全球生物产业的过去、现在与未来

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10月25日-31日,第十六届国际基因组学大会(ICG-16)在青岛自贸片区·中德生态园举行。

 

在《组学与全球生物产业:从科学发现到产业发展》主题板块,华大集团CEO尹烨就“全球生物产业的过去、现在与未来”发表主题演讲。

 

以下为演讲内容(略有删改):

 

全球生物产业的过去、现在与未来

 

尹烨

 
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我们先说技术,因为所有的产业都是从技术驱动。

 

所谓技术,就是过去异想天开,今天勉为其难,未来习以为常。某种程度上说,技术的迭代和演进,从IT到BT都是这样一步一步走过来的。

 

到今天为止,尤其是在过去一个世纪,让人类寿命可以大幅度提升,根本原因在于走进舞台中央的现代生物技术。

 

据不完全的统计,生物技术领域2020年收入高达5,258亿美元,未来5年复合增长率为9.1%。要知道很多时候全世界的GDP增长率也就1.2%,所以生物技术将毫无意外地成为撑起21世纪经济恢复的浪潮

 
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首先我们要致敬“地球之王”。谁是地球上的王?这个问题我答了很多遍。

 

微生物。

 

不仅仅是病毒,也不仅仅是细菌,而是所有的微生物群落,以一个星球化的方式,一起营造着我们人类的生境。它不仅仅是为人类营造了生境,更重要的是也像守护神一样地提醒我们,应该更多的去敬畏自然、保护自然、尊重自然。

 

这次的新冠疫情,给人类的教训已经足够多了。

 

人类是个极其好斗的物种,有史以来有记录的战争不可胜数,然而据历史和医学专家估计,和死于微生物和寄生虫感染的人数相比,死于人类之间自相残杀的人数至少低一个数量级。

 
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谈到微生物,从这里面可以看到一个产业,也是一个非常古老的生物技术——酿酒。我称之为“众神之礼”,这也是生物技术。这些产业已经历经了数千年,今天我们讨论“酒”,不仅仅只是一种饮料,它已经变成一种特定文化的载体,同时我们也在不断地去融入新一些新的科技去为之赋能。

 

酿酒产业是非常庞大的产业,并没有算进刚刚说的5,258亿美元当中。全世界的人们一年能喝多少酒呢?据统计,2020年酿酒产业规模达14,971亿美元,中国的GDP大约是100万亿,可想而知这是一个非常大的数字。酿酒产业未来5年的复合增长率大概有2%,其中啤酒占据行业产值的46%,白酒等蒸馏酒大概占到24%。

 
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微生物除了会帮我们酿酒,也能带来千古不灭的传染病。

 

比如说近年来的SARS、埃博拉、禽流感、MERS、寨卡、新冠……在这个过程中,就一定会催生出人类“防守”的过程,再从被动到主动,于是疫苗便诞生了。

 

人类的平均预期寿命从不足30岁提升到今天接近70岁,核心的“头号利器”是因为人类在一定范围内控制住了烈性传染病,疫苗是其中非常重要的“武器”

 

从北宋开始“种痘”防治天花的民间疫苗,到今天的现代疫苗,疫苗技术问世已有百多年。从19世纪80年代巴斯德开始研制疫苗,再到今天mRNA疫苗的问世,我们可以看到疫苗技术一直持续迭代并走在最前沿。

 

2021年预计疫苗行业的产值会达到1,300亿美元,这其中有非常大的贡献是来自于新冠疫苗的应用,大约有950亿美元。

 
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人类还有个很重大的发现——抗生素,这是人类和细菌之间的一场博弈。当然到今天为止,我认为人类还处于下风。

 

弗莱明在1928年无意间发现放线菌可以分泌抑菌的化合物,进而发明了抗生素,改变了人类和细菌博弈的力量对比。

 

当人类掌握了青霉素、链霉素、土霉素、红霉素、金霉素等抗生素的生产和使用之后,我们一度认为人类大获全胜,但是随着多重耐药菌的不断出现,人类慢慢地开始觉得束手无策了。如果今天人类还在单一地想通过抗生素去面对细菌的时候,我们更担心的是,在抗生素的道路上,人类是不是走的太过了……

 

比如说现在把抗生素大量地用在养殖业、畜牧业,我们甚至能从水中检测到氯霉素,这都是滥用抗生素的一个表现。

 

虽然人类曾经对天花、脊髓灰质炎等几种病毒取得了暂时性的胜利,但是我们从来没有战胜过任何一种细菌。未来我们如何跟细菌更好地相处,如何通过现代生物技术去抗感染、去保护人类,这会是下一个大的话题。

