本報(bào)記者 李洋
記者從2025中國(guó)生物制造科技創(chuàng)新論壇獲悉,我國(guó)生物制造產(chǎn)業(yè)總規(guī)模近萬(wàn)億元,發(fā)酵產(chǎn)能占全球70%以上,一批有競(jìng)爭(zhēng)力的生物制造產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)正逐步成長(zhǎng)壯大。
論壇上,多位院士及頂尖專家不僅集中展示了我國(guó)生物制造領(lǐng)域的技術(shù)突破與應(yīng)用成果,更勾勒出產(chǎn)業(yè)發(fā)展的清晰路徑。不少專家認(rèn)為我國(guó)生物制造領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)入技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化加速的關(guān)鍵階段,如何把握機(jī)遇、破解產(chǎn)業(yè)發(fā)展難題,成為關(guān)乎未來(lái)產(chǎn)業(yè)格局的關(guān)鍵。
產(chǎn)業(yè)化進(jìn)入關(guān)鍵加速期
近年來(lái),我國(guó)生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,技術(shù)創(chuàng)新不斷突破,已經(jīng)成為全球生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要引擎。
中國(guó)工程院院士、中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)譚天偉在論壇上指出,生物制造作為利用生物體進(jìn)行規(guī)?;a(chǎn)的工業(yè)技術(shù),已不再是簡(jiǎn)單的“新興產(chǎn)業(yè)”,而是我國(guó)新質(zhì)生產(chǎn)力的核心組成部分。
據(jù)預(yù)測(cè),2050年生物制造有望創(chuàng)造30萬(wàn)億美元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,占全球制造業(yè)的1/3。
與會(huì)專家表示,當(dāng)前,美國(guó)、中國(guó)、歐洲已形成“三足鼎立”的發(fā)展態(tài)勢(shì):美國(guó)計(jì)劃20年內(nèi)用生物基產(chǎn)品替代90%的傳統(tǒng)塑料,從材料源頭重塑制造業(yè)格局;歐盟則以“碳邊界調(diào)節(jié)機(jī)制”為抓手,計(jì)劃2027年正式實(shí)施的該機(jī)制,將倒逼相關(guān)產(chǎn)業(yè)向生物制造等低碳方向轉(zhuǎn)型。
工業(yè)和信息化部消費(fèi)品工業(yè)司司長(zhǎng)何亞瓊表示,生物制造在我國(guó)產(chǎn)業(yè)板塊里已處于非常重要的引領(lǐng)位置。但也要看到,生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展也面臨一些挑戰(zhàn),如高質(zhì)量數(shù)據(jù)和算法模型有待提升、中試服務(wù)平臺(tái)體系建設(shè)需要完善等。
據(jù)悉,聚焦生物制造熱點(diǎn)領(lǐng)域和重要課題,工業(yè)和信息化部近一段時(shí)間以來(lái)遴選發(fā)布了16項(xiàng)人工智能在生物制造領(lǐng)域應(yīng)用典型案例,組織開展了生物制造標(biāo)志性產(chǎn)品、生物制造中試平臺(tái)遴選發(fā)布,生物反應(yīng)器揭榜掛帥等工作。
為現(xiàn)實(shí)難題提供全新路徑
生物制造已經(jīng)在多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域,為發(fā)展中的現(xiàn)實(shí)難題提供解決方案。
在資源環(huán)境與糧食安全領(lǐng)域,生物制造展現(xiàn)出“變廢為寶”的獨(dú)特價(jià)值。中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員印遇龍聚焦秸稈利用問(wèn)題,他指出我國(guó)每年秸稈產(chǎn)量約10億噸,但利用率不足 20%,大量資源被浪費(fèi)。若能將秸稈利用率提升至 40%,可解決我國(guó)一年3億噸的飼料來(lái)源問(wèn)題,而這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),離不開合成生物學(xué)技術(shù)的支撐。
譚天偉強(qiáng)調(diào),生物制造在破解資源環(huán)境困局方面展現(xiàn)出巨大潛力。他舉例說(shuō)明,采用50立方米的生物反應(yīng)器生產(chǎn)青蒿素,其效率相當(dāng)于節(jié)約3萬(wàn)畝耕地,顯著體現(xiàn)了工業(yè)模式對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)模式的超越。在材料領(lǐng)域,每噸生物基塑料可比傳統(tǒng)塑料減少0.6噸二氧化碳排放,成為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要路徑。更值得關(guān)注的是,通過(guò)發(fā)展人造蛋白等創(chuàng)新技術(shù),我國(guó)有望通過(guò)工業(yè)化生產(chǎn)替代當(dāng)前億畝耕地規(guī)模的大豆進(jìn)口依賴,從根本上增強(qiáng)糧食安全保障能力。
在生物醫(yī)藥領(lǐng)域,底層技術(shù)突破成為產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。
中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所研究員馬光輝帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)專注的微球材料,正是生物制藥反應(yīng)、分離、遞送全鏈條的共性底層技術(shù)。目前,團(tuán)隊(duì)開發(fā)的微球技術(shù)已突破國(guó)外壟斷,可制備粒徑高度均一的微球,基于此開發(fā)的國(guó)產(chǎn)色譜填料效率優(yōu)于進(jìn)口產(chǎn)品;建成的國(guó)際首條均一緩釋微球GMP生產(chǎn)線,正推動(dòng)司美格魯肽等長(zhǎng)效制劑研發(fā)。
