來(lái)源 | 人民論壇網(wǎng)-人民論壇雜志

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源

在“十五五”規(guī)劃建議中，“生物制造”被賦予前所未有的戰(zhàn)略高度——不僅被列為“采取超常規(guī)措施，全鏈條推動(dòng)”的六大關(guān)鍵核心技術(shù)之一，而且被明確為要前瞻布局的未來(lái)產(chǎn)業(yè)和新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。這種在頂層設(shè)計(jì)中的“雙重定位”，清晰標(biāo)志著生物制造已從前沿科學(xué)概念，躍升為我國(guó)搶占全球科技與產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)的核心戰(zhàn)略部署。那么，生物制造究竟是什么？將如何催生新質(zhì)生產(chǎn)力？又將怎樣賦能人民群眾的生產(chǎn)與生活？為厘清這些問(wèn)題，人民論壇對(duì)譚天偉院士進(jìn)行專訪。

生物制造的概念內(nèi)涵、產(chǎn)品門(mén)類和戰(zhàn)略意義

《人民論壇》：什么是“生物制造”？其主要涵蓋的行業(yè)門(mén)類和代表性產(chǎn)品有哪些？

譚天偉：生物制造是以工業(yè)生物技術(shù)為核心，利用生物體如酶、細(xì)胞等作為催化劑，結(jié)合過(guò)程工程技術(shù)進(jìn)行目標(biāo)產(chǎn)品生產(chǎn)的制造過(guò)程。與依賴石化原料和高能耗的制造方式相比，生物制造以可再生生物質(zhì)為原料，過(guò)程溫和、污染小、能效高、可持續(xù)性強(qiáng)，是典型的“綠色制造”和“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”代表。

生物制造的應(yīng)用非常廣泛，涵蓋從醫(yī)藥健康到農(nóng)業(yè)、化工、能源和材料等多個(gè)領(lǐng)域。代表性產(chǎn)品主要包括：一是生物醫(yī)藥產(chǎn)品，如胰島素、生長(zhǎng)激素、干擾素等重組蛋白藥物，單克隆抗體和疫苗等。二是生物能源產(chǎn)品，如生物乙醇、生物航煤、生物柴油等生物液體燃料。三是生物化工與材料產(chǎn)品，如大宗化學(xué)品、生物基塑料、可降解材料等；生物基防腐劑、表面活性劑、香精香料和染料等精細(xì)化學(xué)品。四是功能性食品原料和健康產(chǎn)品，如糖類、蛋白類、脂類等食品基礎(chǔ)原料；食用色素、甜味劑、酸味劑、功能脂質(zhì)等食品配輔料；氨基酸、益生菌、酶制劑等食品功能制劑；細(xì)胞培養(yǎng)肉、替代蛋白等未來(lái)食品；透明質(zhì)酸、重組膠原蛋白等醫(yī)美健康產(chǎn)品等。五是大宗發(fā)酵產(chǎn)品，如氨基酸、有機(jī)酸、淀粉糖、維生素等。

《人民論壇》：生物制造與傳統(tǒng)制造的根本區(qū)別在哪里？又具備哪些進(jìn)步優(yōu)勢(shì)？

譚天偉：生物制造與傳統(tǒng)制造的根本區(qū)別，在于其生產(chǎn)原理、資源利用方式與系統(tǒng)特征的根本不同。傳統(tǒng)制造主要依賴化石能源和礦產(chǎn)資源，通過(guò)高溫高壓、強(qiáng)酸強(qiáng)堿等物理化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，過(guò)程能耗高、污染重，屬于典型的線性、封閉式生產(chǎn)體系。而生物制造以可再生的生物質(zhì)資源為原料，利用微生物、酶或細(xì)胞等生命體系進(jìn)行催化與合成，在常溫常壓下實(shí)現(xiàn)高效轉(zhuǎn)化，過(guò)程綠色環(huán)保、能耗低、可循環(huán)。傳統(tǒng)制造是“以物造物”，強(qiáng)調(diào)物理和化學(xué)手段；生物制造則是“以生造物”，利用生命體自身的代謝網(wǎng)絡(luò)和酶的催化作用實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的物質(zhì)合成，這些是有生命的、能夠自我復(fù)制的“微型工廠”，科學(xué)家通過(guò)編輯它們的DNA“藍(lán)圖”，來(lái)編程其生產(chǎn)行為。與傳統(tǒng)制造相比，生物制造具有條件溫和、原料可再生、產(chǎn)品可設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，能夠利用可再生生物質(zhì)資源，如將二氧化碳、秸稈等廢棄物轉(zhuǎn)化為高價(jià)值產(chǎn)品。因此，生物制造不是對(duì)傳統(tǒng)制造的簡(jiǎn)單“改進(jìn)”，而是為我們邁向一個(gè)更綠色、更精準(zhǔn)、更可持續(xù)的工業(yè)未來(lái)提供了全新可能。