 

在今天的抗生素领域,2020年收入大概是467亿美元,未来5年的复合增长率是4.5%。其中,细胞壁合成抑制剂,也就是β-内酰胺类抗生素占据市场主导地位,大概有52.1%的市场份额。我们虽然发现了上万的抗生素,但真正可以被人类所使用的只有不到100种,大多数因为副作用太大,而退出历史舞台。

 
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近几年大家讨论更多的是“魔力子弹”,一种小分子靶向药物,精准地去“杀敌”。比如说大家所熟知的酪氨酸激酶抑制剂,像我们针对EGFR的一系列的易瑞沙等等,这些药物是目前肿瘤治疗的一个关键。

 

这些技术照进现实后,使得我们面对以恶性肿瘤为代表的复杂疾病不再束手束脚,使得“伤敌一千,自损两千”的悲哀疗法逐步得到解脱。

 

小分子靶向药物整体的产业规模在2020年收入达到了650亿美元,未来5年的复合增长率大概在12%。其中,美国市场贡献超过一半以上的份额。

 
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还有另一种生物制剂,它是一种精确制导的“生物导弹”,利用亲和免疫原理,效仿人体的B细胞、T细胞提供源源不断的“自动跟踪魔箭”

 

从最开始的多抗到单抗,从鼠源到嵌合再到人源,从单靶到多靶,从短期到长效,从孤军奋战到联合作战,它让人类面对复杂疾病的治疗愈发从容而精准。抗体药物不仅仅应用于肿瘤,还应用于自身免疫性疾病和复杂慢病。

 

2020年,抗体药物收入达到1466亿美元,未来5年的复合增长率是10%,有非常大的潜力。

 
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细胞的事情还得要细胞去解决。

 

在19世纪,施莱登和施旺提出了“细胞学说”,随后德国病理学家魏尔肖提出“所有的细胞都来源于先前存在的细胞”。今天我们也明白,要去解决细胞的问题,还得由一个细胞去解决,这其实就是PD-1、CAR-T、新抗原等免疫治疗技术。

 

今天突飞猛进的免疫治疗技术让我们见证了很多治疗奇迹的发生。比如最近刷屏的120万元一针的抗癌药,它在治疗一些像淋巴瘤或者血液肿瘤等癌症当中,确实发挥了很大的作用。当前最核心问题还是价格太贵,未来如何让成本下降,让技术普惠,这是免疫治疗所面临的一个大问题

 

免疫治疗领域2020年收入达856亿美元,未来5年复合增长率大概为14%。

 
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今天大家讨论的热点话题还有,干细胞到底有没有用?

 

目前,全世界还没有任何一个国家的药监局把干细胞当做药品使其获批上市,更多的是把它当成一种医学技术,或者是临床的应用技术,或者是临床早期的研究在使用。

 

当然,干细胞能够解决一些匪夷所思的医学问题,但它的核心问题是,我们还搞不清楚它对什么样的病有效,对什么样的病无效,这里面还是一个“黑箱”,而不是“白箱”。

 

但整体来讲,一粒细胞就可以看世界这个可以修复生命建筑的基本结构所蕴含的信息,是34亿年生命演化的奇迹。我们正在寻找让它恢复72变的方法,把球重新推回到沃丁顿的山顶。让细胞恢复到没有分化前的原始状态,这是现在科学家孜孜不倦想做的一个事情。

 

干细胞治疗领域整体的产业规模目前年收入还只有99亿美元,但未来的5年复合增长率达到10%,算是增速比较高的产业。

 
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说到这里,我不得不提到试管婴儿技术,我们称之为“数字化时代的送子观音”。熟知历史的人可能会对这个技术非常唏嘘。就像我刚才讲的,技术就是过去异想天开,今天勉为其难,未来习以为常。试管婴儿技术就是这样。

 

1978年,爱德华兹帮助第一例试管婴儿出生,他被骂成“恶魔”。到了2010年,300多万个孩子因这项技术而出生,包括他帮忙诞生的第一例女婴也顺利成为人母,他被授予了诺贝尔奖。从异想天开到习以为常,所谓技术,大抵如此。

 

所以对于新技术,我们要“让子弹飞一会儿”,才知道这个技术从长期来看对人类到底是一个什么样的状态。

 

在IVF领域, 2020年收入达到149亿美元,未来5年复合增长率会达到9.3%。

 

