中国的生命科学与生物技术
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文汇报
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中国的生命科学与生物技术
——陈竺院士2002年10月26日在中美21世纪医学论坛的讲演(节选)
中国发展生命科学与生物技术的基本依据和基本特点
基本依据：近二十年来，生命科学与生物技术的飞速发展为世界各国医疗业、制药业、农业、环保业等行业开辟了广阔的发展前景。作为“对全社会最为重要并可能改变未来工业和经济格局的技术”，生命科学与生物技术日益受到世界各国的普遍关注。中国作为一个拥有近13亿人口的大国，在人口与健康领域及农业领域面临着巨大的挑战：危害人群健康的各种疾病的预防和治疗水平亟待提高，计划生育的国策在相当一段时间还要执行，在关注生殖健康与避孕的同时人口老龄化的问题也已来临；中国的农业近年来有了很大进步，但是效益和质量不高，对资源和生态环境构成巨大压力。因此，中国的可持续发展有赖于生命科学与生物技术贡献。另一方面，中国又是一个资源大国，拥有全球10%的生物遗传资源(包括微生物、植物、动物以及人类遗传资源)，既有生物多样性保护与可持续利用的严峻任务，也为发展生命科学与生物技术提供了丰富的材料。在历史上，中国的医学、农学等有很好的科学积累，20世纪下半叶尤其是改革开放以来，又不断引进和发展了现代生物学的理论和技术体系。
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基本特点：中国作为发展中国家的这一基本国情，决定了科技投入的重点是解决社会面临的重大需求，而用于基础研究的经费是有限的。但生物技术产业的发展又离不开生命科学领域的创新性研究。因此，必须强调国家目标和科学前沿的有机结合，基础研究与应用开发并重，力争做到有限目标，重点突破。
中国生命科学与生物技术的主要研究体系
中国近代的生命科学研究是与医学、农学以及生物资源的利用紧密联系在一起的。二十世纪五十年代后才有了生物化学、细胞生物学、神经科学等现代研究机构。中国的生物技术研究在70年代中期开始起步，由中国科学院、高等院校、行业部门(如农科院、医科院)和地方科研机构共同构成了现代生命科学与生物技术的研究体系。国家多年来还一直致力于发展生命科学重点学科的国家重点实验室和开发关键生物技术的国家工程中心的建设。在中国科学院内从事生命科学与生物技术的研究所有20个，现已形成了四大基地，北京基地主要围绕农业和环境进行研究，上海基地从事人口与健康研究，西南基地以生物多样性为主导，而武汉基地以水生生物和病毒学为导向。
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中国近年来生命科学的发展
生命科学基础性研究的优先发展领域：基因组和功能基因组学、重大疾病相关基因的识别、分子生物学与生物化学、细胞和发育生物学、神经生物学、动植物区系的系统演化与协同进化、生物信息学等。
基因组研究：在基因组这一前沿领域，中国开始走向世界。中国科学家承担了人类基因组1%的测序，是继美、英、法、日、德后成为正式参加国际人类基因组合作项目的第六个国家，也是惟一加入该计划的发展中国家；克隆了功能新基因的全长cDNA800多条，已申请一批国内外专利；证明了东亚人群的基因组与其他现代人群一样起源于非洲；建成了南、北方人类基因组研究中心。最近，中国科学院在水稻基因组研究中取得重大进展，已经发表了水稻基因组的框架序列，并在参加水稻基因组完成序列图测定的国际合作中率先完成了第四号染色体的工作。中国在微生物基因组测序方面也已成为主要的参加国，迄今已完成了钩端螺旋体等6个微生物的全基因组测序。
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疾病相关基因研究：中国科学家充分发挥人类遗传资源优势，近年来取得了疾病致病基因定位、克隆的一系列进展。首先在急性早幼粒白血病的致病基因克隆和功能研究方面取得突破，继而克隆了耳聋、短指(趾)等一批单基因疾病的致病基因，近来又定位了II型糖尿病、原发性高血压和鼻咽癌的基因。应用基因表达谱和生物芯片，最近发现了一批与原发性肝癌发病、发展相关的基因和基因标志。