《人民論壇》：在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中，大力發(fā)展生物制造具有怎樣的戰(zhàn)略意義？

譚天偉：在全球新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的浪潮中，生物制造作為生物技術(shù)與先進(jìn)制造深度融合的顛覆性范式，不僅承載著推動(dòng)制造業(yè)綠色轉(zhuǎn)型的歷史使命，更是培育新質(zhì)生產(chǎn)力、重塑全球產(chǎn)業(yè)格局的重要引擎。

生物制造是全球科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。全球產(chǎn)業(yè)鏈深度重構(gòu)的百年變局中，我國(guó)制造業(yè)面臨雙重挑戰(zhàn)，既要突破關(guān)鍵核心技術(shù)瓶頸，又需構(gòu)建自主可控的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系。生物制造是推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重要引擎，理論上，市場(chǎng)60%的化學(xué)產(chǎn)品可以采用生物制造的方法進(jìn)行生產(chǎn)，預(yù)計(jì)未來(lái)10—20年將創(chuàng)造約4萬(wàn)億美元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。目前，生物制造已成為世界主要科學(xué)中心和創(chuàng)新高地的核心競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域，更是筑牢國(guó)家安全的重要基石。

生物制造是推動(dòng)傳統(tǒng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新生產(chǎn)模式的迫切需求。當(dāng)前，我國(guó)在一些對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要的產(chǎn)品制造方式上，仍大部分依賴石油化工、有機(jī)合成及植物提取等傳統(tǒng)制備方式，難以應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求的快速變化和新興技術(shù)的挑戰(zhàn)。生物制造技術(shù)憑借原料可再生、過(guò)程綠色化、產(chǎn)品可設(shè)計(jì)等優(yōu)勢(shì)，輻射能源、化工、食品、醫(yī)藥等多個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)關(guān)鍵領(lǐng)域，成為破解傳統(tǒng)制造業(yè)資源依賴高、碳排放強(qiáng)度大、技術(shù)迭代滯后等結(jié)構(gòu)性矛盾的重要抓手。未來(lái)生物制造可從根本上改變傳統(tǒng)制造業(yè)的生產(chǎn)模式，可形成“生物+能源”“生物+化工”“生物+醫(yī)藥”“生物+輕工”等全新生產(chǎn)方式，衍生出一大批全新生物基產(chǎn)品，是支撐我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略技術(shù)。

生物制造是實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展，助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要途徑。2020年9月，我國(guó)提出“二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”的目標(biāo)和愿景。截至目前，我國(guó)僅石油化工和煤化工的碳排放總量接近9億噸，“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)仍面臨較大壓力，迫切需要找到在全生命周期內(nèi)低碳排放的新型發(fā)展模式。生物制造，可在溫和條件下利用可再生碳實(shí)現(xiàn)化學(xué)品的可持續(xù)生產(chǎn)，其綠色、低碳特性已得到越來(lái)越多的證實(shí)。和石化路線相比，目前生物制造產(chǎn)品平均節(jié)能減排30%—50%，未來(lái)將達(dá)到50%—70%。生物制造過(guò)程在化工、能源、食品、材料、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用，將助推相關(guān)行業(yè)實(shí)現(xiàn)碳減排。更深遠(yuǎn)的意義在于，生物制造可以將二氧化碳直接轉(zhuǎn)化為燃料和化學(xué)品，形成未來(lái)新型的工業(yè)制造路線和技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)負(fù)碳排放，更有助于“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

