国际生命科学与生物技术重大研究进展一览
随着大数据技术的快速发展，生命科学研究正向基于数据的科学发现范式转变。物理学、材料学、计算科学等多学科与生命科学交叉融合的发展，推动了生物成像、基因编辑技术、单细胞技术、生命组学等技术不断革新，大大提高了人类认识和解析生命的能力。本文对国际生命科学与生物技术重大研究进展进行了简要回顾，与读者分享。
1．生命图谱的绘制范围日益扩大，层次不断递进
生命图谱绘制为解析生命、认识生命提供基础，正逐渐从分子图谱扩展到细胞图谱。瑞典皇家理工学院等机构合作绘制了癌症病例图谱“Atlas”1；北京大学联合美国安进公司等机构，合作构建了单细胞水平肝癌微环境免疫图谱2，这些图谱为疾病发生机制研究提供重要启示。华中科技大学等机构首次合作绘制出乙酰胆碱能神经元全脑分布图谱、全脑精细血管立体定位图谱。美国哈佛大学-麻省理工学院Broad研究所等机构合作完成了首张高分辨率小肠细胞图谱的绘制3。美国贝勒医学院等机构合作构建出首个高分辨率的人基因组折叠四维图谱4，追踪其不同时间点的折叠状态。
2．人体微生物组的研究证明其与健康和疾病发生密切相关
2017年，美国国立卫生研究院（NIH）“人类微生物组计划（HMP）”发布第二阶段成果，揭示了人体微生物组的时空多样性。人体微生物组与疾病关系研究进入机制研究阶段，揭示了微生物组调控多种疾病进程的因果机制。美国华盛顿大学和俄罗斯圣彼得堡国立技术大学合作进行了基于特定肠道微生物代谢途径的分析，揭示其影响免疫应答的分子机制5；德国柏林夏里特医学院联合美国麻省理工学院等机构合作证实高盐饮食影响肠道微生物组成，以诱导辅助性T细胞17（TH17）驱动自身免疫，进而引起高血压6。与此同时，人体微生物组研究助力癌症精准医疗，美国芝加哥大学、法国古斯塔夫·鲁西癌症研究所等机构相继证实肠道微生物组成影响黑色素瘤7和上皮性肿瘤8PD-1免疫疗法的治疗效果；多国机构合作发现人体微生物组影响化疗药物吉西他滨9、5-氟尿嘧啶10的疗效。微生物组药物研发正处于药物发现/临床试验阶段，并持续推进。
3．仿生与创制能力的发展提高人体机能增进和疾病防诊治的水平
合成生物学在非天然碱基的合成与应用、生物大分子设计乃至全基因组的创制等领域取得了重大进展。美国斯克里普斯研究所等机构展开合作，在大肠杆菌的细胞DNA中，加入两种外源化学碱基，并完成活细胞DNA转录与蛋白质翻译11；美国加州理工学院、德国慕尼黑理工大学、美国哈佛大学医学院联合法国国家健康与医学研究院等机构分别利用分型组装12、逐步构建13，14、DNA“积木”15等新型DNA折纸策略，生成了纳米尺度、不同形状的自组装架构；继2014年第1条酵母染色体被合成后，2017年又有5条染色体16，17，18，19，20，21，22被法国国家科学研究院联合中国天津大学等机构合作构建完成。
4．精准医学成为临床实践新方向，疾病防治手段更加多样化
以生命组学、大数据技术、大队列为核心的精准医学正在成为医学研究的主要模式，其目标就是疾病的精准分类、预防、诊断和治疗。2017年，美国癌症联合委员会首次将分子标记纳入乳腺癌的分期标准中；加拿大BC癌症研究所等机构分析确定了7种卵巢癌分子亚型；美国国立卫生研究院基于基因组学研究发现了8种宫颈癌亚型；美国癌症基因组图谱研究计划综合分析发现，食管癌是两种不同类型的癌症；美国麻省综合医院等机构利用单细胞RNA测序技术，为脑神经胶质瘤的精准分型提出新思路。基因检测、液体活检等为早诊提供了重要技术手段，美国加州大学圣地亚哥分校已开发出高通量甲基化无创检测新技术；美国约翰·霍普金斯大学医学院联合应用液体活检和蛋白肿瘤标志物检测，实现一次检测8种不同的早期肿瘤。美国默沙东公司研发的药物Keytruda用于治疗所有“MSI-H/dMMR亚型”实体肿瘤，成为美国食品药品监督管理局（FDA）首次按照分子特征而不是根据组织来源区分肿瘤类型而批准的药物。
5．细胞治疗技术为重大疾病和慢性疾病患者带来福祉
