疫苗、育種、克隆…這些“卡脖子”的生物技術(shù)都已被攻破

生物科技是21世紀有發(fā)展?jié)摿Φ母呖萍?。自從人類基因組計劃實施以來，生物技術(shù)的發(fā)展日新月異，正越來越多地改變著我們的生活。


在國內(nèi)，生物技術(shù)雖然獲得了很大的進步，但是跟發(fā)達國家相比，仍有有不小的差距。生物科技之前一直重視程度不夠，各地往往更重視計算機和互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)發(fā)展，而不太重視生物科技的發(fā)展，導(dǎo)致現(xiàn)在生物科技方面國內(nèi)跟國外的差距有擴大的趨勢。


生物科技的進步可以獲得先進的育種技術(shù)，推動農(nóng)業(yè)的發(fā)展；可以通過生物技術(shù)獲得可靠的養(yǎng)生指南，提高民眾的健康水平，延年益壽；可以通過生物技術(shù)保護各類瀕危物種，更好地保護環(huán)境；可以通過生物技術(shù)獲得各類疾病的治療方法，提高醫(yī)療技術(shù)水平。



可以說，生物技術(shù)對我國的經(jīng)濟發(fā)展非常關(guān)鍵，對每個民眾的健康和幸福非常重要，應(yīng)當被更加的重視。


那么，生命科學(xué)有著怎樣的發(fā)展歷史？當代生命科學(xué)有何特征？近年來，我國的生物技術(shù)有了那些新的突破呢？


生命科學(xué)百年發(fā)展趨勢概略：3?個“50 年”


生命科學(xué)近?150?多年發(fā)展史中大約每半個世紀出現(xiàn)?1?次地標性突破（圖?1），并形成?3?個發(fā)展階段。19?世紀中葉，孟德爾通過種植豌豆實驗發(fā)現(xiàn)遺傳學(xué)基本規(guī)律并提出遺傳因子假說（1865?年），約50年后，摩爾根通過果蠅研究將遺傳因子定位在染色體（1910?年），他們共同奠基了經(jīng)典遺傳學(xué)，為第?1?個階段。20?世紀中葉，沃森和克里克發(fā)現(xiàn)了?DNA?雙螺旋結(jié)構(gòu)（1953?年），開啟了分子遺傳學(xué)和分子生物學(xué)時代，為第?2?個階段。此間，發(fā)現(xiàn)了生命遺傳學(xué)密碼和?DNA-RNA-蛋白質(zhì)生命科學(xué)中心法則，并催生了惠及人類的基因生物技術(shù)。20?世紀和?21?世紀之交，隨著“人類基因組計劃”的實施和完成，生命科學(xué)進入組學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)時代，開啟了第?3?個階段。大量復(fù)雜的生命過程和疾病機制被闡明，基因組測序、合成與編輯，以及與人工智能的結(jié)合，正在譜寫基因組的“讀-編-寫”新篇章，科學(xué)家開始書寫合成生命體、調(diào)控生命過程。




生命科學(xué)里程碑事件與 3 個“50 年”


上述?3?個階段也是環(huán)環(huán)相扣的?3?輪生命科學(xué)革命，其標志是生命科學(xué)研究范式發(fā)生深刻變化，從生物表觀性狀及遺傳的觀察描述到生命過程的分子生物學(xué)表征與關(guān)聯(lián)，再到以組學(xué)為特征的系統(tǒng)生物學(xué)運用，廣泛影響生命科學(xué)研究各領(lǐng)域，并引領(lǐng)醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)生物學(xué)等領(lǐng)域及其技術(shù)的全面進步，極大地貢獻了人類健康和經(jīng)濟社會發(fā)展。


當代生命科學(xué)特征


在新科技革命驅(qū)動下，生命科學(xué)呈現(xiàn)以下?5?個特征。


1


原始發(fā)現(xiàn)層出不窮，底層創(chuàng)新呈現(xiàn)井噴


分子細胞生物學(xué)已經(jīng)滲入生命科學(xué)的整個學(xué)科體系，成為生命科學(xué)各基礎(chǔ)學(xué)科和應(yīng)用學(xué)科的基礎(chǔ)和支柱，促進層出不窮的原始性發(fā)現(xiàn)和底層創(chuàng)新。例如，強大的基因編輯技術(shù)源于微生物和古菌進化出對付病毒（噬菌體）感染的適應(yīng)性免疫分子機制?CRISPR/Cas系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)；改變分子生物學(xué)面貌的聚合酶鏈式反應(yīng)（PCR）技術(shù)源于極端微生物細胞中耐熱?DNA?多聚酶的發(fā)現(xiàn)，免疫檢查點（CTLA-4?和?PD-1）的發(fā)現(xiàn)?和細胞免疫學(xué)研究導(dǎo)致了如火如荼的腫瘤靶向免疫治療，正在顛覆傳統(tǒng)的癌癥治療模式；RNA?干擾（RNAi）機制的發(fā)現(xiàn)，啟動了遺傳病基因沉默的治療路線；細胞凋亡（apoptosis）、細胞焦亡（pyroptosis）、細胞程序性壞死（necroptosis）、細胞自噬（authophagy）、細胞鐵死亡（ferroptosis）、細胞組分相變（transition）等現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)，敘述著細胞在生理、病理過程中種種巧妙的自調(diào)節(jié)機制，并衍生出重大疾病治療的新策略。


