日前，工業和信息化部、教育部等七部門聯合印發《關于推動未來產業創新發展的實施意見》（工信部聯科〔2024〕12號），將“未來健康”作為未來產業布局的六大方向之一，明確要加快細胞和基因技術、合成生物、生物育種等前沿技術產業化，推動5G/6G、元宇宙、人工智能等技術賦能新型醫療服務，研發融合數字孿生、腦機交互等先進技術的高端醫療裝備和健康用品。近年來，國內多個省市也突出未來產業培育導向，加快細胞和基因治療、腦機接口、合成生物等生命科學和醫藥健康新賽道布局。本文綜合梳理各地已出臺的相關政策，結合生命科學和生物技術前沿方向，提出相關發展建議。
一、 政策部署重點領域
自國家“十四五”規劃綱要提出要前瞻謀劃未來產業以來，各地高度重視并加快未來產業的系統謀劃與前瞻布局。北京、上海、成都、浙江、江蘇等地陸續出臺了相關指導意見、行動方案（詳見附表）。圍繞未來健康產業，均提出了要加快布局細胞與基因治療、合成生物學等領域新賽道。部署重點領域情況如下：
圖1 已出臺政策中“未來健康”重點領域部署情況
細胞和基因治療。重點加快細胞治療、基因治療、溶瘤病毒等相關技術產品的研發轉化。
合成生物學。重點推動合成生物學前沿創新技術在藥物研發生產、疾病治療、醫美產品創制、農業食品等領域應用。
腦科學與腦機接口。重點開展腦科學與類腦研究，加快類腦芯片、類腦計算機等創新研發，探索腦機接口技術在醫療康復、智慧生活領域的應用。
新型數字醫療。重點發展基因測序、基因診療、醫學人工智能、AI輔助診斷等先進診療技術、高端醫療設備及相關軟件系統，支持可穿戴設備、傳感器、其他物聯網設備等數字醫療保健決策支持軟硬件發展。
生物育種。發展基因編輯育種、誘變育種與傳統育種技術融合的技術體系，推動合成生物技術在生物育種領域的顛覆性創新與產業化應用。
再生醫學。強化體細胞重編程、人工組織器官構建、類器官、器官芯片等技術研發，支持干細胞修復病理損傷、組織器官再生等細胞技術臨床應用。
二、代表性科技前沿方向
本文從國內外學界、產業界關注度較高、廣泛報道的科技前沿和未來趨勢中，重點選取基因治療、腦機接口、類器官芯片、AI+生物信息學、生物育種等若干代表性方向，從技術概覽、科研或產業化進展、應用領域等方向進行分析。
圖2 “未來健康”代表性科技前沿方向
方向一：基因治療技術
基因治療技術是指通過修飾或操縱基因的表達以改變活細胞的生物學特性，從而達到治療目的技術手段。主要分為以病毒為載體的基因遞送技術和基因編輯技術兩大類。
科研或產業化進展：據不完全統計，目前全球已有35款細胞與基因療法獲批上市。我國已獲批4款細胞與基因治療產品，包括復星凱特（上海）的阿基侖賽、藥明巨諾（上海）的瑞基奧侖賽、馴鹿生物（南京）與信達生物（蘇州）共同開發的伊基奧侖賽、合源生物（天津）的納基奧侖賽。
應用領域：具有治愈多種難治性疾病的潛力，可廣泛應用于遺傳性疾病治療、惡性腫瘤、慢性病治療等領域。
圖3 基因治療過程示例
方向二：腦-機接口技術
腦機接口技術是指在有機生命形式的腦與具有處理或計算能力的設備之間，創建用于信息交換的連接通路，實現信息交換及控制。
科研或產業化進展：美國Neuralink（馬斯克聯合創辦）在2023年5月獲FDA批準可在人體上開展腦機接口臨床試驗；2024年1月，完成首例人類腦機接口設備植入，移植者目前恢復良好。2023年5月，我國南開大學段峰教授團隊完成全球首例非人靈長類動物介入式腦機接口試驗，標志著我國腦機接口技術躋身國際領先行列。在消費級腦機接口領域，國內強腦科技（浙江）、腦陸科技（北京）、柔靈科技（浙江）等推出系列產品，應用范圍涵蓋兒童教育、娛樂、醫療、健康等。
應用領域：在阿爾茨海默癥、腦卒中等難治性腦疾病的治療康復領域前景廣闊。非侵入式腦機接口在教育、游戲娛樂等智能交互領域也具有巨大的應用前景。
圖4 介入式腦機接口范式
方向三：類器官芯片
類器官芯片是一種在芯片上構建的器官生理微系統，綜合微流體技術、類器官培養、微電子學、工程學等技術及學科，用于在微小尺度上模擬和研究生物體內器官的功能。突破傳統類器官培養體系依賴手動操作、流程繁瑣、標準化程度不高的瓶頸，為高通量、自動化的類器官培養提供可能。