科学发展产生了大量的新技术、新突破，为疾病预防、诊治提供更为多样化的手段。免疫疗法为癌症治疗提供新手段，免疫检查点抑制剂和细胞免疫疗法是当前免疫疗法研究热点。美国加州大学戴维斯综合癌症中心23、美国宾夕法尼亚大学24、美国凯撒医疗集团25等机构的多项临床试验揭示免疫检查点抑制剂联合化疗疗效显著，美国默沙东公司的PD-1单抗Pembrolizumab联合培美曲塞和卡铂一线治疗非鳞非小细胞肺癌已经获批。FDA批准首个基因疗法——瑞士诺华公司的Kymriah上市，开启了CAR-T和基因疗法产业元年，成为医药研发的又一个风口。基因疗法也入选了《科学》杂志评选的2017年年度十大突破，美国Spark Therapeutics公司的“矫正型”基因疗法Luxturna已用于治疗遗传性视网膜病变。
干细胞的应用前景日趋明朗，在代谢性疾病、神经疾病、生殖疾病、眼部疾病、心血管疾病等多种疾病中显示出治愈潜力。2017年，美国波士顿儿童医院及康奈尔维尔医学院分别实现了体外构建造血干细胞，有望突破白血病治疗的细胞来源瓶颈；美国华盛顿大学首次在成年小鼠眼中再生出功能正常的视网膜细胞。
如前所述，生命图谱及人体微生物组的研究进展，仿生与创制能力的发展，精准医学及细胞治疗技术的应用进一步提高了人类认识和解析生命的能力。
随着大数据技术的快速发展，生命科学研究正向基于数据的科学发现范式转变。物理学、材料学、计算科学等多学科与生命科学交叉融合的发展，推动了生物成像、基因编辑技术、单细胞技术、生命组学等技术不断革新，大大提高了人类认识和解析生命的能力。本文对国际生命科学与生物技术重大研究进展进行了简要回顾，与读者分享。
1．生命图谱的绘制范围日益扩大，层次不断递进
生命图谱绘制为解析生命、认识生命提供基础，正逐渐从分子图谱扩展到细胞图谱。瑞典皇家理工学院等机构合作绘制了癌症病例图谱“Atlas”1；北京大学联合美国安进公司等机构，合作构建了单细胞水平肝癌微环境免疫图谱2，这些图谱为疾病发生机制研究提供重要启示。华中科技大学等机构首次合作绘制出乙酰胆碱能神经元全脑分布图谱、全脑精细血管立体定位图谱。美国哈佛大学-麻省理工学院Broad研究所等机构合作完成了首张高分辨率小肠细胞图谱的绘制3。美国贝勒医学院等机构合作构建出首个高分辨率的人基因组折叠四维图谱4，追踪其不同时间点的折叠状态。
2．人体微生物组的研究证明其与健康和疾病发生密切相关
2017年，美国国立卫生研究院（NIH）“人类微生物组计划（HMP）”发布第二阶段成果，揭示了人体微生物组的时空多样性。人体微生物组与疾病关系研究进入机制研究阶段，揭示了微生物组调控多种疾病进程的因果机制。美国华盛顿大学和俄罗斯圣彼得堡国立技术大学合作进行了基于特定肠道微生物代谢途径的分析，揭示其影响免疫应答的分子机制5；德国柏林夏里特医学院联合美国麻省理工学院等机构合作证实高盐饮食影响肠道微生物组成，以诱导辅助性T细胞17（TH17）驱动自身免疫，进而引起高血压6。与此同时，人体微生物组研究助力癌症精准医疗，美国芝加哥大学、法国古斯塔夫·鲁西癌症研究所等机构相继证实肠道微生物组成影响黑色素瘤7和上皮性肿瘤8PD-1免疫疗法的治疗效果；多国机构合作发现人体微生物组影响化疗药物吉西他滨9、5-氟尿嘧啶10的疗效。微生物组药物研发正处于药物发现/临床试验阶段，并持续推进。
3．仿生与创制能力的发展提高人体机能增进和疾病防诊治的水平
合成生物学在非天然碱基的合成与应用、生物大分子设计乃至全基因组的创制等领域取得了重大进展。美国斯克里普斯研究所等机构展开合作，在大肠杆菌的细胞DNA中，加入两种外源化学碱基，并完成活细胞DNA转录与蛋白质翻译11；美国加州理工学院、德国慕尼黑理工大学、美国哈佛大学医学院联合法国国家健康与医学研究院等机构分别利用分型组装12、逐步构建13，14、DNA“积木”15等新型DNA折纸策略，生成了纳米尺度、不同形状的自组装架构；继2014年第1条酵母染色体被合成后，2017年又有5条染色体16，17，18，19，20，21，22被法国国家科学研究院联合中国天津大学等机构合作构建完成。
4．精准医学成为临床实践新方向，疾病防治手段更加多样化