生物制造是破解資源約束困局，保障糧食安全的重要手段。當(dāng)前，飼料糧供給關(guān)乎國(guó)家糧食安全，核心之一是飼用蛋白供給。我國(guó)飼用蛋白年缺口近4000萬(wàn)噸，年進(jìn)口大豆超1億噸，數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)大豆單產(chǎn)低于美國(guó)、巴西，2022年，美國(guó)大豆單產(chǎn)為222.00公斤/畝，巴西大豆單產(chǎn)為209.33公斤/畝，而我國(guó)大豆單產(chǎn)為131.83公斤/畝，僅為美國(guó)的59.38%、巴西的62.98%。所以，創(chuàng)制優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)資源，“向植物動(dòng)物微生物要熱量、要蛋白”，實(shí)現(xiàn)“不與人爭(zhēng)糧，不與糧爭(zhēng)地”，把飯碗牢牢端在自己手中，這是習(xí)近平總書(shū)記倡導(dǎo)的“大食物觀”核心要義，也是關(guān)乎國(guó)家安全的重大戰(zhàn)略需求。綠色生物制造可將種植或養(yǎng)殖的農(nóng)產(chǎn)品合成基因組裝進(jìn)微生物細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)、淀粉、油脂、糖類等物質(zhì)的發(fā)酵合成，即通過(guò)一碳?xì)怏w發(fā)酵，以及與大宗化學(xué)品發(fā)酵聯(lián)產(chǎn)等方式，獲得優(yōu)質(zhì)菌體蛋白，從而構(gòu)建“非耕地依賴型”蛋白供應(yīng)鏈，為我國(guó)糧食安全提供重要保障。

我國(guó)生物制造的發(fā)展現(xiàn)狀、機(jī)遇挑戰(zhàn)與趨勢(shì)前瞻

《人民論壇》：我國(guó)生物制造產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展情況如何？請(qǐng)您從產(chǎn)業(yè)規(guī)模、區(qū)域布局、創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化等方面，展開(kāi)介紹。

譚天偉：近年來(lái)，我國(guó)不斷加強(qiáng)生物制造領(lǐng)域頂層設(shè)計(jì)，持續(xù)推進(jìn)創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)和關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，生物制造取得快速發(fā)展。《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035)》 《“十四五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》等政策文件先后發(fā)布，科學(xué)規(guī)劃、系統(tǒng)推進(jìn)我國(guó)生物制造的創(chuàng)新發(fā)展。

產(chǎn)業(yè)規(guī)模方面，我國(guó)生物制造核心產(chǎn)業(yè)規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)，包括現(xiàn)代生物發(fā)酵、生物基化學(xué)品，以及生物基材料等主要產(chǎn)業(yè)規(guī)模已超過(guò)8000億元，氨基酸、有機(jī)酸產(chǎn)量居世界首位，淀粉糖產(chǎn)量居世界第二位。燃料乙醇年產(chǎn)量為290萬(wàn)噸，已發(fā)展成為世界第五大生物燃料乙醇生產(chǎn)國(guó)和應(yīng)用國(guó)。

區(qū)域布局方面，我國(guó)各?。ㄊ校┮苍谝?guī)劃布局生物制造創(chuàng)新戰(zhàn)略或行動(dòng)計(jì)劃，已有28個(gè)?。ㄊ校┰谄湎嚓P(guān)政策中明確提出支持合成生物/生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展，北京、天津、上海等24個(gè)?。ㄊ?、區(qū)）更是為合成生物制造產(chǎn)業(yè)出臺(tái)專項(xiàng)政策。我國(guó)已形成以京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝經(jīng)濟(jì)圈為核心的生物制造產(chǎn)業(yè)多極布局。北京、天津、上海、深圳在創(chuàng)新研發(fā)與高端制造方面優(yōu)勢(shì)明顯；山東、江蘇、浙江在生物化工與新材料應(yīng)用上基礎(chǔ)雄厚；廣東則在智能制造與產(chǎn)業(yè)化集群建設(shè)方面成果顯著。多地正建設(shè)國(guó)家級(jí)生物制造產(chǎn)業(yè)園與創(chuàng)新示范區(qū)，推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同發(fā)展。

在創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化方面，我國(guó)科學(xué)家構(gòu)建了丁二酸、丙氨酸、D-乳酸、蘋(píng)果酸、PHA 等近 20 種化工產(chǎn)品的生物制造路線，部分產(chǎn)品率先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。在國(guó)際上率先建設(shè) L-丙氨酸生物制造萬(wàn)噸級(jí)生產(chǎn)線，相比原化工生產(chǎn)工藝，每噸產(chǎn)品減少二氧化碳排放0.5噸，生產(chǎn)成本降低 40%以上，占據(jù)全球60%以上市場(chǎng)。近年來(lái)，合成生物技術(shù)和資本熱潮推動(dòng)我國(guó)生物制造快速發(fā)展，2018年—2022年，已披露融資總額900余億元，覆蓋近500家生物制造企業(yè)，新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)已初見(jiàn)規(guī)模。

