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国际生命科学与生物技术发展态势

发布时间:2021年06月03日 浏览次数:185

《生命科学趋势之一:全球生物技术领域的重大研究进展》

生命科学与生物技术在引领未来社会经济发展中的战略地位日益凸显。生命科学因其“引领性、突破性、颠覆性”,以及其与其他高新技术交叉融合的显著特点,正在成为世界新一轮科技革命和产业变革的核心。

随着第四次工业革命的到来,生命科学行业将继续走上一条变革性的技术之旅。近年来,各类颠覆性的新技术正在为生命科学的发展创造一个变革性的机遇,而科学成就也正在以创记录的速度增长。

1. 脑科学研究不断深入,脑机交互技术持续突破

脑科学研究为人工智能的发展注入了活力,深度学习、神经网络的发展都从脑科学研究中汲取了营养,而人工智能的进步又为脑科学研究提供了仿真模拟手段、系统与平台,将有助于最终解读人类意识。

可视化技术及类脑芯片的开发推动着脑科学研究迈出新步伐,相关研究持续突破。技术上,我国清华大学、美国弗吉尼亚大学等基于G蛋白偶联受体的乙酰胆碱(ACh)传感器(GACh)实现了神经元交流的可视化。美国耶鲁大学等通过对近2000个大脑进行研究,完成了迄今最全面的人脑基因组分析,进而解析大脑发育和功能的复杂机制。硅谷传奇人物埃隆马斯克在最近的一次访谈中提到,Neuralink团队正在加速研发旨在使通信更快捷、更方便的脑机芯片,使用该芯片后将不再需要使用传统语言,颠覆人类百万年以来的交流方式。

2. 人工智能渗透健康领域,AI诊断设备用于疾病诊断

近年来,人工智能(AI)技术用于疾病风险预测诊断和病理分析的研究方面的突破从未间断。例如,美、英、法、加拿大以色列等多国机构利用AI预测个体患急性骨髓性白血病3、心血管疾病4的风险,德国癌症研究中心、美国纽约大学医学院完成了脑肿瘤、肺癌的诊断与分型。AI医疗产品相继获批,美国食品药品监督管理局(FDA)批准了完全由患者自行检向因F状查的AI设备IDx-DR,用于检测糖尿病患者的视网膜病变。美国谷歌DeepMind在人工智能领域取得了巨大的进步,推出了许多有用的创新系统。另一方面,DeepMind还与WaveNet等公司合作,为人们的生活增加价值。由于他们所使用的人工智能系统的特殊性,深度强化学习让他们成为Google的首选公司。

3. 精准医学研究不断取得突破,新冠治疗提上日程

精准医学研究持续推进。美国“精准医学计划”的“百万人队列”项目正式开放并进行全国招募。英国“十万人基因组计划”已完成,又将启动全球最大规模(500万人)的人群基因组计划。脑肿瘤、头颈癌、胃癌等精准分型均有新突破。自2017年首个基因疗法诺华 Kymriah上市后,免疫治疗研究热度攀升,成为产业投资热点。美国丹娜-法伯癌症研究院等机构在免疫治疗抵抗研究中取得多项重要突破,新药发现和临床试验成果突出,有望推广应用于更多适应证。在近期的会议上,钟南山院士指出,中国正在组织大规模人群筛查,从基因层面找到亚洲人群特别是中国人群的易感基因,利用精准治疗提供个性化治疗方案。

4. 人类微生物组与健康研究迈向因果机制揭示和应用性研究

人类微生物组与健康研究从菌群普查和关联性研究,向因果机制揭示和应用性研究迈进。美国克利夫兰诊所探索了基于胆碱类似物阻止肠道微生物分泌三甲胺N-氧化物从而显著降低心血管疾病风险等人体微生物组调控的疾病疗法。以色列魏茨曼科学研究所的研究分别证实益生菌肠道定植存在个体化差异。抗生素治疗后使用益生菌会阻碍倡导微生物生物组的恢复。

热潮之下,国内企业有所动作,资本亦开始涌入。5月20日,字节跳动创始人张一鸣发布内部全员信,宣布卸任CEO一职,并将更多参与到“脑疾病”等项目的探索中。去年,41岁的黄铮宣布辞任拼多多董事长,也说将“更多结合个人终身兴趣,致力于食品科学和生命科学领域的研究”,设立“繁星慈善基金”,捐助1亿美元致力于生命科学领域。在两位互联网大佬之前,百度李彦宏、腾讯马化腾、猎豹浏览器傅盛、搜狗王小川等都说过,对生命科学很感兴趣。而且很多互联网企业也开始在医药健康领域投资,百度、腾讯等都有大量投入。

可见,生命科学与医学研究范式、疾病诊疗模式健康产业业态正在发生变化。人口健康科技的数字化、智能化、系统化、工程化趋势愈加明显,精准防诊治模式不断深化,免疫视角的疾病发生机制受到重视,新型疗法不断取得突破。伴随着人工智能技术、大数据技术的快速发展,生命科学新技术与新方法广泛应用于生物医药和健康、生物农业、生物能源、生物环保、生物制造、生物安全等各领域,为更加深入系统地认识乃至改造生命提供了前所未有的技术支撑,为维护人类安全、疾病预防、诊断、治疗及破解新世纪健康难题提供了重要手段。

 

参考书籍:1.《2019年中国生命科学与生物技术发展报告》,科学技术部社会发展科技司中国生物技术发展中心编著,科学出版社。

 

下期预告:全球脑科学与神经科学领域近年来的重要技术进步。

 

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