2


系統(tǒng)論與還原論并重，層層揭秘復(fù)雜生命過程


分子生物學(xué)成功地注釋了大量功能基因，并將許多生命過程和疾病發(fā)生機制與相關(guān)功能基因及轉(zhuǎn)錄和表達產(chǎn)物聯(lián)系起來，若將此稱為“還原論”，以基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白組學(xué)和代謝組學(xué)等構(gòu)成的生命組學(xué)，則是對復(fù)雜生命網(wǎng)絡(luò)體系的系統(tǒng)性認識?！白韵露稀迸c“自上而下”的結(jié)合，極大地提升了生命科學(xué)中發(fā)現(xiàn)的機會，催生了一個又一個新的研究方向和前沿熱點。例如：整合基因組學(xué)、疾病分子生物學(xué)基礎(chǔ)和臨床數(shù)據(jù)，將醫(yī)學(xué)與個體化治療結(jié)合起來；人體微生物組及代謝組被發(fā)現(xiàn)與健康和許多疾病息息相關(guān)，“腸道微生物組及代謝組也為解釋中醫(yī)藥原理提供了一個新的視角”；通過基因組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組研究及基因功能注釋，發(fā)現(xiàn)僅有?2%?基因組編碼蛋白質(zhì)，其余?98%?功能未知部分被類比為基因組中的“暗物質(zhì)”。其中，大量非編碼?RNA?被發(fā)現(xiàn)在細胞網(wǎng)絡(luò)時空調(diào)控中發(fā)揮關(guān)鍵作用，這“為生物學(xué)開辟了一個全新的領(lǐng)域，……在未來的后續(xù)研究中具有無限的潛力”。


3


學(xué)科匯聚融合，生命科學(xué)研究從定性描述開始實現(xiàn)動態(tài)和定量解讀


生命系統(tǒng)的遺傳變異、代謝及調(diào)控的時空動態(tài)變化和生命物質(zhì)的柔性等決定了生命過程的復(fù)雜性，目前所積累的生命科學(xué)系統(tǒng)知識多是大量定性片段結(jié)果的集成。超分辨顯微成像、冷凍電鏡、流式質(zhì)譜、質(zhì)譜成像、磁共振成像、增強拉曼光譜、膜片鉗、光鑷、納米孔測序、納米與分子生物傳感、全微分析系統(tǒng)（mTAS）及器官芯片（organ-on-a-chip）、3D?生物打印等各種物理和化學(xué)方法及技術(shù)平臺的創(chuàng)建和應(yīng)用，為生命科學(xué)研究提供了越來越強有力的工具，從而實現(xiàn)單細胞、可視化、高通量、高時空分辨分析和操縱。已經(jīng)獲得高分辨腦圖譜、單細胞轉(zhuǎn)錄組、單細胞蛋白組、胚胎細胞譜系、活細胞中蛋白質(zhì)?3D?結(jié)構(gòu)測定、單粒子病毒在活細胞中的示蹤、芯片上多器官互作及類器官創(chuàng)建等。生命系統(tǒng)得以在微觀層面被定量、可視化表征，甚至被成功模擬。


4


科學(xué)數(shù)據(jù)共享，成為生命科學(xué)界普遍遵循的規(guī)則


以基因數(shù)據(jù)庫和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫為核心的各類生命科學(xué)數(shù)據(jù)庫在現(xiàn)代生命科學(xué)研究中發(fā)揮巨大作用。數(shù)據(jù)庫建設(shè)者與科學(xué)共同體形成一個準則：研究人員在使用數(shù)據(jù)庫的同時，將自己研究發(fā)現(xiàn)的（基因序列或蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)）數(shù)據(jù)存放到數(shù)據(jù)庫中，因而同時成為數(shù)據(jù)庫的使用者和貢獻者。如今，數(shù)據(jù)庫已經(jīng)成為生命史書可靠的紀錄載體和強大的數(shù)據(jù)分析平臺，為整個生命科學(xué)研究所依賴。例如，新冠肺炎疫情全球大流行至今，新冠病毒基因組序列數(shù)據(jù)已經(jīng)超過?1000?萬條。這些數(shù)據(jù)通過全球共享流感數(shù)據(jù)倡議組織（GISAID）、中國國家基因組科學(xué)數(shù)據(jù)中心（CNCB）、美國國家生物技術(shù)信息中心（NCBI）和歐洲生物信息研究所（EBI）等共同實時發(fā)布，為新冠病毒病原生物學(xué)和分子流行病學(xué)研究、檢測技術(shù)建立、藥物和疫苗的研發(fā)提供依據(jù)，在全球科技抗疫中發(fā)揮了重大作用。