《人民論壇》我國(guó)在發(fā)展生物制造方面具備哪些優(yōu)勢(shì)？又面臨哪些關(guān)鍵挑戰(zhàn)？

譚天偉：我國(guó)在生物制造領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)集中體現(xiàn)在成熟的下游產(chǎn)業(yè)鏈和應(yīng)用生態(tài)。我國(guó)生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)規(guī)模龐大，2023年，該產(chǎn)業(yè)主要產(chǎn)品產(chǎn)量從2017年的2846萬(wàn)噸增長(zhǎng)至3200萬(wàn)噸，產(chǎn)值約3000億元，已形成傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品、大宗化學(xué)品為主，高附加值產(chǎn)品協(xié)調(diào)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局。完善的發(fā)酵產(chǎn)業(yè)體系為生物制造產(chǎn)業(yè)提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，國(guó)內(nèi)企業(yè)已基本掌握大規(guī)模發(fā)酵工藝，并廣泛應(yīng)用。我國(guó)總體發(fā)酵產(chǎn)能在全球占比超過(guò)70%，擁有轉(zhuǎn)型為現(xiàn)代生物制造的龐大產(chǎn)能基礎(chǔ)。同時(shí)，我國(guó)擁有龐大的生物制造消費(fèi)市場(chǎng)和多樣化應(yīng)用場(chǎng)景，從醫(yī)藥健康到食品消費(fèi)、能源材料，市場(chǎng)需求旺盛。總體來(lái)講，我國(guó)生物制造產(chǎn)業(yè)具有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和巨大的市場(chǎng)，已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化加速的關(guān)鍵期。

同時(shí)也要看到，現(xiàn)階段我國(guó)生物制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展仍面臨諸多挑戰(zhàn)。我國(guó)在生物制造的核心生物催化劑自給、原料利用、核心關(guān)鍵技術(shù)與裝備自給等方面，相比發(fā)達(dá)國(guó)家仍存在差距，難以滿足生物制造快速轉(zhuǎn)型升級(jí)的發(fā)展需求。

原料體系單一化。當(dāng)前，90%的生物制造項(xiàng)目依賴玉米淀粉等糧食基原料，木質(zhì)纖維素、二氧化碳等非糧原料利用率不足5%，原料成本占比超60%。

底層核心技術(shù)和產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)存在短板。我國(guó)酶蛋白設(shè)計(jì)、細(xì)胞設(shè)計(jì)和代謝途徑構(gòu)建所需要的生物元件庫(kù)、酶資源庫(kù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件工具，多來(lái)源于歐美國(guó)家，核心菌種和關(guān)鍵酶創(chuàng)制能力不足。受國(guó)際專利壁壘影響，核心菌種等領(lǐng)域還存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛。高端生物反應(yīng)器和高效分離純化介質(zhì)等關(guān)鍵零部件長(zhǎng)期依賴進(jìn)口。

產(chǎn)業(yè)化成本高。生物反應(yīng)系統(tǒng)的復(fù)雜性導(dǎo)致生產(chǎn)成本高、放大效應(yīng)不穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)性有待提升。經(jīng)底層生物技術(shù)人工設(shè)計(jì)或改造的生物催化劑，在從實(shí)驗(yàn)室走向工廠時(shí)，未能實(shí)現(xiàn)與工業(yè)原料和工業(yè)環(huán)境的良好匹配，難以在工業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)中進(jìn)行過(guò)程放大。實(shí)驗(yàn)室菌種在規(guī)模化生產(chǎn)中面臨環(huán)境耐受性差、代謝通量低、工程放大成功率低等問(wèn)題。

產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性欠缺。生物制造可制備的產(chǎn)品品類仍不夠?qū)拸V，高附加值品類少，發(fā)酵產(chǎn)能結(jié)構(gòu)性過(guò)剩問(wèn)題突出。同時(shí)，以合成生物學(xué)為底層技術(shù)的生物制造新產(chǎn)品市場(chǎng)準(zhǔn)入周期較長(zhǎng)，導(dǎo)致企業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力不足。

《人民論壇》：為什么“十五五”規(guī)劃建議將生物制造確定為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)？其將如何催生新產(chǎn)業(yè)、新模式與新動(dòng)能？

