生物谷產(chǎn)業(yè)訊 該報告,，描述了至2025年這一時間范圍內(nèi)的生物技術(shù)趨勢及可能的應(yīng)用情況。報告中對生物技術(shù)的含義進行了廣泛的解釋,，并將報告分成以下幾個應(yīng)用領(lǐng)域：健康與福利，初級生產(chǎn)，工業(yè)與環(huán)境,，安全與防御。同時也涉及一些影響生物技術(shù)發(fā)展的新興科學(xué)領(lǐng)域,。
概要匯集了整篇報告的幾個主要發(fā)現(xiàn),，及對新西蘭政府和新西蘭人的幾項建議?？煞譃橐韵聨讉€部分：1,、主要發(fā)現(xiàn)，以比較的觀點分析了生物技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域,，簡要描述了主要新興生物技術(shù)的科學(xué)趨勢和應(yīng)用,；2、對相關(guān)國家政策的評論,；3,、插頁：對生物技術(shù)2025年發(fā)展的預(yù)測。
1.主要發(fā)現(xiàn)
在當今世界,，大部分生物技術(shù)研究和相關(guān)商業(yè)備受關(guān)注,，而最終演變?yōu)閷θ祟惤】迪嚓P(guān)知識和應(yīng)用的關(guān)注。就現(xiàn)今的健康領(lǐng)域來說,，生物技術(shù)總值的90%來自于生物制藥部門,，這正反映出生物技術(shù)的歷史發(fā)展過程。生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)最初于20世紀70年代末在美國興起,，也是人類首次關(guān)注生物技術(shù)在健康領(lǐng)域的應(yīng)用,。
自20世紀90年代中期開始，隨著全球轉(zhuǎn)基因作物種植領(lǐng)域的快速增加,，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用開始興起,。盡管增長速度很快,，但99%的轉(zhuǎn)基因作物僅在6個國家種植（美國、阿根廷,、巴西,、中國、南非和加拿大）,。同時全球兩大主要市場（歐洲和日本）的消費者對轉(zhuǎn)基因食品的抵制,，意味著這種特殊的生物技術(shù)在將來的發(fā)展具有很大的不確定性。在新西蘭,，生物技術(shù)領(lǐng)域是獨一無二的,。它作為一種健康應(yīng)用而非單純的初級生產(chǎn)，并不是簡單地僅由轉(zhuǎn)基因作物技術(shù)構(gòu)成的,。
工業(yè)和環(huán)境生物技術(shù)經(jīng)常被人們比擬為生物技術(shù)發(fā)展的“第三次浪潮”?，F(xiàn)今的工業(yè)生物技術(shù)主要由針對各種專業(yè)產(chǎn)品（如清潔劑、營養(yǎng)藥效食品和一些醫(yī)藥品）的生物處理技術(shù)（使用微生物和酶）所組成,。并且隨著生產(chǎn)能力的增加和生物精煉廠（類似于現(xiàn)在的石化煉油廠）的出現(xiàn),，將來可能會出現(xiàn)可再生商品（如木質(zhì)生物能源和燃料）的大量生產(chǎn)。
新西蘭科技部也對防御與安全領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展進行了調(diào)查,。用以鞏固應(yīng)用的防御生物技術(shù),，通常來自于其他生物技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。同樣,，9.11之后的國土安全投入領(lǐng)域,，對生物技術(shù)的投資遠遠比重大獨立技術(shù)增長曲線本身更有效?；仡櫡烙邪l(fā)的歷程,，新西蘭也期望能給國內(nèi)市場帶來穩(wěn)定。
報告中的的曲線圖描述了報告期限內(nèi)的健康與福利,、初級生產(chǎn)和工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域的增長曲線預(yù)測情況,。技術(shù)部分的增長主要呈“S”形：如圖所示，當前生物技術(shù)是一個相對年輕的技術(shù)平臺.