中国如今正在鼓励“三孩”政策,与此同时全世界男性的精子质量还在持续下降,所以我相信未来这个市场还会更大。

 
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最后要说到我们最熟悉的一个领域——基因即因。根据生命中心法则,所有事情都要从基因开始做,这就是大放异彩的基因组学技术。

 

基因领域注定成为生命科学和生物技术产业之王。围绕基因组技术的一系列突破,使得人类在破译生命密码的终极工作看到了星辰大海。

 

今年是人类基因组图谱草图发表20周年,是非常具有纪念意义的一年。1953年,沃森和克里克发现了DNA双螺旋的结构;1971年,吴瑞成功创建引物延伸法并进行DNA测序;1977年,桑格发明DNA双脱氧链终止法测序;1986年,Leroy E.Hood开发第一台半自动化测序仪;1999年,华大基因代表中国参与人类基因组计划;2003年,人类基因组计划完成……到今天,测序技术已突飞猛进。

 

1999年,由于华大几位创始人的努力,中国获准加入了国际人类基因组计划,并承担其中1%的工作,一直到2015年,华大开始逐一发布了从BGISEQ-500到DNBSEQ-T7等多款自主研发的高通量基因测序仪,使得今天市场上的玩家更多了,大家有了更多的选择,也使得测序这一个旧时王谢的堂前燕,已经可以飞到寻常的实验室。

 

基因组学技术领域2020年产业规模达213亿美金,未来5年复合增长率达到15.4%,这就是这个行业未来的潜力。

 
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如果生命是一门语言,当你开始能“读”的时候,你就一定会想着怎么去“改”,怎么去“创”。谈到“改”的问题,我们不免会谈到基因编辑和基因治疗。关于这方面的技术科学家们如履薄冰,因为其中涉及到技术问题、伦理问题、宗教问题、文化问题、法律问题等等,所以这是一个否定之否定,螺旋式的发展之路。

 

我认为对我们启发最大的还是CRISPR技术的发现,这是一个以自然为师的最好范例。人类苦苦追求的在基因组内的精准“查找替换”,竟然在古菌中找到了答案。

 

在基因编辑领域,2020年收入只有48亿美金,但是未来5年复合增长率会达到23%。自去年诺贝尔化学奖颁给了CRISPR Cas9基因编辑技术后,这意味着人类在读懂生命密码后,就一定会开始“改”“写”“创”。

 
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为什么说“21世纪是生命科学的世纪”?因为我们能看到的是,人类已经慢慢打破了从无机到有机的界限,我们即将来到合成生物学的美丽新世界

 

在今天,我们想要某种特定的化学物质,就没有必要用传统的方法去收取。比如青蒿素、辣椒素、番茄红素、白藜芦醇……我们可以通过合成生物学,把相关基因转嫁到可以为人类高效生产的载体,比如大肠杆菌、昆虫细胞或者是哺乳动物细胞等等。还有DNA存储,未来我们有可能通过有机碳的存储来颠覆今天无机硅的存储

 

如果说生命是一门语言,那一定会经历从“读”到“写”,从“改”到“创”。合成生物学如今的发展,已经到了爆发的前期,正如活字印刷的发明到古腾堡印刷机的普及,大有可为,不可限量。

 

合成生物学领域的产业规模2020年收入大概是110亿美元,这里不包括传统的合成,特指与基因相关的合成。未来5年复合增长率高达34%

 

已知圈越大,未知圈更大。不管技术多先进,知道的越多,不知道的就会更多。

 

任何技术,包括生命科学,都不能解决人类的所有问题。我们更不能唯技术论,而忽略了道德、伦理、宗教、文化和法律。

 

有的时候人类所需要的安慰,无法通过单一的技术去解决,所以没有科技的人文可能是愚昧的,但是没有人文的科技一定是危险的

 

不管我们怎么做,都要铭记人性之本。我们在发展技术的时候要明白,人类只不过是在地球在万万千年物种当中非常渺小的存在。我们要铭记人性之本,才能够在这个蓝色星球上走得更远。

 

地球却可以没有人类,但是人类却不能没有地球。

 
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认知生命科学,重点是认知什么?

 

探索自然的宏伟,进而感受到人类的卑微。然后你就会了解造物的神奇,认知众生的平等。最后会产生一种悲天悯人的共情,超脱生死的达观。

 

人类归根结底是以一个种群的方式在宇宙中连续。我反对任何个体的永生,但我希望人类的文化可以长久地在这个宇宙空间中,以不可磨灭、不可逆的方式广为流传,即使有一天我们终究会不在这个星球上。

 

本文转载自公众号:华大基因

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