譚天偉：近年來(lái)，生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，產(chǎn)品門(mén)類不斷增多，技術(shù)應(yīng)用成本不斷下降，“生物制造+其他部門(mén)”的擴(kuò)散滲透趨勢(shì)顯著，第一、二、三產(chǎn)業(yè)的界限，以及相關(guān)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)門(mén)類的界限逐漸模糊。生物制造技術(shù)可輻射能源、化工材料、食品、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等多個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要行業(yè)。麥肯錫全球研究所分析師認(rèn)為，“生物技術(shù)不再僅僅是制藥業(yè)的專利”，大多數(shù)傳統(tǒng)上使用工業(yè)流程制造的東西，如塑料、燃料等，很快就可以使用生物制造和合成生物學(xué)技術(shù)來(lái)生產(chǎn)。生物技術(shù)正突破傳統(tǒng)邊界，被廣泛應(yīng)用于化妝品、個(gè)人護(hù)理品、工業(yè)化學(xué)品等眾多嶄新領(lǐng)域。專家預(yù)計(jì)，生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)、食品、消費(fèi)品及材料能源等領(lǐng)域的應(yīng)用，將很快超越其在人類健康領(lǐng)域（如疫苗、細(xì)胞藥物）產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)影響。從工程肉、未來(lái)食品，到由可再生資源生產(chǎn)的燃料、化學(xué)品及各種工業(yè)產(chǎn)品，生物制造將深入生產(chǎn)生活的諸多方面，展現(xiàn)出應(yīng)對(duì)氣候變化、糧食短缺和疾病威脅的巨大潛力。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，從第一代的淀粉和油脂原料，到第二代的木質(zhì)纖維素、有機(jī)廢棄物、城市生活垃圾，再到第三代的工業(yè)廢氣、二氧化碳等未來(lái)低碳原料，可以用于生物制造的原料在不斷拓展，利用這些原料，生物制造可以生產(chǎn)一系列能源與化工產(chǎn)品，包括基礎(chǔ)化工原料、溶劑、表面活性劑、化學(xué)中間體，以及塑料、尼龍、橡膠等高性能生物環(huán)保材料和生物制劑，推動(dòng)化工、醫(yī)藥、材料、輕工等重要工業(yè)產(chǎn)品制造向綠色低碳、可持續(xù)發(fā)展模式轉(zhuǎn)型。

《人民論壇》：有觀點(diǎn)認(rèn)為，生物制造未來(lái)可能會(huì)逐步替代傳統(tǒng)化工，您對(duì)此怎么看？

譚天偉：我不認(rèn)為生物制造將替代傳統(tǒng)化工，更應(yīng)理解為生物制造是傳統(tǒng)化工迭代升級(jí)與融合發(fā)展的重要內(nèi)容。傳統(tǒng)化工以石油資源為基礎(chǔ)，具備成熟的工藝與成本優(yōu)勢(shì)；生物制造以生物質(zhì)為原料，代表著綠色低碳的未來(lái)方向。隨著技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模效應(yīng)提升，生物制造將在部分領(lǐng)域率先實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)化工的迭代升級(jí)，如可降解塑料、醫(yī)藥中間體、生命健康產(chǎn)品等。但在大宗化工品、能源原料等領(lǐng)域，二者將長(zhǎng)期并存、互補(bǔ)發(fā)展。

我認(rèn)為未來(lái)的趨勢(shì)將是：傳統(tǒng)化工“綠色化”，生物制造“工程化”，二者在原料、技術(shù)、工藝層面深度融合，形成“綠色化工+生物制造”的新型制造體系。

《人民論壇》：人工智能等新一代信息技術(shù)，如何推動(dòng)生物制造實(shí)現(xiàn)新突破？

譚天偉：人工智能等新一代信息技術(shù)正在深刻重塑生物制造的創(chuàng)新模式和發(fā)展路徑。人工智能可在基因設(shè)計(jì)、代謝通路優(yōu)化、酶結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)等環(huán)節(jié)發(fā)揮關(guān)鍵作用，大幅提升生物體系設(shè)計(jì)的效率與精度；大數(shù)據(jù)與機(jī)器學(xué)習(xí)的結(jié)合，使得從生物序列分析到功能篩選的全過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化。同時(shí)，數(shù)字孿生、自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室等技術(shù)讓實(shí)驗(yàn)過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化、可復(fù)現(xiàn)，人工智能算法可實(shí)時(shí)優(yōu)化發(fā)酵工藝與反應(yīng)條件，提高產(chǎn)率與穩(wěn)定性；在產(chǎn)業(yè)化階段，智能傳感與過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與精準(zhǔn)調(diào)控?？傮w而言，人工智能正推動(dòng)生物制造從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”走向“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”，從“生物實(shí)驗(yàn)”走向“智能設(shè)計(jì)”，為未來(lái)實(shí)現(xiàn)可編程、可預(yù)測(cè)、可規(guī)?；摹爸悄苌镏圃臁钡於▓?jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2025年2月20日，在位于京津中關(guān)村科技城的中科拜克（天津）生物藥業(yè)有限公司，實(shí)驗(yàn)人員在檢驗(yàn)生物制品蛋白分子量。新華社記者 孫凡越 攝