以生命组学、大数据技术、大队列为核心的精准医学正在成为医学研究的主要模式，其目标就是疾病的精准分类、预防、诊断和治疗。2017年，美国癌症联合委员会首次将分子标记纳入乳腺癌的分期标准中；加拿大BC癌症研究所等机构分析确定了7种卵巢癌分子亚型；美国国立卫生研究院基于基因组学研究发现了8种宫颈癌亚型；美国癌症基因组图谱研究计划综合分析发现，食管癌是两种不同类型的癌症；美国麻省综合医院等机构利用单细胞RNA测序技术，为脑神经胶质瘤的精准分型提出新思路。基因检测、液体活检等为早诊提供了重要技术手段，美国加州大学圣地亚哥分校已开发出高通量甲基化无创检测新技术；美国约翰·霍普金斯大学医学院联合应用液体活检和蛋白肿瘤标志物检测，实现一次检测8种不同的早期肿瘤。美国默沙东公司研发的药物Keytruda用于治疗所有“MSI-H/dMMR亚型”实体肿瘤，成为美国食品药品监督管理局（FDA）首次按照分子特征而不是根据组织来源区分肿瘤类型而批准的药物。
5．细胞治疗技术为重大疾病和慢性疾病患者带来福祉
科学发展产生了大量的新技术、新突破，为疾病预防、诊治提供更为多样化的手段。免疫疗法为癌症治疗提供新手段，免疫检查点抑制剂和细胞免疫疗法是当前免疫疗法研究热点。美国加州大学戴维斯综合癌症中心23、美国宾夕法尼亚大学24、美国凯撒医疗集团25等机构的多项临床试验揭示免疫检查点抑制剂联合化疗疗效显著，美国默沙东公司的PD-1单抗Pembrolizumab联合培美曲塞和卡铂一线治疗非鳞非小细胞肺癌已经获批。FDA批准首个基因疗法——瑞士诺华公司的Kymriah上市，开启了CAR-T和基因疗法产业元年，成为医药研发的又一个风口。基因疗法也入选了《科学》杂志评选的2017年年度十大突破，美国Spark Therapeutics公司的“矫正型”基因疗法Luxturna已用于治疗遗传性视网膜病变。
干细胞的应用前景日趋明朗，在代谢性疾病、神经疾病、生殖疾病、眼部疾病、心血管疾病等多种疾病中显示出治愈潜力。2017年，美国波士顿儿童医院及康奈尔维尔医学院分别实现了体外构建造血干细胞，有望突破白血病治疗的细胞来源瓶颈；美国华盛顿大学首次在成年小鼠眼中再生出功能正常的视网膜细胞。
如前所述，生命图谱及人体微生物组的研究进展，仿生与创制能力的发展，精准医学及细胞治疗技术的应用进一步提高了人类认识和解析生命的能力。
微电子学家胡正明教授（美国工程科学院院士、中国科学院外籍院士，美国加州大学伯克利分校杰出讲座教授）今天分享几个关键信息点：1.现在的人们所享受的旅行、娱乐、医药和通信，是80年前的世界首富洛克菲勒无法想象的。2.世界大战的原因是资源争夺，现在全球都在提高出生率，背后的推动力是微电子改变了生活生产方式，人类消耗的资源和能量减少，人类解决世界难题的能力提升。3.未来全球的和平仍要靠微电子的进步来支撑。微电子的创新还要与物理、化学、生物的融合。
干货：8种招商引资新模式汇总
1、招商引资PFI模式
PFI模式（私人主导融资）：指政府部门根据社会对基础设施的需求，提出需要建设的项目，通过招投标，由获得特许权的私营部门进行公共基础设施项目的建设与运营，并在特许期（通常为30年左右）结束时将所经营的项目完好地、无债务地归还政府，而私营部门则从政府部门或接受服务方收取费用以回收成本的项目融资方式。
这种模式的开发区通常利用私有资金、人员、技术和管理优势进行公共项目投资、开发建设与运营。如邯郸经济技术开发区推进北方智能制造及新材料产业园、东区战略性新兴产业基地等一批重大项目，就是探索运用PFI等模式进行项目融资。
2、招商引资联合模式
联合模式：这种模式下，投资双方联手在开发区建设重大项目，合作双方风险共担、利润共享。如华夏幸福基业与昆山国显光电联手在固安开发区和霸州开发区投资建设第6代AMOLED产业化项目，这是国内第一条具有自主知识产权的AMOLED高世代生产线，项目总投资300亿元。双方借此项目将着力打造千亿级新型显示产业。
3、招商引资孵化模式
