在寧波科協(xié)舉辦的“海智寧波行”中尋找到新賽道，在2013年共同組建了酶賽生物。

“市場對于規(guī)模生產(chǎn)的工業(yè)酶需求很大，但放眼全球，眼下能深度工程化改造酶并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化綠色生產(chǎn)，還能提供酶定向進(jìn)化服務(wù)的企業(yè)很少。深耕酶市場，我們團(tuán)隊(duì)十多年累計(jì)開發(fā)了百余個(gè)酶法項(xiàng)目，申請了14項(xiàng)國際專利，在酶催化領(lǐng)域積累了豐富的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)。”呂震林說。

“大部分看好未來產(chǎn)業(yè)的科創(chuàng)公司都深諳‘互聯(lián)網(wǎng)思維’，凡事拼速度、比融資。但是打造一個(gè)全新的技術(shù)平臺必須要有耐心，我們堅(jiān)持坐冷板凳搞研發(fā)，終于搭建起的兩大底層技術(shù)平臺——BioEngine? 酶定向進(jìn)化平臺和 BioNavigator? 酶虛擬技術(shù)平臺，使用生物物理的能量計(jì)算與生物信息分析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)酶工程的虛擬計(jì)算與進(jìn)化。”呂震林說，“通過創(chuàng)新，我們造出了此前不存在、但在工業(yè)應(yīng)用中產(chǎn)生關(guān)鍵作用的人工酶，并與我們的客戶保持長期合作關(guān)系。”

“我們所做的工作，是一種生物技術(shù)底層顛覆式的創(chuàng)新，對行業(yè)來說是革命性的。所謂革命性，指我們不去分蛋糕，而是自己做大了合成生物、生物‘智’造的蛋糕。”呂震林說。

一臺特殊的“打印機(jī)”，可以“打印”出人體皮膚、骨骼、血管。

如今，酶賽生物迎來加速發(fā)展期，獲寧波高新技術(shù)企業(yè)、寧波市工程（技術(shù)）中心等多個(gè)榮譽(yù)。公司客戶包括全球 Top20 藥企和全球Top10 精細(xì)化工企業(yè)。

酶賽生物是長三角合成生物產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的縮影。

從“人工”抗瘧疾藥物青蒿素到“人工”抗癌藥物長春花堿，從透明質(zhì)酸量產(chǎn)到膠原蛋白產(chǎn)業(yè)化，合成生物技術(shù)正在重構(gòu)人們的生活。中國工程院院士陳堅(jiān)介紹，合成生物學(xué)也稱工程生物學(xué)。簡言之，就是構(gòu)建一個(gè)自動(dòng)化的微型細(xì)胞工廠，通過設(shè)計(jì)改造天然的或者合成新的生物體來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)目的：一是揭示生命運(yùn)行的規(guī)律；二是變革生物體系的工程化應(yīng)用。作為生物制造的核心，合成生物發(fā)展前景廣闊。

近年來，對于發(fā)展合成生物產(chǎn)業(yè)，長三角各地政策東風(fēng)不斷：

2023年2月，浙江發(fā)布《關(guān)于培育發(fā)展未來產(chǎn)業(yè)的指導(dǎo)意見》，合成生物被列入優(yōu)先發(fā)展的九個(gè)快速成長的未來產(chǎn)業(yè)之一。同年9月，杭州發(fā)布《支持合成生物產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干措施》，這是全國地級（副省級）城市發(fā)布的首個(gè)合成生物專項(xiàng)政策。

2023年9月，上海發(fā)布《上海市加快合成生物創(chuàng)新策源打造高端生物制造產(chǎn)業(yè)集群行動(dòng)方案（2023-2025年）》，提出提升基礎(chǔ)設(shè)施和實(shí)驗(yàn)室能級、組建新型研發(fā)機(jī)構(gòu)、加強(qiáng)基礎(chǔ)與應(yīng)用研究等九項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)。

2023年11月，江蘇發(fā)布《關(guān)于加快培育發(fā)展未來產(chǎn)業(yè)的指導(dǎo)意見》，合成生物被列入加快培育的成長型未來產(chǎn)業(yè)之一。

2024年5月25日，合肥市生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)舉行。會(huì)上，《合肥市推進(jìn)生物制造產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)方案（2024-2026）》發(fā)布。

浙商證券研報(bào)顯示，合成生物學(xué)在醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、消費(fèi)、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。麥肯錫預(yù)計(jì)未來10-20年合成生物學(xué)的應(yīng)用可以給全球帶來每年2萬億-4萬億美元的直接經(jīng)濟(jì)影響。

“隨著AI技術(shù)、數(shù)據(jù)科學(xué)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，合成生物學(xué)的科學(xué)突破和技術(shù)應(yīng)用能為醫(yī)藥、能源、化工、環(huán)境、農(nóng)業(yè)、國家安全帶來更大的發(fā)展機(jī)遇。”上海市科委副主任朱啟高說。