2.1技術(shù)趨勢
該部分略述了幾個比較重要的技術(shù)趨勢,，或朝著生物技術(shù)最新使用方向的典范轉(zhuǎn)換,。（關(guān)于技術(shù)趨勢和主要應(yīng)用的詳細資料，呈現(xiàn)在報告第5-8章結(jié)尾處的表格內(nèi),。）
2.1.1 總體趨勢
1）一致性
生物技術(shù)與其他技術(shù)領(lǐng)域（如信息技術(shù),、納米技術(shù)）的發(fā)展有著密切的聯(lián)系。除了各技術(shù)平臺之間的日益配合,，不同的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域也在不斷地趨于一致,。如，基因醫(yī)藥推動了治療的民營化，也讓新西蘭科技部門預(yù)見到營養(yǎng)基因體的進步加速了食物和營養(yǎng)領(lǐng)域的發(fā)展,。
2）診斷技術(shù)——第一浪潮
診斷技術(shù)（如DNA芯片和生物感測裝置）發(fā)展迅速,，廣泛應(yīng)用在基因醫(yī)藥、營養(yǎng)基因體,、食品安全,、環(huán)境監(jiān)測和生物防御領(lǐng)域。隨著技術(shù)在國內(nèi)市場的滲入,，因此對生物防御技術(shù)發(fā)展投資的不斷增加可能會推動人們對該行業(yè)的認可。
2.1.2 健康與福利
1）三個P
診斷的預(yù)測性功能越來越強,；治療干涉將更有預(yù)防性,；保健（包括飲食）將更具人性化并針對個體單獨定制,。診斷學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)超過了治療學(xué)領(lǐng)域,。
2）從修復(fù)到再生
伴隨著人類對干細胞和神經(jīng)系統(tǒng)的不斷了解，再生醫(yī)學(xué)（regenerative medicine）得到了逐步發(fā)展,。這表明人類的重點已經(jīng)從組織替換轉(zhuǎn)移到了一個更基于生物學(xué)的方法——組織修復(fù)和再生,。
2.1.3 初級生產(chǎn)
從“高產(chǎn)量，低附加值”轉(zhuǎn)為“低產(chǎn)量,，高附加值”的初級生產(chǎn)傳統(tǒng)意義上的初級工業(yè)產(chǎn)品以“高產(chǎn)量,，低利潤”為特色，而生物技術(shù)增加了初級產(chǎn)品的價值（如通過家畜和植物制得的醫(yī)藥用蛋白質(zhì)）,。
2.1.4 工業(yè)與環(huán)境
從不可更新商品轉(zhuǎn)為可更新產(chǎn)品化石燃料和石油的有限價值,，工業(yè)生物技術(shù)的進步，低成本技術(shù)的發(fā)展,，和生物處理能力范圍的擴大,，都推動產(chǎn)品朝著一個趨勢前進——將可更新生物能源，如作物和樹木,，不斷轉(zhuǎn)化為商品（生物燃料和生物塑膠）,。
2.2 新興應(yīng)用前瞻
以下是關(guān)于報告中涉及的幾個重大新興生物技術(shù)應(yīng)用的舉例。對于市場的預(yù)測是基于全球市場（主要是美國市場）的資料而定的,，并不局限于新西蘭,。若想要了解新興技術(shù)應(yīng)用的更全面分類，請閱讀第5-8章的第二部分（結(jié)尾處）,。
2.2.1 健康與福利
1）D N A芯片
隨著越來越多復(fù)雜疾病的基因原理被揭示,，而且診斷工具變得越來越便宜，因此DNA芯片和基因測驗預(yù)計將會于2012年左右融入普通臨床治療之中,。
2）RNA干擾( R N A i )
RNAi (或基因沉默)理論上可用于治療任何與基因過于活躍相關(guān)的疾病,。人類在2004年8月首次將RNAi技術(shù)運用于藥物中，據(jù)預(yù)測，RNAi藥物正式進入市場最早在2019年,。
3）干細胞治療
干細胞天生具有能夠區(qū)分不同組織的能力,，它們最有可能被用來實現(xiàn)組織工程應(yīng)用。人類預(yù)測在2015到2025年之間實現(xiàn)用干細胞來治療某些慢性病,，如糖尿病,、帕金森、Alzheimer病,、心臟病,。
4）神經(jīng)義肢技術(shù)（Neuroprosthetics）
神經(jīng)義肢技術(shù)是用大腦信號來控制某些設(shè)備，如假肢（使用者已恢復(fù)觸覺）或計算機鍵盤,。實驗室中的研制成功表明這項技術(shù)很可能將在2010年后進入市場,。
5）通過胚胎篩查來增加基因特性
今年來DNA放大技術(shù)（DNA amplification techniques）的改進，意味著醫(yī)學(xué)人員（可能在2005年初）將會對著床前胚胎進行篩選來增加基因的特性,。
2.2.2 初級生產(chǎn)
1）轉(zhuǎn)基因作物——性狀累積
改變作物基因及遺傳特性的能力被稱為“性狀堆積”,。首先，轉(zhuǎn)基因作物能有效控制產(chǎn)品的特性,，如對害蟲的抵抗力,。其次，更多復(fù)雜的特性如葡萄糖增加等,，將會紛至沓來,。人工染色體技術(shù)和葉綠體轉(zhuǎn)換（chloroplast transformation）是用來實現(xiàn)作物特性轉(zhuǎn)換最有力的兩項技術(shù)。