5


合成生物學(xué)與人工智能（AI）興起，為生命科學(xué)研究提供了新的范式


1.合成生物學(xué)興起與21世紀同步，它匯聚生命科學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)、計算機與信息科學(xué)，并結(jié)合工程學(xué)理念和自動化技術(shù)，對生物體進行再設(shè)計與合成。其“自下而上”的模式，從表征天然生物大分子，使之成為標準化“元件”，到創(chuàng)建“模塊”和“線路”等生物部件和細胞“底盤”，來構(gòu)建預(yù)期的人造生命系統(tǒng)，研究生命的底層規(guī)律。這一理念，將我們習以為常的“格物致知”研究策略，推進到了“建物致知”的新高度。然而，鑒于生物體系的復(fù)雜性，目前生物體系的理性設(shè)計還依賴于高通量的“試錯”實驗，由此出現(xiàn)了“生物鑄造工廠”（Biofoundary），即生物設(shè)計與合成自動化設(shè)施。也基于此，合成生物學(xué)的另一理念“造物致用”，正在催生未來生物技術(shù)。


2.AI基于大數(shù)據(jù)、算法和機器學(xué)習，應(yīng)用于生命科學(xué)中典型的例子是對蛋白質(zhì)?3D?結(jié)構(gòu)的預(yù)測。長期以來，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測進展十分緩慢。對于一個未知結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，若沒有其同源蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，則需要通過實驗來測定其結(jié)構(gòu)信息。該數(shù)據(jù)庫初始版本包含了?21?個模式生物蛋白質(zhì)組中超過?36?萬個預(yù)測結(jié)構(gòu)，很快將擴展到涵蓋?UniRef90?數(shù)據(jù)集（已驗證的蛋白質(zhì)序列）的大多數(shù)（超過?1?億個）代表性序列。這些進展對結(jié)構(gòu)生物學(xué)技術(shù)是顛覆性的，體現(xiàn)在?2?個方面：


1. 蛋白質(zhì)?3D?結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)將指數(shù)性增長，從而為機器學(xué)習提供更好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，可使?AI?蛋白質(zhì)3D結(jié)構(gòu)預(yù)測目前還存在的質(zhì)量缺陷逐一被解決；


2. 由于蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能是分子細胞生物學(xué)的基本科學(xué)問題，相關(guān)進展必將對生命科學(xué)產(chǎn)生深遠影響。


突破卡脖子的二十個生物技術(shù)


一、中國疫苗達成全球兩個首


重要意義：中國作為第6個加入使用清單的疫苗，中國滅活疫苗能夠通過審批，憑借的是疫苗安全性、有效性和疫苗超高的防御能力。一直以來，中國都在疫情防控領(lǐng)域與世衛(wèi)組織進行積極合作，在該領(lǐng)域為全球國家作出了表率。世衛(wèi)組織之前宣布對中國自主研發(fā)的兩款疫苗進行緊急使用評估，這意味著中國疫苗將更好地走出國門走向世界，有更多西方國家可以自由購買使用中國疫苗。



概述：中國疫苗之前通過世衛(wèi)組織的批準可以說意義非凡，并且達成了兩個。中國疫苗是緊急使用清單上非西方國家自主研制的疫苗，也是清單上獲得批準的滅活疫苗。進入清單這代表中國疫苗加入了“新冠肺炎疫苗實施計劃”，該計劃的宗旨是讓中低發(fā)展國家的居民有疫苗可用。截至2021年年底，世衛(wèi)組織預(yù)計向全球國家提供20億支新冠疫苗。


據(jù)中國日報網(wǎng)報道，世衛(wèi)組織正式宣告由中國醫(yī)藥集團北京生物制品研究所研發(fā)的新冠滅活疫苗通過認證，這讓全球國家有了更多選擇。世衛(wèi)組織特別在報告中強調(diào)，中國疫苗易于儲存，給無法購買到足夠疫苗的國家?guī)チ诵碌南Ｍ?/span>


二、中國國產(chǎn)mRNA疫苗突破歐美壟斷


重要意義：中國產(chǎn)品對比輝瑞疫苗，沃森ARCoV疫苗的差異在于可在2-8攝氏度環(huán)境下保存。在醫(yī)學(xué)期刊《Cell》上公布的動物試驗中，為了評估ARCoV的熱穩(wěn)定性，軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院秦成峰教授團隊將疫苗長在常溫中儲存7天，然后將它注射到小鼠體內(nèi)仍然有效。這使得ARCoV可以大大降低冷鏈運輸?shù)奶魬?zhàn)，在一些冷鏈建設(shè)并不發(fā)達的國家，ARCoV疫苗相對于輝瑞以及莫德納的mRNA疫苗有明顯的競爭優(yōu)勢，有望打破歐美在mRNA疫苗領(lǐng)域的壟斷地位。


