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2016中国生命科学与生物技术发展态势 精选

已有 8776 次阅读 2016-12-19 08:50 |个人分类:科学书摘|系统分类:观点评述

本期,小编精选了我国生命科学与生物技术发展态势一文,奉献给读者。


重大研究进展


2015年,我国生命科学与生物技术领域论文与专利数量呈现增长态势,连续5年名列全球第2。


2015年中国发表论文87,765篇,比2014年增长了16.30%,中国生命科学论文数量占全球的比例从2006年的4.30%提高到2015年的14.36%;在生物与生物化学、环境与生态学、微生物学、分子生物学与遗传学、病理与毒理学、植物与动物学六个领域的论文数量均位居全球第2位。2015年全球发表生命科学论文数量机构排名中,中国科学院位居第4,共发表7582篇论文。2006年以来,中国专利申请数量和授权数量呈总体上升趋势。2015年,中国专利申请数量和授权数量分别为22,193件和10,394件,申请数量与授权数量比上年度分别增长了27.25%和3.88%,占全球数量比值分别为25.46%、21.28%,排名均为全球第2位。PCT专利申请数量达到375件,全球排名第7。


2015年,我国在生物技术各领域取得一系列突破性成果,在组学、脑科学与神经科学、合成生物学、表观遗传学、结构生物学、遗传、发育和生长、传染病与免疫学以及干细胞等方面取得了丰硕成果。


2015年,我国科研人员先后研究了酵母剪接体高分辨率三维结构及其工作机理;揭示炎症消退和免疫稳态调控的新机制;解析细胞炎性坏死的关键分子机制;揭示人类原始生殖细胞基因表达与表观遗传调控特征;还揭示了埃博拉病毒演化及遗传多样性特征。


另外,我国科研人员还完成了鹅、高山倭蛙、壁虎、白纹伊蚊、犬弓蛔虫、美国棉花、栽培陆地棉、小豆、芝麻、菠萝、海带和甲藻等多个物种的基因组测序工作,对自然杀伤/T细胞淋巴瘤进行了全面系统的基因组学图谱分析;还开发出一种全基因组测序方法,通过长片段阅读技术检测潜在的致病突变;首次证明“应用生物活性材料激活内源性干细胞修复脊髓损伤”的效果,探讨了内源性干细胞/祖细胞激活的机理和脊髓损伤修复可能的机制;成功研发“人脑连接组计算系统”,实现了高性能的人脑功能连接组计算;且在无创脑机接口信息传输研究方面取得重要进展;通过诱导干细胞技术,建立了双相情感障碍的细胞学模型;解析出青蒿素类过氧桥键的生物合成机制;在全基因组水平上首次开展了多倍化事件发生后 DNA 甲基化变异与基因组短期效应关系的研究;采用单颗粒冷冻电子显微镜分别获得了分辨率为3.4埃的人类γ-分泌酶原子结构,分辨率为3.6埃的裂殖酵母剪接体的三维结构等多种结构;研制出了一种新型的戊型肝炎疫苗;对H7N9病毒的进化和传播开展了大规模基因组分析;报道了具有不同程度多能性的4种细胞中mRNA转录组的m6A修饰图谱;应用小分子化合物组合诱导人成纤维细胞转化为神经细胞,并证明该化合物诱导策略是生成阿尔茨海默病患者特异性神经元细胞的可行性方法;发现仅需两种不同的化学物组合即能将成纤维细胞转化为神经细胞;建立了一个强大的化学诱导重编程系统;利用CRISPR-Cas9技术修复了小鼠精原干细胞中的遗传缺陷;建立了能稳定支持半克隆小鼠出生的“类精子细胞”单倍体细胞系;利用卵子获得了能代替精子使用的单倍体胚胎干细胞;创造出一种新型的干细胞-异种杂合二倍体胚胎干细胞。


技术进步


2015年,我国生物技术不断进步,并取得多项突破性成果。


在纳米尺度上直接测量单个分子的组成、结构及动力学性质,是当今物质科学探索的发展趋势。我国科研人员实现对单个蛋白质分子的磁共振探测,并解析出其动力学信息,成功将电子顺磁共振技术分辨率从毫米推进到纳米,灵敏度从上百亿个分子推进到单个分子。