在合成生物學(xué)這一核心賽道,我國(guó)已實(shí)現(xiàn)多個(gè)基礎(chǔ)性突破。中國(guó)科學(xué)院院士、上海交通大學(xué)教授鄧子新團(tuán)隊(duì)在基礎(chǔ)理論方面已經(jīng)取得原創(chuàng)性突破——“DNA大分子硫修飾”,并基于此發(fā)展出基于硫修飾的RNA編輯技術(shù)、新型核酸檢測(cè)技術(shù)、高效基因敲入技術(shù)等,致力于打造具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)型工業(yè)應(yīng)用、基因編輯技術(shù),反義核酸藥物及核酸檢測(cè)技術(shù)體系,為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)診療提供新的支撐。
自主創(chuàng)新、跨界協(xié)同
構(gòu)筑行業(yè)“護(hù)城河”
與會(huì)專家表示,盡管我國(guó)生物制造產(chǎn)業(yè)已取得顯著進(jìn)展,但要在全球競(jìng)爭(zhēng)中實(shí)現(xiàn)“領(lǐng)跑”,仍需在自主創(chuàng)新、跨界協(xié)同、生態(tài)培育三大方向持續(xù)發(fā)力。
清華大學(xué)長(zhǎng)聘教授、工業(yè)生物催化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任李春在演講中分享的“教訓(xùn)”引人深思:過(guò)去十多年,我國(guó)部分生物制造企業(yè)因使用國(guó)外底盤細(xì)胞,曾三次陷入國(guó)際專利糾紛且均以敗訴告終,最終要么繳納高額專利費(fèi),要么被迫退出市場(chǎng)。這一經(jīng)歷讓行業(yè)深刻認(rèn)識(shí)到,自主可控的底盤細(xì)胞、核心酶制劑等關(guān)鍵要素的重要性。李春團(tuán)隊(duì)以甘草可持續(xù)開發(fā)為例,通過(guò)開發(fā)具有“中國(guó)標(biāo)簽”的酵母底盤細(xì)胞,成功合成出光甘草定、甘草酸等珍稀活性成分,不僅將生產(chǎn)效率提升百倍,還避免了傳統(tǒng)挖根提取對(duì)生態(tài)的破壞。
譚天偉也表示,自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)菌種缺乏、核心工具軟件受限等瓶頸仍制約產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。他呼吁加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì),重點(diǎn)攻關(guān)二氧化碳生物轉(zhuǎn)化、未來(lái)食品制造等前沿方向,探索通過(guò)“一石二鳥”模式同步解決綠色化學(xué)品替代和蛋白供應(yīng)安全難題,助力我國(guó)在這場(chǎng)關(guān)乎未來(lái)產(chǎn)業(yè)格局的競(jìng)爭(zhēng)中把握主動(dòng),為經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展注入新動(dòng)能。
跨界協(xié)同是技術(shù)創(chuàng)新的“加速器”。鄧子新強(qiáng)調(diào)“原始創(chuàng)新一小步,產(chǎn)業(yè)發(fā)展一大步”,而原始創(chuàng)新的突破,離不開生物學(xué)家與工程師的深度聯(lián)合。他提出,未來(lái)需要更多“生物學(xué)家+工程師”的跨界團(tuán)隊(duì),對(duì)生物體進(jìn)行重新布線和編程,以高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的方式生產(chǎn)藥物、食品、綠色能源等產(chǎn)品。
這種協(xié)同不僅體現(xiàn)在科研層面,還需延伸至產(chǎn)業(yè)落地——印遇龍團(tuán)隊(duì)目前已經(jīng)開發(fā)了淀粉低糖酵母細(xì)胞的合成技術(shù),打通了秸稈變淀粉的技術(shù)路線,初步具備了實(shí)現(xiàn)淀粉生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)可行性?!拔覀儨?zhǔn)備跟常德合作,在常德建立秸稈處理生產(chǎn)線?!庇∮鳊埲缡钦f(shuō)。
生態(tài)培育是產(chǎn)業(yè)壯大的“土壤”。在轉(zhuǎn)化機(jī)制方面,馬光輝呼吁重視“轉(zhuǎn)化科學(xué)技術(shù)”,她認(rèn)為這一環(huán)節(jié)的被忽視,是限制國(guó)家生物醫(yī)藥的高水平、高質(zhì)量轉(zhuǎn)化,造成轉(zhuǎn)化失敗的重要原因,未來(lái)需要建立更多連接實(shí)驗(yàn)室與市場(chǎng)的轉(zhuǎn)化平臺(tái),讓科研成果真正“走出”論文,變成產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。專家們建議進(jìn)一步優(yōu)化創(chuàng)新激勵(lì)政策,在國(guó)產(chǎn)替代、前沿技術(shù)攻關(guān)等領(lǐng)域給予更多資金與市場(chǎng)支持,形成“科研-產(chǎn)業(yè)-市場(chǎng)”的良性循環(huán)。
專家表示,隨著自主創(chuàng)新能力的提升、跨界協(xié)同的深化、產(chǎn)業(yè)生態(tài)的完善,我國(guó)生物制造正從“規(guī)模優(yōu)勢(shì)”向“質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)”轉(zhuǎn)型,有望在這場(chǎng)關(guān)乎未來(lái)產(chǎn)業(yè)格局的全球競(jìng)爭(zhēng)中,真正實(shí)現(xiàn)從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的跨越,為經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展注入強(qiáng)勁的“生物動(dòng)能”。
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