概述：在全球新冠疫情超預(yù)期發(fā)展的背景下，mRNA新冠疫苗，憑借其有效率高，生產(chǎn)周期短的特點，在全球疫苗市場的潛力巨大。中國沃森生物為代表的中國企業(yè)，站在了這條萬億賽道的起跑線上，已準備好突破歐美在mRNA疫苗的技術(shù)壟斷。


全球共有兩款mRNA疫苗獲批上市，分別為德國BioNTech公司與輝瑞合作研發(fā)的BNT162b2與美國Moderna公司研發(fā)的mRNA-1273，二者在臨床試驗中展現(xiàn)出的保護率均超過90%，是目前國際上保護率數(shù)據(jù)高的新冠疫苗。但兩者儲運溫度條件相對苛刻，分別需要攝氏零下-70度（BNT162b2）和-20度（mRNA-1273）。而國內(nèi)中國的mRNA新冠疫苗的研發(fā)上，早進入國際Ⅲ期臨床的沃森/艾博生物的ARCoV疫苗，無疑處于中國mRNA新冠疫苗的“第一梯隊”。


三、中國高端ECMO設(shè)備

專家指出，高端醫(yī)療器材進口價格昂貴是因為西方壟斷著這些關(guān)鍵技術(shù)，如今中國在一些關(guān)鍵醫(yī)療器材領(lǐng)域已經(jīng)取得了重要突破，因此，西方發(fā)達國家為了保住市場份額一定會降低價格，而這種消息對于被病痛折磨的患者是有好處的。


四、高密度基因芯片


重要意義：中國超過研發(fā)高密度基因芯片，無疑意味著中國在高密度基因芯片領(lǐng)域打破了西方國家對該領(lǐng)域長達20年的技術(shù)壟斷，這是中國在這一領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)替代。


全球化競爭激烈的大環(huán)境下，芯片的供應(yīng)容易成為“卡脖子”的一環(huán)。打破歐美主導(dǎo)芯片發(fā)展的地位，可以說發(fā)展擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)芯片勢在必行?；蛐酒菓?yīng)用在生命科學(xué)領(lǐng)域的生物芯片，基因芯片技術(shù)之前長期掌握在歐美一些企業(yè)手中。之前中國市場長期依賴進口的基因芯片，喪失了產(chǎn)品端的本土定價權(quán)。


基因芯片在中國市場的應(yīng)用，一直存在著“供應(yīng)鏈（成本）美國市場定價、應(yīng)用端（收入）中國市場定價”的倒置商業(yè)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致定位于應(yīng)用市場的企業(yè)及終端產(chǎn)品利潤微薄。因此如果可以實現(xiàn)自主研發(fā)高密度基因芯片，成本僅為進口芯片的十分之一，就可以掙脫上游的高額成本的控制，這樣才能讓基因芯片在中國市場的應(yīng)用實現(xiàn)大眾型普惠基因檢測。


由于基因檢測技術(shù)發(fā)展成熟，成本逐漸下降，中國與歐美國家已有一批消費級基因檢測公司，比如23andMe、Helix、23魔方、微基因、美因基因等，消費級基因檢測成為發(fā)展趨勢?；蛐酒夹g(shù)成本也在下降。




五、雙尼龍關(guān)鍵制造技術(shù)


之前，PA66基礎(chǔ)樹脂的原材料——己二腈的生產(chǎn)技術(shù)主要集中在英威達、奧升德、巴斯夫(含索爾維)和旭化成四家企業(yè)中。其中英威達占比超過50%，也是一家向外大量銷售己二腈的生產(chǎn)商。2018年我國對外依存度高達36%。


值得一提的是，尼龍 66綜合性能良好，應(yīng)用廣泛。但受上游原料己二腈的制約，行業(yè)競爭力薄弱。生物質(zhì)生產(chǎn)的PA56已經(jīng)在國內(nèi)成功商業(yè)化，有望替代PA66，是中國尼龍產(chǎn)業(yè)增強行業(yè)競爭力的重要發(fā)展方向。聚酰胺（PA），俗稱尼龍，作為五大工程塑料之一，聚酰胺具有良好的機械性能、耐磨和耐腐蝕等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于各種工程塑料、汽車、機械、電器零件、工業(yè)絲、民用絲等領(lǐng)域。


六、單克隆抗體制備技術(shù)


在酶工程領(lǐng)域，蛋白質(zhì)的改造技術(shù)是擺在首位的關(guān)鍵核心技術(shù)，它能直接決定產(chǎn)品的性能，也能體現(xiàn)一個公司實力和創(chuàng)新水平。因為野生型的酶性能往往不夠理想，催化活性低，穩(wěn)定性差，耐受極端條件的能力弱，這就需要對酶的蛋白質(zhì)分子序列進行突變改造。


第二個重要的因素是蛋白質(zhì)的純度，這直接關(guān)系到產(chǎn)品穩(wěn)定性及質(zhì)量好壞，這個工藝問題成為了困擾國內(nèi)科研試劑廠家的頑疾，屢不得治。諾唯贊公司在取得技術(shù)創(chuàng)新后，將蛋白質(zhì)純度提高至99.5%，已達國際水平。因此，諾唯贊的很多酶制劑產(chǎn)品得到歐美廠家的廣泛認可，大力扭轉(zhuǎn)了貿(mào)易格局，促成了國外企業(yè)向國內(nèi)的大量采購。