生物制造從“實(shí)驗(yàn)室”到“生產(chǎn)線”的政策導(dǎo)向與發(fā)展布局

《人民論壇》：生物制造，在“十五五”規(guī)劃建議中被列為需要“完善新型舉國(guó)體制，采取超常規(guī)措施，全鏈條推動(dòng)”的重點(diǎn)領(lǐng)域關(guān)鍵核心技術(shù)之一。這一政策舉措背后有何深意？

譚天偉：“十五五”規(guī)劃建議中對(duì)生物制造的布局，其背后是對(duì)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力、科技自主、產(chǎn)業(yè)安全，以及未來(lái)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)的戰(zhàn)略性考量。生物制造遠(yuǎn)不只是一個(gè)學(xué)科或產(chǎn)業(yè)，它被視為繼信息技術(shù)之后新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的“新引擎”。生物制造具有強(qiáng)大的賦能作用，能廣泛滲透至醫(yī)藥、化工、材料、農(nóng)業(yè)、能源、環(huán)保等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域。通過(guò)推動(dòng)生物技術(shù)在這些產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新場(chǎng)景中的應(yīng)用，不僅能夠開(kāi)辟新的產(chǎn)業(yè)賽道，更能夠提升國(guó)家在全球產(chǎn)業(yè)鏈中的地位。

當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期，面對(duì)生物制造發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，常規(guī)的科研和產(chǎn)業(yè)政策可能不足以應(yīng)對(duì)，因此，國(guó)家提出更強(qiáng)有力的舉措?！靶滦团e國(guó)體制”的核心是協(xié)同與效率，要打破機(jī)構(gòu)間的壁壘，形成強(qiáng)大合力，促進(jìn)跨部門(mén)、跨區(qū)域協(xié)同。生物制造具有很強(qiáng)的學(xué)科交叉屬性，核心關(guān)鍵技術(shù)突破需要強(qiáng)化基礎(chǔ)科研與工具自主，加大對(duì)合成生物學(xué)、人工智能與生物技術(shù)融合等前沿領(lǐng)域的支持，并研發(fā)自主可控的高端儀器裝備和核心工業(yè)軟件，從源頭上夯實(shí)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。除生物技術(shù)本身外，生物制造還需要與機(jī)械、通訊、信息、自動(dòng)化等多學(xué)科融合，滿足智能化、自動(dòng)化和低成本制造需求?！叭湕l推動(dòng)”布局意味著從基礎(chǔ)研究、核心技術(shù)攻關(guān)，到中試驗(yàn)證、成果產(chǎn)業(yè)化，進(jìn)行系統(tǒng)性的支持和資源投入，在從基礎(chǔ)研究到制造生產(chǎn)的每個(gè)放大階段有效推進(jìn)創(chuàng)新。

《人民論壇》：實(shí)現(xiàn)生物科技“從實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)線”“從書(shū)架到貨架”的順利轉(zhuǎn)化，您認(rèn)為目前存在哪些關(guān)鍵堵點(diǎn)？政策方面應(yīng)如何加力引導(dǎo)？

譚天偉：當(dāng)前，生物科技“從實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)線”“從書(shū)架到貨架”的轉(zhuǎn)化過(guò)程中仍存在多重堵點(diǎn)，主要表現(xiàn)在關(guān)鍵酶與工程細(xì)胞創(chuàng)制、中試與放大環(huán)節(jié)能力不足，標(biāo)準(zhǔn)與監(jiān)管體系不完善，以及下游市場(chǎng)接受度不足等方面，導(dǎo)致科研成果往往停留在實(shí)驗(yàn)室階段，難以快速進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化驗(yàn)證與應(yīng)用場(chǎng)景。要破解這些瓶頸，需跨越0→1、1→10、10→100 等不同研發(fā)階段所面臨的不同技術(shù)鴻溝，核心在于打通從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)品商業(yè)化整個(gè)鏈條。政策應(yīng)著力完善創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈的銜接，建設(shè)國(guó)家級(jí)中試和概念驗(yàn)證平臺(tái)，推動(dòng)形成共性技術(shù)服務(wù)體系。并優(yōu)化審評(píng)審批與市場(chǎng)準(zhǔn)入政策，加速產(chǎn)品上市應(yīng)用。同時(shí)，通過(guò)更精準(zhǔn)的金融支持和產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)，構(gòu)建一個(gè)充滿活力的創(chuàng)新生態(tài)。