2）分子標記輔助選擇（Marker-assisted selection）
雖然動植物繁殖基因性狀的日益復(fù)雜,，但即使沒有遺傳修飾（genetic modification）,，針對動植物的分子標記輔助選擇育種技術(shù)仍很有可能得到應(yīng)用。
3）生物制藥 （Biopharming）
用植物或動物作為生物反應(yīng)器或“工廠”來制造高價值蛋白質(zhì)（如醫(yī)藥品）預(yù)計于2007年到2020年之間實現(xiàn),。而用家畜來進行生物制藥的方法預(yù)計將在用植物生物制藥之前實現(xiàn),。
2.2.3 工業(yè)與環(huán)境
1）生物處理技術(shù)
微生物和酶催化工業(yè)處理技術(shù)正在被轉(zhuǎn)換為新興技術(shù)，如新陳代謝工程,。
2）可更新產(chǎn)品——生物塑膠
據(jù)預(yù)測,，到2010年，可更新的生物塑膠將取代全球10%的塑料產(chǎn)品市場,；到2020-25年,，將擴大到20%。
2.2.4 安全與防御
1）診斷學(xué)
國土安全的需求（特別是在美國）正在不斷推動活細胞生物感測技術(shù)（live cell biosensing technologies）及實時實驗室芯片（lab-on-a-chip）加工能力的發(fā)展,。這些技術(shù)預(yù)計將為國內(nèi)市場帶來穩(wěn)定,。
2）抗濾過性病原體療法
隨著非典型肺炎和禽流感等疾病的出現(xiàn)，基于生物防御的目的,，抗濾過性病原體療法不斷在發(fā)展,。通過找出不同濾過性微生物之間的“共同點”,，從基因的角度來擊敗濾過性病原體。
2.3 科學(xué)趨勢
生物學(xué)科學(xué)的發(fā)現(xiàn)是推動或阻礙生物技術(shù)發(fā)展的主要原因之一,。由新西蘭皇家學(xué)會成立的一個專家小組認為,，對主要科學(xué)趨勢和領(lǐng)域的前瞻是該報告的精華所在。這里節(jié)選了專家小組的主要發(fā)現(xiàn),。
2.3.1生物學(xué)科學(xué)趨勢
1）復(fù)雜性
人類越來越趨向于了解多基因而非單個基因的功能和規(guī)則,，21世紀研究生物的一個關(guān)鍵是了解其分子規(guī)則。隨著大量染色體組序列的發(fā)現(xiàn),，就產(chǎn)生了更多的數(shù)據(jù),，而如何有效利用這些信息則成了一大挑戰(zhàn)。
2）各自然學(xué)科的融合
聯(lián)接各門科學(xué)學(xué)科的工作仍將繼續(xù)進行,，這并非創(chuàng)新而是科學(xué)進步的一個組成部分,。比如，分子生物學(xué)融合了物理學(xué)和生物學(xué),，而其他新的雜交研究領(lǐng)域則包括復(fù)雜生物資料分析學(xué)科（Bioinformatics）和納米技術(shù),。
2.3.2 前瞻領(lǐng)域
1）系統(tǒng)生物學(xué)（Systems Biology ）
為了更好理解復(fù)雜的生物學(xué)體系,，人類開始對系統(tǒng)生物學(xué)產(chǎn)生濃厚興趣,。這是生物技術(shù)的一個新領(lǐng)域，是現(xiàn)有的及新的科學(xué)學(xué)科的融合（如,，基因組, 蛋白質(zhì)組, 代謝體學(xué),、數(shù)學(xué)、生物計算學(xué)和工程學(xué)）,，旨在結(jié)合所有類型的生物學(xué)信息（DNA, RNA,蛋白質(zhì),，細胞網(wǎng)絡(luò)，細胞,，組織等）,。
2）表觀遺傳學(xué)（Epigenetics）
除了DNA 或 RNA序列，還存在很多基因方面的信息,。表觀遺傳（也被稱為“基因組印記”）（genomic imprinting）,，主要研究不編碼在DNA序列中的遺傳特性。這些特性由DNA與其他分子相互作用,，或由蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用產(chǎn)生,。對于表觀遺傳過程的了解能應(yīng)用于實踐中，如可用于治療一些由錯誤的胎教造成的人類疾病,。
3）化學(xué)遺傳學(xué)
化學(xué)遺傳學(xué)是由人類染色體工程（Human Genome Project）帶來的一門新興學(xué)科,。這一強有力的技術(shù)能允許研究人員改變并觀察蛋白質(zhì)的功能，來更好的了解它們與其他蛋白質(zhì)之間的相互作用,，及在生物體系中的地位,。
3.評論
通過閱讀整篇報告，我們可能會開始思考這些新興技術(shù)將如何與其他技術(shù)相結(jié)合，以及這些技術(shù)將如何影響新西蘭,。以下這些結(jié)論并非毫無漏洞,，而是用來鼓勵人們進行討論，我們希望大家能用自己的知識來對此有所補充,。
3.1 交叉點——發(fā)展道路上的一個岔口?