值得一提的是，之前在生命科學(xué)臨床診斷、分子診斷和分子生物科研試劑領(lǐng)域，國內(nèi)市場被國際巨頭瓜分占據(jù)著。尤其是分子生物學(xué)科研試劑市場，形成了由美國巨頭THERMO，LIFE，NEB等公司以及日本的TAKARA公司組成的列強格局，當時民族生物產(chǎn)業(yè)脈息微弱。特別是有些國內(nèi)生物公司在稍有起色之時又會迅速地被國外巨頭們吞噬并購。而且同樣的情形也發(fā)生在臨床免疫學(xué)診斷試劑領(lǐng)域，源頭的核心技術(shù)基本被國外大公司比如羅氏等所壟斷與控制，向國內(nèi)公司開放的只是他們的邊緣技術(shù)，并且價格昂貴，品質(zhì)相對羅氏等公司的產(chǎn)品差距較大。這種行業(yè)壟斷在某種程度上嚴重打壓了民族生物的創(chuàng)新積極性，遏制了國內(nèi)生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。


七、生物制氫技術(shù)


重要意義：中國曾經(jīng)于 2015 年成功超越美國成為全世界申請生物制氫專利的第一大國。同時中國超越美國成為該領(lǐng)域科研成果數(shù)量多的國家。但相比歐美等發(fā)達國家，中國境內(nèi)達到產(chǎn)業(yè)化規(guī)模并實現(xiàn)盈利的生物制氫系統(tǒng)尚未出現(xiàn)，大多生物制氫系統(tǒng)仍集中在實驗室的小試研究階段，國內(nèi)只有個別實驗室進入到中試放大階段。


概述：中國申請生物制氫技術(shù)專利的起始時間較晚，1992 年才開始陸續(xù)出現(xiàn)，且前期發(fā)展緩慢，但近十年來中國在該領(lǐng)域的發(fā)展步伐不斷加快發(fā)展。全球共有 25 個國家進行了生物制氫方面的研究。按照領(lǐng)域的論文發(fā)表數(shù)量進行排序，中美兩國處于領(lǐng)先位置，發(fā)文數(shù)量分別為 25700 篇、24450 篇，占全球總發(fā)文數(shù)量的 22.36% 和 21.28%。日本位居第三，發(fā)文量占全球發(fā)文量的 9.05% 。


據(jù)統(tǒng)計，全球涉足生物制氫研發(fā)的機構(gòu)大約有 5000 余家，發(fā)表論文數(shù)量多的 TOP10 研究機構(gòu)如下圖所示：美、德兩國分別有兩大機構(gòu)上榜；中國論文被引用的頻次、篇數(shù)，發(fā)文數(shù)量高的機構(gòu)是中國科學(xué)院，說明中國在生物制氫研究領(lǐng)域有較高水平，且科研能力在近年來不斷提升，獲得了國際學(xué)界的廣泛認可。


據(jù)中國氫能聯(lián)盟預(yù)測數(shù)據(jù)，2050 年中國氫能需求量將達到近 6000 萬噸，屆時，可再生能源制氫在所有制氫方式中的占比若如專家所預(yù)測的達到 70%，則可再生能源制氫的總規(guī)模可達 4200 萬噸；


八、生物涂料技術(shù)


重要原因：中國公司成功開發(fā)了生物基天然水性分散體，該技術(shù)使用可再生原材料替代石油資源，是真正意義上的綠色環(huán)保涂料技術(shù)，突破了發(fā)達國家擁有的生物涂料技術(shù)的瓶頸，為中國生物涂料技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

值得一提的是，早在20年前，歐美日等國家已在研究新型生物涂料技術(shù)，美國的生物涂料早在2017年就已占10％，到2020年達到50％左右。而之前國內(nèi)的一些涂料企業(yè)重新使用早已經(jīng)淘汰的淀粉膠來制造所謂的生物涂料，性能比較差，市場接受度比較低。


九、3D打印個性化擬牙種植體技術(shù)


全世界提出“3D打印個性化擬牙種植體”，將原先需要九個月的修復(fù)時間，縮短到只要三個月，且大大降低患者的費用。


十、白羽肉雞生物育種技術(shù)


重要意義：中國掌握的白羽肉雞育種技術(shù)打破了我國白羽肉雞種源完全依賴進口的局面，擊碎了西方發(fā)達國家在這個行業(yè)長達百年的技術(shù)壟斷，使得圣農(nóng)成功進入“行業(yè)核心禁區(qū)”。圣農(nóng)所產(chǎn)出的白羽肉雞主要性能指標均優(yōu)于國外品種，公司生產(chǎn)經(jīng)營所需的祖代雞種源數(shù)量已經(jīng)自給自足。