《人民論壇》：“十五五”規(guī)劃建議在談到“前瞻布局未來(lái)產(chǎn)業(yè)”時(shí)，提出探索“可行商業(yè)模式”，以推動(dòng)前沿科技成果轉(zhuǎn)化為“市場(chǎng)愿意買單的產(chǎn)品或服務(wù)”，實(shí)現(xiàn)商業(yè)價(jià)值和良性循環(huán)。當(dāng)前，我國(guó)生物制造領(lǐng)域有哪些可行商業(yè)模式正在形成？如何構(gòu)建可持續(xù)的商業(yè)生態(tài)？

譚天偉：當(dāng)前，我國(guó)生物制造領(lǐng)域正逐步形成多樣化、可持續(xù)的商業(yè)模式。一方面，合成生物學(xué)復(fù)雜生物的制造能力，拓展了生物應(yīng)用的邊界，也撬動(dòng)著巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，催生新的產(chǎn)業(yè)業(yè)態(tài)和產(chǎn)業(yè)鏈。生物技術(shù)與人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的融合發(fā)展，加速孕育和催生一批如工業(yè)菌種快速構(gòu)建、人工生物分子設(shè)計(jì)、自動(dòng)化生物技術(shù)平臺(tái)等銜接上下游的平臺(tái)型公司。其中，基于合成生物學(xué)和自動(dòng)化平臺(tái)的“Bio-Foundry”模式，通過(guò)提供從基因設(shè)計(jì)到產(chǎn)品驗(yàn)證的一站式服務(wù)，實(shí)現(xiàn)“分子即服務(wù)”的商業(yè)化路徑；以底盤(pán)細(xì)胞、關(guān)鍵酶和代謝模塊為核心的“模塊化授權(quán)”模式，使技術(shù)成果可標(biāo)準(zhǔn)化復(fù)用，降低創(chuàng)新門(mén)檻。另一方面，生物制造的精煉廠需要靠近農(nóng)產(chǎn)品、生物質(zhì)殘留物和林業(yè)等原料，核心是將中小型生產(chǎn)設(shè)施設(shè)置在靠近原料的位置并符合分布式制造需求，這也將會(huì)推動(dòng)形成新的生物制造集群和區(qū)域經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新模式。

構(gòu)建一個(gè)繁榮且可持續(xù)的商業(yè)生態(tài)，依賴于政府、資本、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)的多方協(xié)作，共同在創(chuàng)新平臺(tái)、金融支持、政策環(huán)境和產(chǎn)業(yè)集群等方面持續(xù)發(fā)力，創(chuàng)新政策工具箱。比如，建設(shè)生物制造產(chǎn)業(yè)的先行先試集聚區(qū)，加速孵化一批具有潛力的初創(chuàng)企業(yè)，支持大型央企和龍頭企業(yè)與初創(chuàng)企業(yè)合作，共同構(gòu)建生物制造創(chuàng)新生態(tài)和前沿陣地。積極探索體制機(jī)制和政策的先行先試；在知識(shí)產(chǎn)權(quán)、科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化、人才引進(jìn)、金融扶持等方面設(shè)立綠色通道，給予更大力度的政策傾斜。完善新產(chǎn)品入市安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和市場(chǎng)準(zhǔn)入的評(píng)審制度，促進(jìn)創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)品快速入市，形成一批具有國(guó)際影響力的新產(chǎn)品和新標(biāo)準(zhǔn)。加快建立生物基產(chǎn)品低碳綜合評(píng)價(jià)體系和減排量化標(biāo)準(zhǔn)，盡快將生物基產(chǎn)品納入碳交易市場(chǎng)，利用稅收和市場(chǎng)機(jī)制，提升生物制造產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，保障生物制造產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

12月1日，在津市高新區(qū)的湖南利爾生物科技有限公司發(fā)酵實(shí)驗(yàn)室，工作人員進(jìn)行菌種發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。新華社記者 陳思汗 攝

生物制造如何賦能人民美好生活

《人民論壇》：當(dāng)下，生物制造已在哪些具體場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用？將如何改變?nèi)嗣袢罕姷纳a(chǎn)與生活方式？