自2013年首次报道CRISPR-Cas9系统在哺乳动物基因组编辑中的应用以来,以CRISPR为代表的基因组编辑技术受到了源源不断的高度关注,国内学者纷纷在各自领域应用该技术开展科学研究,成果显著。利用CRISPR技术首次编辑人类胚胎基因组,为治疗儿童地中海贫血症提供了可能;先后利用CRISPR技术首次成功制备了基因编辑山羊、蝴蝶,以及基因敲除的猪、狗模型;通过CRISPR技术编辑获得人工精子,并受精、培养获得小鼠幼崽,为便捷、高效地繁殖出大批半克隆的小鼠提供新思路;植物定点基因组编辑中,利用CRISPR-Cas系统定点突变了水稻和小麦两个作物的5个基因,首次证实CRISPR-Cas系统能够用于植物的基因组编辑;针对CRISPR技术“脱靶效应”的多项研究,有望进一步提高其安全性。


我国生物技术的应用研究2015年取得了一系列突破。


医药生物技术方面,作为青蒿素研发成果的代表性人物,屠呦呦获得诺贝尔生理或医学奖,这是对中国科学家为人类健康做出贡献的认可;国家食品药品监督管理总局共批准了肿瘤、内分泌系统、神经系统、消化系统、心血管系统等重要领域的11个新药上市。成功研发具有完全自主知识产权的世界首个口服重组幽门螺杆菌疫苗,获国家1.1 类新药证书;自主研制的Sabin株脊髓灰质炎灭活疫苗(单苗)正式上市,打破了发达国家对脊髓灰质炎灭活疫苗生产的垄断。


同时,自主研发的“超级细菌”疫苗——基因重组金黄色葡萄球菌疫苗,进入人体临床试验阶段,是国际上含抗原种类最多的“超级细菌”疫苗;自主研发的重组埃博拉疫苗正式启动在塞拉利昂的Ⅱ期临床试验,首次获得境外临床试验许可,实现了境外进行疫苗临床研究“零”的突破;成功分离出1株寨卡病毒,为我国开发具有自主知识产权的抗病毒药物、检测诊断试剂和中和抗体等的研究提供了物质基础;PD-1单抗BGB-A317获准进入临床研究,对抑制肿瘤细胞生长,恢复免疫系统功能具有重要意义;具有自主知识产权的用于肿瘤免疫治疗的IDO抑制剂有偿许可给美国HUYA公司;自主设计开发的精准化抗肿瘤药物APG-115已经获批进入美国临床,该药物对肉瘤、原发肝癌、原发胃癌等肿瘤可形成高效抑制。我国开展的干细胞结合智能生物材料治疗脊髓损伤临床试验初步取得了良好治疗效果,获得批准的生物工程角膜“艾欣瞳”是目前世界上唯一完成临床试验的高科技生物工程角膜产品。


生物医学工程方面,我国“十二五”以来取得了一系列“自主原创”、“从无到有”和“从低到高”的重要突破。X线机、超声、生化等基层新“三大件”全线技术升级,MRI、彩超、CT、PET/CT等高端产品成功实现国产化。


工业生物技术方面,我国在利用微生物技术开发洁净新能源方面的研究上取得了系列成果。目前正在建设全球最大的利用秸秆生产生物能源项目;第二代先进生物柴油技术把地沟油低成本地变成能百分百替代石化柴油的生物柴油;玉米秸秆戊糖制乙二醇的中试项目也进一步推进。


农业生物技术方面,有209个微生物肥料产品在中国农业部正式登记;通过研究水稻联会复合体的弱等位突变体,首次实现了在农作物中提高遗传重组频率的目标,提高育种效率;阐明Pib相关水稻品种稻瘟病抗性丧失的分子机制;发现BG1在单、双子叶植物生物量及作物产量改良中均具有极大的应用潜力。