白羽肉雞是全球第一大、中國第二大消費肉類。據(jù)統(tǒng)計，我國肉雞年屠宰量約80億羽，其中白羽肉雞占45億羽左右，約占肉雞市場份額的56%。值得一提的是，這么一只占據(jù)國內(nèi)肉雞行業(yè)半壁江山的“雞”，種源長期被西方企業(yè)牢牢把控，少數(shù)國外企業(yè)壟斷了全球97%的種源。進入21世紀，我國白羽肉雞育種中斷，生產(chǎn)中使用的良種全部從國外引進。從祖代肉種雞養(yǎng)殖的成本構(gòu)成上看，成本占比大的雛雞費用約占總成本的33%，源頭命脈長期受制于人。


中國畜牧業(yè)協(xié)會禽業(yè)分會在《我國肉雞種業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢》報告中指出：“我國白羽肉雞的種源目前還是全依賴進口，引種量大，易受封關(guān)和種源疾病的困擾。長期大量的引種不僅威脅我國肉雞種業(yè)安全，也給家禽生物安全帶來了挑戰(zhàn)。


十一、微流控產(chǎn)業(yè)化平臺


重要意義：中國生物企業(yè)天津中新科炬打破了國外在微流控產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的壟斷地位，完成了快速檢測領(lǐng)域的技術(shù)迭代，進一步降低了心衰、心梗、腦梗、細菌、病毒、膿毒血癥等多個項目快速診斷試劑價格，讓更多百姓享受到了新快速檢測技術(shù)的方便與快捷。


所謂微流控，是即時檢驗（POCT）的新技術(shù)，能在微米級的空間內(nèi)完成包括采樣、稀釋、加試劑、反應(yīng)、分離、檢測等全過程，實現(xiàn)準確、快速、自動地完成檢測。國家《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中明確提出要發(fā)展“體外診斷產(chǎn)品要突破微流控芯片、單分子檢測等關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)全自動核酸檢測系統(tǒng)等重大產(chǎn)品，研發(fā)一批重大疾病早期診斷和精確治療診斷試劑以及適合基層醫(yī)療機構(gòu)的高精度診斷產(chǎn)品”。


國內(nèi)微流控技術(shù)起步較晚，核心技術(shù)都被國外企業(yè)所壟斷，中國企業(yè)只能銷售外國的產(chǎn)品。


值得一提的是，“微流控”國產(chǎn)化可以降低成本。比如在外國運用“微流控”進行綜合檢測，需要花費2000多元，僅僅檢測心衰一項就要400多元。“微流控”國產(chǎn)化之后，心衰檢測可以降至100元左右。其次，“微流控”檢測更準確、更快捷。跟常用的試紙比，微流控的精確度可以從CV值15%提升到5%，檢測產(chǎn)品反應(yīng)時間從15-20分鐘，縮短至4分鐘。


十二、生物催化制備高含量多烯酸甘油三酯


重要意義：中國生物企業(yè)的生物催化制備高含量多烯酸甘油三酯該項目總體技術(shù)水平達到國際先進水平。隨著全球?qū)】诞a(chǎn)品需求遞增，高含量多烯酸甘油三酯這一人體無法合成需要補充的必須脂肪酸的需求量將大大增加。


中國衛(wèi)生部之前已將魚油提取物批準為新資源食品，這也將推動國內(nèi)魚油軟膠丸市場和魚油營養(yǎng)素市場的迅猛發(fā)展。多烯酸藥用EPA+DHA甘油三酯的興起，起源于歐洲藥典2004∶1352。其中規(guī)定，ω-3脂肪酸EPA+DHA含量達到45%可以為藥用產(chǎn)品。


值得一提的是，該項目采用固定化脂肪酶催化技術(shù)，將甘油與多烯酸乙酯進行酯交換制備高含量多烯酸甘油三酯，生產(chǎn)工藝集成了多項新技術(shù)，主要包括：采用新型生物反應(yīng)系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)反應(yīng)器，使反應(yīng)效率大幅提高，反應(yīng)時間縮短到20多小時;采用溫柔導(dǎo)向反應(yīng)器分離回收固定化酶，實現(xiàn)了反應(yīng)一體化；采用高真空裝備去除乙醇等副產(chǎn)物，在大幅提高效率的同時提高了產(chǎn)品品質(zhì)。


十三、竹纖維等生物質(zhì)提取技術(shù)


重要意義：中國在竹纖維等生物質(zhì)提取技術(shù)研制成功，不僅低能耗、低污染、零排放，而且可使竹資源得到充分利用。標志著中國生物質(zhì)提取技術(shù)獲重大突破，成為世界上第一個將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成可廣泛利用的資源和能源。

生物質(zhì)是指植物中的有效成份，而植物成份主要由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成。長期以來，我國傳統(tǒng)生物質(zhì)提取方式，普遍采用強酸強堿工藝，不僅能耗高、污染大，而且提取率低，導(dǎo)致資源嚴重浪費。而北京夢狐宇通竹纖維研究開發(fā)中心研制的生物質(zhì)提取技術(shù)，采用混合催化溶液將植物中的木質(zhì)素溶出，有效分離纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，實現(xiàn)全程封閉生產(chǎn)，無廢水、廢氣排放，可以使植物的各種有效成份得到充分利用。