譚天偉：生物制造已在多個(gè)具體場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)突破性應(yīng)用，正深刻改變著人類的生產(chǎn)與生活方式。在材料領(lǐng)域，生物基塑料、可降解包裝材料和生物纖維正在替代石油化工材料，推動(dòng)綠色消費(fèi)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)；在能源領(lǐng)域，生物航空燃料、生物氫能等技術(shù)正為交通和航空提供低碳替代方案；在食品領(lǐng)域，人工合成蛋白、發(fā)酵乳制品和細(xì)胞培養(yǎng)肉展現(xiàn)健康、可持續(xù)的“未來(lái)食物”的巨大潛力；在醫(yī)藥與健康領(lǐng)域，mRNA疫苗、細(xì)胞與基因治療、微生物藥物生產(chǎn)等創(chuàng)新成果，大幅提高了疾病預(yù)防和治療水平；在環(huán)保方面，微生物修復(fù)、廢棄物生物轉(zhuǎn)化等技術(shù)助力污染治理和資源再生?？梢哉f(shuō)，生物制造正讓“以生造物”成為現(xiàn)實(shí)，使工業(yè)體系更綠色、健康產(chǎn)業(yè)更精準(zhǔn)、生活方式更環(huán)保，讓可持續(xù)發(fā)展理念真正融入日常生產(chǎn)與消費(fèi)。

《人民論壇》：生物制造將如何引領(lǐng)未來(lái)健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展？對(duì)人類健康與壽命可能帶來(lái)哪些深遠(yuǎn)影響？

譚天偉：生物制造正成為未來(lái)健康產(chǎn)業(yè)的核心驅(qū)動(dòng)力，它推動(dòng)醫(yī)療模式從“疾病治療”向“健康管理”轉(zhuǎn)變。在制藥環(huán)節(jié)，生物制造通過(guò)合成生物學(xué)和細(xì)胞工廠，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜藥物和抗體的大規(guī)模、高純度、低成本生產(chǎn)；在個(gè)體化醫(yī)療中，人工智能與生物制造結(jié)合，使基因編輯、細(xì)胞治療、再生醫(yī)學(xué)等實(shí)現(xiàn)定制化應(yīng)用；在營(yíng)養(yǎng)健康領(lǐng)域，發(fā)酵蛋白、功能性益生元、代謝調(diào)節(jié)食品等正形成新業(yè)態(tài)。此外，生物制造還在推動(dòng)“數(shù)字生命工廠”概念落地——通過(guò)體外模擬人體代謝系統(tǒng)，加速新藥篩選和疾病機(jī)理研究。隨著技術(shù)成熟和倫理規(guī)范完善，它將使慢性病管理更精準(zhǔn)，衰老過(guò)程更可控，生命質(zhì)量與壽命顯著延長(zhǎng)，推動(dòng)人類進(jìn)入“可設(shè)計(jì)健康”的新時(shí)代。

《人民論壇》：目前，我國(guó)生物制造領(lǐng)域人才供需情況如何？您認(rèn)為，應(yīng)如何建立符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求的人才梯隊(duì)？

譚天偉：當(dāng)前，我國(guó)生物制造領(lǐng)域正處于高速成長(zhǎng)階段，人才需求旺盛、結(jié)構(gòu)性短缺明顯。目前，人才隊(duì)伍以單一學(xué)科背景為主，具備系統(tǒng)生物學(xué)思維和工程化能力的跨學(xué)科人才不足。高端人才區(qū)域分布不均，長(zhǎng)三角、京津冀和粵港澳大灣區(qū)等重要經(jīng)濟(jì)區(qū)域，依托科研和政策優(yōu)勢(shì)形成人才集聚，而中西部地區(qū)因產(chǎn)學(xué)研平臺(tái)薄弱，人才供給不足。隨著合成生物學(xué)、人工智能技術(shù)的不斷融合，生物制造正向“生物智造”轉(zhuǎn)型，具有生物學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)、信息科學(xué)等多學(xué)科背景的復(fù)合型人才需求將不斷加大。應(yīng)以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，快速響應(yīng)生物制造領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，通過(guò)建立學(xué)科專業(yè)動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制，強(qiáng)化跨學(xué)科復(fù)合型人才培養(yǎng)；在生物制造集群區(qū)，通過(guò)高校與產(chǎn)業(yè)界聯(lián)合開(kāi)設(shè)定制化課程，定向培養(yǎng)生物工藝開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)管理人才等方式，構(gòu)建從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用開(kāi)發(fā)，再到產(chǎn)業(yè)運(yùn)營(yíng)的多層次人才梯隊(duì)，為我國(guó)生物制造持續(xù)創(chuàng)新與高質(zhì)量發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的人才支撐。

（人民論壇谷漩采訪整理）

上文略有刪減

選自 | 《人民論壇》雜志2025年第23期

原標(biāo)題 | 專訪中國(guó)工程院院士譚天偉：生物制造何以成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)新引擎

新媒體編輯 | 趙光菊

新媒體美編 | 宋揚(yáng)

原文責(zé)編 | 谷漩