孵化模式：一些高科技园区和高等院校、科研单位以及战略投资者，在河北开发区建立孵化基地、中试基地、生产基地，促进科技成果转化。如中关村与秦皇岛经开区合作的中关村海淀园秦皇岛分园，是河北省对接京津的首个综合性高科技项目，涵盖软件、信息服务等。太库科技在固安开发区和香河开发区建立了孵化器，硅谷FILMPOWER项目落地大厂开发区和香河开发区。
4、招商引资引导基金模式
基金模式：即“产业基金引项目”模式，是采取财政资金撬动社会资本的方式，引导社会资本建立股权投资基金，打造“基金+项目+园区”的一体化生态链，实现资本与项目的有效对接。近两年，在中央政府的政策催动下，政府引导基金快速生长，已经基本成为地方招商引资的标准配置和产业升级“核武器”。如张家口空港经开区与上海张江、河北国控、上海久有、江苏广和等开展战略合作，建立了规模25.3亿元的3支股权投资基金。张家口经开区注册成立了总投资114亿元的鼎尚、棋鑫、中美产业能源和高技术4支产业基金。
5、招商引资PPP模式
PPP模式（公共私营合作制）：这种模式的开发区通常确定一个较长的运营期限，划清政府与市场边界，严格界定好角色权益，使有能力、专业化的园区运营商、服务商成为参与开发区市场化运营的重要力量。以河北廊坊为例，全市已有采取PPP模式建设的开发区11个，内含“区中园”17个，战略投资企业有华夏幸福基业、宏泰集团、中太集团、百川集团和荣盛集团5家，投资合作开发企业18家，大部分运营状况良好。再以最近备受关注的雄安新区为例，雄安初期建设投资或达5000亿，PPP成招商引资重要工具。雄安新区的建设不单意在做好城市基础设施配套和公共服务的建设，更多的还是要通过更好的服务和配套设施来推进地区内的招商引资和人才引进工作，即利用好政策和城市基础优势发展经济才是雄安新区设立的真正目的。PPP可帮助雄安新区在有限的财力下快速建设基础设施与公共服务相关项目，让地区的竞争力在尽可能短的时间内快速提升，进而使雄安新区可以更为顺利地招商引资、吸引人才。
6、招商引资飞地模式
飞地模式：两家独立园区打破行政区划限制，通过跨空间的行政管理和经济开发，实现协同发展。一些先进园区利用成功经验及优势资源，按照“共建、共管、共享”原则，与河北的市县、园区合作，在河北开发区再造新园区，建设“区中园”，并成为“飞地型”园区。如北京亦庄·永清高新区的共建主体为北京经济技术开发区和河北永清经济开发区，开展跨区域全产业链布局集群发展。由双方政府合作搭建平台，北京经济技术开发区设立区域合作协会及区域合作实体公司，由协会主导北京开发区区内企业向共建园区进行增量扩张和产业链延伸，充分发挥企业的主体作用，通过市场化运作的方式，最终实现多方合作共赢的目标。
7、招商引资整体搬迁模式
整体搬迁模式：是指将域外生产企业或市场整体引入到河北开发区，建立“区中园”或“区中城”的模式。如北京的60多家生物医药企业搬迁到沧州临港经开区内的“北京生物医药产业园”；北京大红门地区服装批发市场、动物园服装批发市场向廊坊市的永清开发区国际服装城和固安开发区国际商贸城等地搬迁转移。
8、招商引资“总—分”模式
“总—分”模式：是指域外生产或服务企业总部留在原地，在河北的园区建立生产基地、后勤服务基地、分院分校的模式。如北汽集团在黄骅经开区建立的北汽集团华北（黄骅）汽车产业基地、北京现代在沧州经开区建立的北京现代汽车有限公司沧州工厂等，都是产业基地型园区；解放军某医院在涿州开发区建立的后勤基地，则是以医疗保健产业为特色的服务型基地；廊坊、沧州一些开发区的大学城、高校园吸引了若干京校入驻。
1、招商引资PFI模式
PFI模式（私人主导融资）：指政府部门根据社会对基础设施的需求，提出需要建设的项目，通过招投标，由获得特许权的私营部门进行公共基础设施项目的建设与运营，并在特许期（通常为30年左右）结束时将所经营的项目完好地、无债务地归还政府，而私营部门则从政府部门或接受服务方收取费用以回收成本的项目融资方式。
这种模式的开发区通常利用私有资金、人员、技术和管理优势进行公共项目投资、开发建设与运营。如邯郸经济技术开发区推进北方智能制造及新材料产业园、东区战略性新兴产业基地等一批重大项目，就是探索运用PFI等模式进行项目融资。
2、招商引资联合模式