十四、酵母-核糖核酸-核苷酸的生物制造技術(shù)


重要意義：中國擁有了從酵母-核糖核酸-核苷酸的生物制造生產(chǎn)線。值得一提的是，Prosol SPA(原歐洲大的核苷酸生產(chǎn)商)認為：本技術(shù)在成本、質(zhì)量方面均有明顯的優(yōu)勢，愿關(guān)閉在意大利的核苷酸生產(chǎn)線，與同凱建立戰(zhàn)略伙伴合作關(guān)系，共同開拓歐洲市場。這意味著中國的技術(shù)突破了發(fā)達國家的長期壟斷，達到全球先進水平。


概述：中國建成了國際上規(guī)模大的、技術(shù)先進的第一條從酵母-核糖核酸-核苷酸的生物制造生產(chǎn)線，從酵母到核糖核酸的生產(chǎn)基地在南陽同凱，核苷酸的生產(chǎn)基地在南京同凱。值得一提的是，Prosol SPA(原歐洲大的核苷酸生產(chǎn)商)認為：本技術(shù)在成本、質(zhì)量方面均有明顯的優(yōu)勢，愿關(guān)閉在意大利的核苷酸生產(chǎn)線，與同凱建立戰(zhàn)略伙伴合作關(guān)系，共同開拓歐洲市場。這意味著中國的技術(shù)突破了發(fā)達國家的長期壟斷，達到全球先進水平。


該生產(chǎn)線是物耗小、能耗低、污染物排放少的核苷酸清潔生產(chǎn)路線，生產(chǎn)成本大幅下降，使得核苷酸從高端乳品的應(yīng)用轉(zhuǎn)向畜牧業(yè)的應(yīng)用成為了一種可能。


酵母核苷酸作為一種新型的促生長劑和肉質(zhì)改良劑，從應(yīng)用的結(jié)果看，對斷奶仔豬、育肥豬和凡爾賽對蝦的蛋白代謝和脂肪代謝均有有較強的調(diào)控作用，對畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中疾病的產(chǎn)生和代謝有正向積極的作用，具有廣闊的應(yīng)用前景。


核苷酸類似氨基酸、膽堿、生物類黃酮等營養(yǎng)物質(zhì)，為半必需營養(yǎng)素，對組織發(fā)育、腸道發(fā)育和神經(jīng)發(fā)育，以及器官修復(fù)、代謝調(diào)控和免疫應(yīng)激等方面具有重要作用。在生物體的快速生長期和應(yīng)激期會嚴重缺乏。因此，外源添加核苷酸，成為一種廣泛的需求。


十五、第四代納米孔基因測序儀


重要意義：中國生物企業(yè)齊碳科技自主研發(fā)生產(chǎn)了一臺第四代納米孔基因測序儀，能夠穩(wěn)定獲得納米孔基因測序數(shù)據(jù)。意味著中國在第四代納米孔基因測序技術(shù)上已經(jīng)進入世界前沿陣營。


概述：中國高科技生物創(chuàng)業(yè)公司齊碳科技憑借自有技術(shù)和國產(chǎn)設(shè)備，成功打破了基因測序設(shè)備和配套芯片、試劑研發(fā)領(lǐng)域的高壁壘和國際寡頭壟斷。


從基因測序的產(chǎn)業(yè)鏈來看，基因測序設(shè)備和配套芯片、試劑處于上游，技術(shù)難度大，利潤值高。值得一提的是，基因測序行業(yè)上游主要被Illumina、Thermo Fisher、Roche、Pacific Biosciences、Oxford Nanopore等幾大國外巨頭把控，這些企業(yè)幾乎占據(jù)了國際市場份額的99.9%，核心技術(shù)、成套產(chǎn)品、配套試劑被高度壟斷，還構(gòu)建了嚴密的知識產(chǎn)權(quán)保護體系。


中國之前在基因測序領(lǐng)域的早期創(chuàng)業(yè)公司大多處于產(chǎn)業(yè)鏈中下游環(huán)節(jié)，在測序儀、配套芯片及試劑方面嚴重依賴進口，而且面臨市場過度飽和、產(chǎn)品嚴重同質(zhì)化的現(xiàn)實狀況?？梢哉f，國內(nèi)基因測序技術(shù)一直面臨“卡脖子”的尷尬局面。


十六、可分層多層內(nèi)膽高阻隔食品保鮮技術(shù)


重要意義：中國研發(fā)的可分層多層內(nèi)膽高阻隔食品保鮮容器及其智能化生產(chǎn)線研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項目審核通過，不但突破多層高阻隔食品包裝容器生產(chǎn)的瓶頸，而且打破國外企業(yè)對行業(yè)的技術(shù)壟斷，又促進中國食品包裝工業(yè)步入高質(zhì)量發(fā)展快車道。


