自主创新能力与保障支撑能力亟待提升

  [中国石化新闻网2023-09-06]现在很多药物，包括抗体、疫苗、核酸/基因治疗药物、生物制剂、细胞治疗药物、蛋白/多肽治疗药物等的生产都是生物制造。我国生物医药与生命健康产品需求很大，但进口依赖高。如奶粉的关键功能原料母乳脂肪、母乳低聚糖等主要依赖进口。
  我国发酵工业核心酶制剂75%以上来自国外公司，缺少关键酶；主要发酵产品的菌种自给率，抗生素不到10%，维生素不到20%，氨基酸不到5%，益生菌不到10%；工业菌种设计所需生物元件库、酶资源库等基础数据库，以及蛋白质结构预测等软件全部依靠国外。
  生物制造的关键装备和材料也存在短板。如超高通量自动化平台、高端生物反应器、疫苗/抗体高效分离介质等均被国外垄断。类似光刻胶，生物药物制造所需无异源或无血清细胞培养基90%依赖国外公司。
  目前，世界主要经济体都制定了生物制造战略目标。欧洲的目标是，到2025年，生物质能源替代20%的化石能源，化工原料替代率在6%~12%，精细化学品替代率不低于30%；到2030年，可再生原料占到总体化学生产原料的30%、高附加值化学品和聚合物的50%、大宗化学品的10%、运输能源的25%，农村生物炼制使农民收入增长40%，实现农村二次工业化。
  美国2022年9月启动了“国家生物技术和生物制造计划”，宣布提供20多亿美元的资金加速生物技术创新，确保未来几十年内美国在生物技术领域的领导地位和竞争力。今年3月23日，白宫又公布《美国生物技术和生物制造的明确目标》，涵盖气候变化解决方案、增强粮食和农业创新、提高供应链弹性、推进交叉领域进展等21个主题49个具体目标，提出5年内，基于生物质或二氧化碳生产食品级蛋白质，3周完成小分子或酶设计，30天内构建和测量单细胞，3个月将生物工艺扩大至商业生产规模；20年内，用生物基替代品取代90%以上的塑料，生物制造满足至少30%的化学品需求，收集和处理12亿吨生物质原料，转化6000万吨二氧化碳为燃料和产品等。
  生物技术是继IT技术后中美科技竞争的又一个焦点。合成生物、脑科学等技术在2018年被美国商务部列入出口管制技术清单。日前，生物技术企业华大基因被列入投资清单，意味着美国对中国的技术限制已经从芯片扩大到了生物技术领域。2020年，我国生物技术产品逆差达30亿美元。
  我国基础制造业可持续发展对绿色技术包括生物制造技术有重大需求，化工等基础制造业原料对外依存度高，而我国主要生物基化学品专利全球占比不到1%，美国占比达57.8%。此外，我国可持续工业原料和粮食安全问题也依赖生物制造的创新。2022年中央经济工作会已将生物制造列入现代化产业体系建设，支持绿色制造新产业。
  未来生物制造重点发展方向，一是要提高我国自主创新能力，包括生物大数据和数字细胞、蛋白质计算与理性设计改造、细胞重编程再造等；二是要增强保障支撑能力，包括生物学设计工具软件、生物反应器、超高通量细胞筛选、生物分离介质等；三是攻克重大战略产品的关键核心技术，包括二氧化碳生物转化利用、未来食品制造、天然药物和生命健康创新产品的生物合成、可再生化工材料、先进生物航空燃料等。