其他前沿领域：在诸如生物化学和分子生物学、神经生物学、进化生物学等方面，近年来中国生命科学界也取得了不少国际一流成果。例如，发现了与精子成熟和保护有关的抗菌肽基因、揭示了果蝇有与高等动物类似的认知行为，首次观察到植物防止自交的一种新的繁育机制等。在系统发育和动植物区系演化方面，完成了255卷的《植物志》、《动物志》、《中国隐花植物志》，这些工作均得到国际同行的高度评价。
中国在生物技术领域的主要进展
生物技术研究与开发重点领域：高产优质农作物的遗传育种、转基因技术和动物克隆、生物反应器、基因和蛋白质工程疫苗及药物、基因治疗等。
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农业生物技术：中国在超级杂交稻研究与组合应用上处于世界领先地位，已选育出一批两系法亚种间杂交稻新组合，较好地实现了杂种优势与理想株型的结合。育成的超级杂交稻组合比现在生产上应用的杂交稻组合增产15%-25%。2000-2001年超级杂交稻累计推广300万亩，共增产优质稻谷3-4亿公斤。优质小麦品种业已得到推广。在植物基因工程研究开发方面，中国已经有转基因耐贮藏番茄，转查尔酮合成酶基因矮牵牛、抗病毒甜椒、抗病毒番茄、抗虫棉花等5种自主研制的转基因植物通过了国家商品化生产许可，并有20余种转基因植物进入环境释放阶段。2000年中国转基因作物(主要是转基因棉花)种植面积达到50万公顷，列世界第四位。同时，中国转基因植物的研究体系和安全评价体系也基本建立起来，其中包括以基因研究为主的上游部分、以植物遗传转化为主的中游部分和以生物技术育种为主的下游部分的研究体系。
农业微生物基因工程研究，包括杀虫、抗病、共生和联合固氮等微生物的遗传改造和应用取得良好进展。目前中国是世界上农业重组微生物环境释放面积最大、种类最多和研究范围最广的国家，所取得的成就已受到各国科学家的广泛关注。在中国境内申报并通过农业生物基因工程安全委员会批准的农业重组微生物在40例以上。
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在动物生物技术研究与开发方面也取得了可喜的成绩：转基因鱼研究达到了国际领先水平；获得了生产人药用蛋白的转基因动物；获得了山羊、牛等一大批克隆动物，其生产水平已达到国际先进。此外，部分畜禽基因工程疫苗已经达到了商业化生产的阶段。
医药生物技术：经多年努力，基因工程药物产业初具规模，批准上市的产品有18种，进入一、二期临床的有21种，处于临床前开发的有35种。产品市场占有率不断提高，例如α1b干扰素国内市场占有率已达60%。治疗性乙型肝炎疫苗初露端倪：血源性乙肝抗原-抗体复合物已获特殊临床试验批文；基因工程乙肝抗原-抗体复合物即将进入临床试验，成果已获中国和国际专利，目前正在开展三重复合物新型疫苗研制。人工血液代用品技术转让成功，已建成中试规模基地，连续多批产品达到质控标准。通过产学研的结合，中国基因工程制药业具备一定生产能力的企业已有60多家。
生物技术药物由仿制逐步向创新转变，在世界前十种销量最大的品种中，中国能生产八种。此外，应用于诊断或导向药物的单抗和单抗衍生物的研究进展顺利，为今后抗体产品的产业化奠定了基础；遗传病的基因诊断技术达到国际先进水平；肿瘤免疫治疗、抗血管治疗、组织工程、生物芯片和干细胞研究等取得了一系列突破与重要进展；基因治疗的关键技术实现突破，B型血友病、恶性肿瘤、梗塞性外周血管病等五种治疗方案进入临床试验。中国的生物技术产品销售额已从1986年的2.6亿元人民币上升到2000年的200亿元人民币。
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中国生命科学与生物技术存在的问题和对策
中国的生物技术发展中还存在一些问题：创新能力不足，投入不足，人才不足，基础设施不足；部门研究计划之间的协调不够，投入渠道多而协调机制少，导致计划重复而效率不高；科技研究与产业的结合不紧，企业研究力量相对薄弱，研究机构与企业之间缺乏有效的合作机制；同时，法制建设跟不上科技的发展。针对这些问题，最近中国政府有关部门和有关研究发展计划提出了一些新的思路，如实施人才、专利、标准“三大战略”，发挥国家级高新技术园区和高技术产业化基地的骨干作用，建立不同研究计划之间的协调机构并逐渐简化和集中资助渠道，加强国立科研机构与地方、企业的联合，鼓励科研机构的项目组或单位在适当时机转制，建立国家和机构的生物伦理委员会。为了进一步加强重点领域的研发，近年来中国新建了人类基因组研究中心、生物信息中心、转基因动物基地、作物设计中心、药物筛选基地、抗体工程基地、生物芯片等一批基地，通过市场机制，对生物技术要素进行整合，形成知识链、技术链、产业链的联接，组成研究、开发的航母；抓大放小，促进关键产业的结构调整，孕育大的产业集团；注意引进通晓生物技术研究开发全过程的“领军”人物，形成临界状态。