概述：中國“可分層多層內(nèi)膽高阻隔食品保鮮容器及其智能化生產(chǎn)線研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項目之前通過了由中國民營科技促進會主辦主辦的科技成果評價會。評審專家認為，該技術(shù)不但突破多層高阻隔食品包裝容器生產(chǎn)的瓶頸，打破了國際上先進國家對高端食品行業(yè)的技術(shù)壟斷，而且有效減少防腐劑等食品添加劑的使用和有害物質(zhì)的揮發(fā)，并延長保鮮期、貨架期。


值得一提的是，，國外一些國家早已將多層高阻隔包裝容器用于牛奶、葡萄酒、啤酒、食用油、醬油等產(chǎn)品包裝，具有有較高的阻隔性、耐溫性等特點，并且無需添加防腐劑，即可延長產(chǎn)品保質(zhì)期，提升了食品包裝品質(zhì)，從而促進了食品包裝工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。長期以來，我國生產(chǎn)多層高阻隔包裝容器所涉及的多層共擠中空塑料成型設(shè)備，特別是關(guān)鍵技術(shù)基本上被國外發(fā)達國家的大型廠家所壟斷。并且多層共擠中空塑料成型設(shè)備價格昂貴，成本高，國內(nèi)許多從事多層阻隔食品包裝的企業(yè)望而卻步。為此，加快多層高阻隔食品包裝技術(shù)的創(chuàng)新突破，打破國外發(fā)達國家企業(yè)對行業(yè)技術(shù)壟斷具有重要意義。


十七、瘧疾快速診斷試劑


概述：早在2017年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上，“瘧疾、血吸蟲病等重大寄生蟲病防治關(guān)鍵技術(shù)的建立及其應(yīng)用”成果獲得國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎。瘧疾快速診斷試劑屬于廣州萬孚生物技術(shù)股份有限公司自主研制產(chǎn)品。作為典型的POCT（現(xiàn)場快速檢測）產(chǎn)品，瘧疾快速診斷試劑可在15分鐘內(nèi)判斷瘧疾類型。

隨著POCT產(chǎn)品日趨小型化、傻瓜式，很多只能在三甲醫(yī)院進行的傳統(tǒng)檢測項目，如今已逐漸走向基層醫(yī)院和社區(qū)醫(yī)院，這對于中國分級診療政策的落地意義重大。


十八、控釋肥技術(shù)


重要意義：中國控釋肥技術(shù)得到國際話語權(quán)，打破了國外技術(shù)壟斷，處于國際領(lǐng)先地位。由中國首席專家張民主導(dǎo)制定的《控釋肥料》國際標準已通過國際標準化委員會三輪專家評議，形成國際標準終稿（FDIS），即將終審正式發(fā)行，成為中國引領(lǐng)世界控釋肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要標志，張民也成為中國包膜控釋肥研制及產(chǎn)業(yè)化第一人。



值得一提的是，通過包膜預(yù)先設(shè)定肥料在作物生長季節(jié)的釋放模式，使肥料養(yǎng)分釋放規(guī)律與作物養(yǎng)分吸收相同步的技術(shù)早起源于美國，一直是國內(nèi)外科學(xué)家研究的熱門技術(shù)。


實驗室成果極大地促進了新型肥料創(chuàng)制技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用和新產(chǎn)品的推廣，現(xiàn)已在全國建立試驗示范基地899個，推廣面積1.6億畝，為土壤培肥、中低產(chǎn)土壤改良和退化土壤的治理等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用和推廣提供了物化技術(shù)支撐，為實現(xiàn)糧食高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供了保障。


十九、全數(shù)字PET/CT


重要意義：中國生物企業(yè)研發(fā)的DPET-100的創(chuàng)新醫(yī)療器械為中國科學(xué)家謝慶國發(fā)明的全數(shù)字PET/CT，國產(chǎn)全數(shù)字PET以突破技術(shù)瓶頸的方式打破發(fā)達國家國際巨頭的技術(shù)壟斷。具有非常重要的戰(zhàn)略意義。


概述：從國家藥品監(jiān)督管理局獲悉，一款型號為DPET-100的創(chuàng)新醫(yī)療器械PET/CT日前通過CFDA注冊審批，獲得市場準入和對外銷售的資質(zhì)。


PET是正電子發(fā)射斷層成像的簡稱，是一種生化靈敏度極高的核醫(yī)學(xué)分子影像技術(shù)。PET在惡性腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心血管疾病等重大疾病的早期診斷、療效評估、病理研究等方面具有極大的應(yīng)用價值。由于涉及核物理、電子、材料、精密制造、生物醫(yī)學(xué)等諸多學(xué)科，技術(shù)門檻高，其關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備市場主要為少數(shù)跨國企業(yè)壟斷。業(yè)界普遍認為，首臺臨床全數(shù)字PET/CT的取證上市，表明數(shù)字PET在GPS的技術(shù)壁壘之外打通了一條全新的技術(shù)路線，有可能在高端醫(yī)療器械領(lǐng)域形成一個標桿應(yīng)用。