环境生物技术领域,通过定向进化技术构建了更加灵敏高效的砷的细菌生物传感器;发现海洋褐藻生物的完整褐藻降解利用系统;首次利用“微生物+膜”污水处理工艺在红河油田301注水站试验成功;同时,宁夏自治区在抗生素菌渣污泥无害化处理研究领域获得突破性进展。


产业发展


在科技水平不断提高的带动下,我国生物产业规模不断壮大,商业模式创新和产品创新成果不断涌现,发展水平稳步提升,产业投资日益活跃,国际合作不断加强,一批行业龙头企业在国际市场上崭露头角,并在部分领域形成了较强的核心竞争力。


医药工业保持了较快的经济增长速度,在各工业大类中位居前列,医药终端需求稳步增长,虽然主营业务收入、利润总额的增速较上年继续放缓,但仍显著高于工业整体水平。2015年,药品终端市场总体规模已达13775亿元,同比增长7.6%,较2010年增长近2倍;主营业务收入26885.2亿元,同比增长9.0%,高于全国工业增速8.2个百分点,但较上年降低4.0个百分点;实现利润总额2768.2亿元,同比增长12.2%,高于全国工业增速14.5个百分点,但较上年下降0.04个百分点;医药出口增速再现回落,2015年实现出口交货值1798.5亿元,同比增长3.6%,增速较上年回落3.0个百分点,创下新低;医药产品出口额为564亿美元,同比增长2.7%,增速较上年下降4.7个百分点。部分领域发展势头较好,2015年国内血液制品市场规模165亿元,近5年年均增长率(CAGR)为17.8%。商业机器人市场在2015年达到了59亿美金。


农业领域,我国种子市场规模一直保持较大幅度增长,是全球第二大种子市场,2014年,我国种子市场规模 750亿元;2015年,我国转基因棉花种植面积达到5000万亩,占比在90%以上;当前微生物肥料企业总数在1000个以上,年产量1000万吨,年产值200亿元;2011~2015年,农业部微生物肥料和食用菌菌种质量监督检验测试中心正式登记微生物肥料产品975个;目前,生物饲料的市场值每年接近200亿元;截至2015年底,我国已登记的各类农药制剂数量共计34,315个,涉及到661种有效成分。


生物制造领域,我国生物发酵产业规模继续扩大,主要生物发酵产品产量2015年达2426万吨,居世界第一位,年总产值增至近2900亿元;我国的生物基材料产业发展迅猛,关键技术不断突破,2014 年,我国生物基材料总产量约580万吨;生物能源方面,中国是世界上第三大生物燃料乙醇生产国和应用国, 2014年产量约216万吨。


全球范围内,生命科学和生物技术受到广泛重视,主要发达国家相继部署实施了精准医学、脑科学研究等计划,推动生命科学向纵深发展;生物新技术不断涌现并迅速渗透到各个领域,融合创新进一步促进了技术成果的转移转化;生物产业发展步伐加快,催生了专业化生物服务等新业态。同时,我国生命科学领域研究水平稳步提升,生命科学基础研究不断深入;生物技术与各领域融合发展,以生物技术创新带动了生物医药、生物制造等的发展;生物技术产业实力不断增强,在支撑引领经济社会发展中的作用日益突出。




本文摘编自科学技术部社会发展科技司,中国生物技术发展中心编著《2016中国生命科学与生物技术发展报告》第一章,内容有删减。



2016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

北京:科学出版社,2016.11

ISBN 978-7-03-050774-7


2016 中国生命科学与生物技术发展报告》总结了 2015 年我国生命科学基础研究、生物技术应用和生物产业发展的主要进展情况,重点介绍了我国在组学、脑科学与神经科学、合成生物学、非编码 RNA、表观遗传学、结构生物学、免疫学、干细胞等领域的研究进展以及生物技术应用于医药、农业、工业、环境等方面的情况,分析了我国生物产业及细分领域的发展态势,并对 2015 年生命科学论文和生物技术专利情况进行了统计分析。《2016 中国生命科学与生物技术发展报告》分为总论、生命科学、生物技术、生物产业、投融资、文献专利 6 个章节,以翔实的数据、丰富的图表和充实的内容,全面展示了当前我国生命科学、生物技术和生物产业的基本情况。


(本期编辑:安静)


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