科研或產業化進展：2022年FDA批準全球首個完全基于“類器官芯片”研究獲得臨床前數據的新藥（NCT04658472）進入臨床試驗，加速本領域走出實驗室，進一步拓展落地應用場景。目前，全球市場由北美和歐洲地區主導，主要企業有Emulate（美國）、Mimetas（荷蘭）、TissUse（德國）等。國內代表性企業包括科途醫學（北京）、大橡科技（深圳）、創芯國際（廣州）等。
應用領域：在疾病研究、藥物篩選、腫瘤診斷、再生醫學等領域應用潛力巨大。
圖5 類器官芯片應用場景
方向四：AI+生物信息學
以深度學習、AI大模型等為代表的AI技術，在基因組學、蛋白質組學、代謝組學等生物信息學研究和應用轉化中發揮重要作用，如基因序列分析、基因表達模式解讀、復雜海量多模態數據處理、基因編輯策略優化等。
科研或產業化進展：美國華盛頓大學David Baker教授團隊開發出AI軟件Rfdiffusion，將神經網絡AI模型融入蛋白設計中。2023年8月，清華大學智能產業研究院與水木分子發布多模態生物醫藥百億參數大模型BioMedGPT，整合基因、分子、細胞、蛋白等多源異構數據，已成功通過了美國醫師資格考試。
應用領域：在創新藥物研發、精準醫療、生物育種、綠色低碳等領域。
圖6 全球首個開源可商用多模態生物醫藥百億參數大模型BioMedGPT-10B 架構
方向五：生物育種4.0
轉基因與全基因組選擇、基因組編輯、合成生物學技術、信息技術、人工智能技術等有機融合，以智能化、數字化育種技術為代表的前沿育種技術在農作物和農業動物中廣泛應用，推動生物育種技術進入“生物技術+信息技術+人工智能+大數據應用”的“4.0時代”。
科研或產業化進展：美國、巴西、阿根廷等國家實施寬松型監管，將基因編輯育種技術視同傳統育種技術；科迪華（美國）、拜耳（德國）等跨國公司，已建立全流程數字育種體系。國內在該領域的技術和商業化進展相對落后。2023年，舜豐生物（山東）利用Cas12i培育高油酸大豆成為我國首個獲批生產應用安全證書的農業基因編輯產品。
應用領域：快速提升育種效率，支撐特色優質專用新品種創制，加速作物改良進程。
圖7 生物育種1.0時代-4.0時代
三、小結
隨著新一輪科技革命和產業變革加速演進，在各項政策的大力支持下，“未來健康”有望步入快速轉化和產業化階段，加速形成新質生產力。建議從以下方面夯實發展根基、持續保駕護航：
一是大力推進學科交叉融合。重點促進醫理、醫工、醫信等交叉，在醫工融合、醫學人工智能、醫學遙感信息等交叉學科領域開展前沿探索。
二是強化顛覆性創新支持。加大應用基礎研究、底層共性技術等支持力度，建設一批服務于前沿科技和未來產業的新型科技創新平臺，在原始創新、顛覆性創新、非共識性創新和融通創新等方向催生更多從“0”到“1”的突破。
三是創新應用場景建設。探索謀劃與標志性產品（或技術、服務）綁定的“未來健康”場景建設，推動前沿技術產品定型、用戶群體培育、市場需求挖掘、跨界融合示范，加速成果轉化、技術迭代、產品驗證、產業化等進程。
四是推行包容審慎監管。在支持前沿技術發展的同時，統籌處理好人工智能帶來的醫療安全問題、基因編輯技術和干細胞技術帶來的倫理問題、合成生物學引發的生物安全問題等，探索實施“觀察期”“包容期”等新型監管舉措。
附表：
國內相關政策中涵蓋有關“未來健康”的部署情況
參考資料：
[1] 弗若斯特沙利，《基因藥物行業現狀與發展趨勢藍皮書》2023.
[2] 南開大學段峰教授團隊“介入式腦機接口試驗”圖.
[3] 高特佳Insights,《芯片上打造人體器官，一場顛覆新藥研發的技術革命》.
[4] 清華大學智能產業研究院（AIR），《AIR快訊 ｜BioMedGPT-10B 全球首個開源可商用百億參數多模態生物醫藥大模型》.
[5] Wallace J G , Rodgers-Melnick E , Buckler E S .On the Road to Breeding 4.0: Unraveling the Good, the Bad, and the Boring of Crop Quantitative Genomics[J].Annual Review of Genetics, 2018, 52(1).DOI:10.1146/annurev-genet-120116-024846.
作者：謝亞楠 葉曉彤