联合模式：这种模式下，投资双方联手在开发区建设重大项目，合作双方风险共担、利润共享。如华夏幸福基业与昆山国显光电联手在固安开发区和霸州开发区投资建设第6代AMOLED产业化项目，这是国内第一条具有自主知识产权的AMOLED高世代生产线，项目总投资300亿元。双方借此项目将着力打造千亿级新型显示产业。
3、招商引资孵化模式
孵化模式：一些高科技园区和高等院校、科研单位以及战略投资者，在河北开发区建立孵化基地、中试基地、生产基地，促进科技成果转化。如中关村与秦皇岛经开区合作的中关村海淀园秦皇岛分园，是河北省对接京津的首个综合性高科技项目，涵盖软件、信息服务等。太库科技在固安开发区和香河开发区建立了孵化器，硅谷FILMPOWER项目落地大厂开发区和香河开发区。
4、招商引资引导基金模式
基金模式：即“产业基金引项目”模式，是采取财政资金撬动社会资本的方式，引导社会资本建立股权投资基金，打造“基金+项目+园区”的一体化生态链，实现资本与项目的有效对接。近两年，在中央政府的政策催动下，政府引导基金快速生长，已经基本成为地方招商引资的标准配置和产业升级“核武器”。如张家口空港经开区与上海张江、河北国控、上海久有、江苏广和等开展战略合作，建立了规模25.3亿元的3支股权投资基金。张家口经开区注册成立了总投资114亿元的鼎尚、棋鑫、中美产业能源和高技术4支产业基金。
5、招商引资PPP模式
PPP模式（公共私营合作制）：这种模式的开发区通常确定一个较长的运营期限，划清政府与市场边界，严格界定好角色权益，使有能力、专业化的园区运营商、服务商成为参与开发区市场化运营的重要力量。以河北廊坊为例，全市已有采取PPP模式建设的开发区11个，内含“区中园”17个，战略投资企业有华夏幸福基业、宏泰集团、中太集团、百川集团和荣盛集团5家，投资合作开发企业18家，大部分运营状况良好。再以最近备受关注的雄安新区为例，雄安初期建设投资或达5000亿，PPP成招商引资重要工具。雄安新区的建设不单意在做好城市基础设施配套和公共服务的建设，更多的还是要通过更好的服务和配套设施来推进地区内的招商引资和人才引进工作，即利用好政策和城市基础优势发展经济才是雄安新区设立的真正目的。PPP可帮助雄安新区在有限的财力下快速建设基础设施与公共服务相关项目，让地区的竞争力在尽可能短的时间内快速提升，进而使雄安新区可以更为顺利地招商引资、吸引人才。
6、招商引资飞地模式
飞地模式：两家独立园区打破行政区划限制，通过跨空间的行政管理和经济开发，实现协同发展。一些先进园区利用成功经验及优势资源，按照“共建、共管、共享”原则，与河北的市县、园区合作，在河北开发区再造新园区，建设“区中园”，并成为“飞地型”园区。如北京亦庄·永清高新区的共建主体为北京经济技术开发区和河北永清经济开发区，开展跨区域全产业链布局集群发展。由双方政府合作搭建平台，北京经济技术开发区设立区域合作协会及区域合作实体公司，由协会主导北京开发区区内企业向共建园区进行增量扩张和产业链延伸，充分发挥企业的主体作用，通过市场化运作的方式，最终实现多方合作共赢的目标。
7、招商引资整体搬迁模式
整体搬迁模式：是指将域外生产企业或市场整体引入到河北开发区，建立“区中园”或“区中城”的模式。如北京的60多家生物医药企业搬迁到沧州临港经开区内的“北京生物医药产业园”；北京大红门地区服装批发市场、动物园服装批发市场向廊坊市的永清开发区国际服装城和固安开发区国际商贸城等地搬迁转移。
8、招商引资“总—分”模式
“总—分”模式：是指域外生产或服务企业总部留在原地，在河北的园区建立生产基地、后勤服务基地、分院分校的模式。如北汽集团在黄骅经开区建立的北汽集团华北（黄骅）汽车产业基地、北京现代在沧州经开区建立的北京现代汽车有限公司沧州工厂等，都是产业基地型园区；解放军某医院在涿州开发区建立的后勤基地，则是以医疗保健产业为特色的服务型基地；廊坊、沧州一些开发区的大学城、高校园吸引了若干京校入驻。
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