在2008年與2013年之間,，很有可能將會有兩種主要的技術(shù)方法來制造作物的多樣性，如擁有更多營養(yǎng)價值或抗旱能力加強,。這兩種技術(shù)就是轉(zhuǎn)基因技術(shù)和分子標記輔助選擇由于無法確定消費者對轉(zhuǎn)基因技術(shù)的接受程度,，這就表示市場很有可能會選擇其中一種技術(shù)。這將會在其他生物技術(shù)市場的發(fā)展速度上產(chǎn)生流動效應(yīng),。
3.2 互相依賴性——協(xié)調(diào)還是沖突,？
在很大程度上，假設(shè)將來轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)用的發(fā)展能提供改良過的原料,，并作為燃料工業(yè)增長的給料的話,，則生物能源、生物燃料和基于生物的日用品的發(fā)展將是獨立的,，沒有依賴性,。如果市場選擇接受轉(zhuǎn)基因作物，那么以基因為基礎(chǔ)行業(yè)的大規(guī)模發(fā)展不可能按照預(yù)計實現(xiàn),。
以轉(zhuǎn)基因作物為基礎(chǔ)的生物能源的發(fā)展必然將引起環(huán)境價值方面的壓力,。一方面，生物能源的發(fā)展能產(chǎn)生可持續(xù)性能源,，這有利于環(huán)境,。另一方面，生物能源依賴于使用轉(zhuǎn)基因作物技術(shù)來獲取作物來源,，這將會帶來難處,，因為有人認為轉(zhuǎn)基因技術(shù)與環(huán)保相違背。
3.3 調(diào)整性指針--是否具有未來性傾向,？
對于其中的某些生物技術(shù),，新西蘭立法體制可能還不會充分同意，以下領(lǐng)域還值得進一步探究：
1)基因檢測和基因組藥物的發(fā)展引起了關(guān)于種族,、隱私和毛利人特殊文化的爭論,；
2)神經(jīng)義肢技術(shù)（如用大腦控制的假肢），引起了關(guān)于道德和安全的爭論,；
3)生物探勘技術(shù), 在確保地球動植物資源得到充分保護的同時,，抓住各種創(chuàng)新的機遇；
4)納米生物技術(shù)的應(yīng)用可能會引起關(guān)于健康,、安全,、道德和隱私方面的爭論,。
3.4 “可能性空間”的出現(xiàn)——從治療到加強？
來自不同市場部分的技術(shù)的融合可能會產(chǎn)生全新的結(jié)果,，被稱之為“可能性空間”,。比如，若具備以下三點,，則2020年左右可能產(chǎn)生可能性空間：
1) 胚胎篩查和選擇技術(shù)的增加改進,；
2)基因治療應(yīng)用的重大進步；
3)通過進行全國性的大規(guī)模調(diào)查,，得出疾病的基因和環(huán)境決定因素方面的資料,。
這三方面因素的融合能使得胚胎按照選定的良性基因特性發(fā)育，這被稱為“設(shè)計嬰兒” （“designer babies”）,。
3.5不確定性因素——靈活性需求
人們可以看到哪些研究現(xiàn)在已經(jīng)受到關(guān)注,，哪些研究需要在知識和應(yīng)用中進一步的發(fā)展，哪些研究需要開始準備等,。但新西蘭科技部將來工作的一個更為重要的目的是為不確定性研究作準備,，同時也加強相對確定的領(lǐng)域。以下是一些不確定領(lǐng)域：
1)關(guān)于生物技術(shù)的社會價值和觀點是否會變化,，如何變化;
2)如果或者何時新西蘭可能會遭遇全國范圍的與生物相關(guān)的事變,，如流感和口蹄疫的入侵。
這些或者其他不確定性因素提高了人類對科學(xué)技術(shù)發(fā)展需求的警惕,，同時為了管理各種爭論和抓住機遇而可以靈活采取措施,。
英文原文鏈接參見：http://www.morst.govt.nz/uploadedfiles/Biotechnology/FutureWatchBookOverview.pdf