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医疗保健市场，是国民经济发展的最重要的需求和支撑点之一。美国2000年国内生产总值8万亿美元，其保健市场的容量有1万5千亿美元，其中药物市场份额虽然仅占总市场的9%，但其利润额占到总市场的75%。中国2000年国内生产总值超过1万亿美元，但保健市场很小，只占GDP的百分之四点几，约400多亿美元；药物只有91亿美元的消费，人均的药物消费量仅为日本1/60，存在巨大的市场潜力。中国大部分药厂的创新能力不够，以仿制为主，进入WTO后仿制新药已不可能，面临严峻挑战。但中国医药产业也存在前所未有的机遇，因为潜在的全球市场也向中国开放；中药和天然化合物的使用既符合科学潮流，又顺应当前生活方式和医学模式的变化。最近，中国科学院率先提出建设国家药物创新体系，并提出了植物化学组这一概念，高通量地筛选数千种药用植物的有效成分。该计划将以中国传统医学(TCM)为基础，应用功能基因组学的思维方式和技术平台进行研究。当代生物学与TCM有许多共同特征：平衡与整体概念(阴阳学说，脏腑学说)与系统生物学相对应；人与自然的和谐(天人合一，顺其自然)对应环境基因组学；基于症状和个体化的治疗原则(辨症施治，因人而异)对应药物遗传学；使用多种不同但又互补的治疗成分(扶正祛邪，君臣佐使)对应多靶点和药物的协同作用。基于大生命科学平台的这些研究，必将实现真正意义上的中医药现代化，从而体现中国对国际生命科学与生物技术的独特贡献。
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加强生物伦理研究
与其他科技领域相比，生命科学和生物技术与人类的命运和发展关系最为密切。因此，需要很好地处理基因组研究成果的共享和生物制药领域知识产权保护的关系，尤其要注意捍卫广大发展中国家的利益；在临床试验和取材方面要遵循“知情同意”的原则；注意发展“预测医学”和保护个人隐私的关系，遵循“知情选择”的原则；高度重视转基因技术与生物安全的问题；干细胞技术发展要与维护人类尊严保持一致。总之，应该鼓励学科交叉和重视与科学相关的伦理、法律的和社会学的研究。
专家简介：
中国科学院副院长。分子生物学家。江苏镇江人。1989年获法国巴黎第七大学博士学位。上海第二医科大学附属瑞金医院教授、研究员，国家人类基因组南方研究中心主任，上海血液学研究所所长。长期从事血液学工作，在白血病癌基因研究和维甲酸及三氧化二砷治疗急性早幼粒细胞白血病(APL)的临床和基础研究中，参与和指导了药物筛选、细胞机理、临床前试验和大规模临床试验的组织和协调；克隆了APL细胞中染色体易位所形成的融合基因,建成了相应的转基因小鼠白血病模型，证明了融合基因蛋白产物在白血病发病原理中的作用，提出了应用全反式维甲酸诱导分化和三氧化二砷诱导凋亡、分化治疗APL的本质是针对疾病相关基因及其蛋白产物靶向治疗的新观点。1994年以来，参与了我国人类基因组研究计划筹划、协调和管理，参与组建了国家人类基因组南方研究中心，建立了基因组研究工作体系，识别了一批受维甲酸调控的基因及其组成的信号传递网络，首次描绘了造血干/祖细胞的基因表达谱，并克隆了300多个在造血细胞表达的新基因的全长cDNA。这些工作在国内外学术界产生了较大反响，《Nature》、《Science》等刊物曾多次报道。迄今为止已在《PNAS USA (美国科学院院刊)》、《Blood(血液)》、《Oncogene(癌基因)》等国际著名刊物发表论文60余篇，引证率超过2000次。曾获长江学者奖、法国卢瓦兹癌症研究大奖、国家科技进步二等奖和国家自然科学奖三等奖等多个奖项。1995年当选为中国科学院院士，1999年当选为第三世界科学院院士。, 百拇医药(陈竺 )