2019 年 3 月 22 日，DeepTech 2019 生命科學(xué)論壇在中國上海正式舉辦，來自生物醫(yī)藥領(lǐng)域的科學(xué)家、投資人和創(chuàng)業(yè)者共聚一堂，深度探討生命科學(xué)領(lǐng)域的科研創(chuàng)新、技術(shù)革命和未來趨勢。

Flagship Pioneering 高級合伙人 Jason Pontin，復(fù)星凱特生物科技有限公司總裁王立群，張江集團(tuán)副總經(jīng)濟(jì)師、張江生物醫(yī)藥基地總經(jīng)理樓琦，北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院研究員魏文勝，中科院生物物理所研究員王艷麗等分享了對于新興科技趨勢的獨(dú)家見解。

圖 | DeepTech 2019 生命科學(xué)論壇（來源：DeepTech）

21 世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，近年來，生物技術(shù)的發(fā)展速度已經(jīng)越過一個(gè)創(chuàng)新爆發(fā)的臨界點(diǎn)，生命科學(xué)領(lǐng)域涌現(xiàn)出越來越多的革命性技術(shù)突破。我們所處的世界和我們身邊的生命，也都正在發(fā)生革命性的改變。

我們相信，2019 年生命科學(xué)領(lǐng)域會進(jìn)入一個(gè)全新時(shí)代。在 2019 年，包括 CRISPR 基因編輯在內(nèi)，合成生物學(xué)技術(shù)、單細(xì)胞多組學(xué)技術(shù)等前沿生物技術(shù)將繼續(xù)取得革命性突破，并進(jìn)一步改變生命科學(xué)領(lǐng)域的游戲規(guī)則，也改變我們生存的這個(gè)世界。

全球生命科學(xué)及醫(yī)療健康領(lǐng)域市場規(guī)模日益龐大，早在 2014 年，中國超過日本成為世界第二大生物醫(yī)藥市場；2017 年，中國的生物醫(yī)藥行業(yè)市場規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了 3417.19 億元，預(yù)計(jì)到 2020 年，中國生物醫(yī)藥市場規(guī)模將會是日本的兩倍，并超過美國成為世界第一。

現(xiàn)在，中國生物醫(yī)藥市場正迎來“黃金時(shí)代”，中國本土也誕生出越來越多的新興科技企業(yè)，吸引了越來越多的創(chuàng)新人才。國內(nèi)蓬勃發(fā)展的生物醫(yī)藥行業(yè)，正在形成一個(gè)萬人矚目的領(lǐng)域。

圖 | DeepTech 聯(lián)合創(chuàng)始人陳序（來源 DeepTech）

中國領(lǐng)先的新興科技內(nèi)容和硬科技服務(wù)提供商 DeepTech 在此次論壇中，發(fā)布了“2019 生命科學(xué)領(lǐng)域十大技術(shù)趨勢”，生命科學(xué)領(lǐng)域備受關(guān)注的 CRISPR 工具包、免疫治療 2.0、治愈罕見病等技術(shù)趨勢入選其中。

2019 生命科學(xué)領(lǐng)域十大技術(shù)趨勢：

1.CRISPR工具包（CRISPR/Cas Toolkit）

30 多年前，科學(xué)家在細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)規(guī)律間隔成簇短回文重復(fù)序列，并發(fā)現(xiàn)這種重復(fù)序列可讓細(xì)菌對病毒有免疫抗性。2001 年，西班牙科學(xué)家 Francisco Mojica 正式將其命名為 CRISPR，2012 年兩位女科學(xué)家，來自加州大學(xué)伯克利分校的結(jié)構(gòu)生物學(xué)家詹妮弗·杜德納（Jennifer Doudna）和瑞典于默奧大學(xué)的埃馬紐埃爾·卡彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）首次將 CRISPR/Cas 作為基因編輯系統(tǒng)應(yīng)用。

2013 年，來自于哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的 George Church、麻省理工學(xué)院博德研究所的張鋒以及加州大學(xué)舊金山分校系統(tǒng)及合成生物學(xué)中心的亓磊（目前就職于斯坦福大學(xué)），分別發(fā)表三篇文章，將 CRISPR/Cas 系統(tǒng)成功應(yīng)用到哺乳動物細(xì)胞中。

（來源：麻省理工科技評論）

CRISPR/Cas9 的出現(xiàn)，引領(lǐng)了整個(gè)基因編輯領(lǐng)域爆炸式的發(fā)展，如今，眾多科學(xué)家進(jìn)一步擴(kuò)充了 CRISPR/Cas 基因技術(shù)，將其從單一的“基因剪刀”擴(kuò)展成多功能的“基因工具包”，展示了基于不斷擴(kuò)大的 CRISPR/Cas 系統(tǒng)令人興奮的應(yīng)用前景。科學(xué)家們預(yù)測，CRISPR/Cas9 基因編輯技術(shù)將改變我們生活的社會和周圍的生物。

2.免疫治療2.0（Immunotherapy 2.0）

100 多年前，美國紐約骨科醫(yī)生 William Coley 意外發(fā)現(xiàn)術(shù)后化膿性鏈球菌感染使肉瘤患者腫瘤消退，揭開了腫瘤免疫療法的序幕，William 也因此被譽(yù)為腫瘤免疫治療之父。

2018 年，萬眾矚目的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了美國科學(xué) James P. Allison 和日本科學(xué)家 Tasuku Honjo，他們?yōu)榘┌Y免疫治療做出了開拓性貢獻(xiàn)。如今，全球開展癌癥免疫治療的公司數(shù)量高達(dá)數(shù)百家，國內(nèi)也有十幾款免疫治療產(chǎn)品申報(bào)了臨床試驗(yàn)，相關(guān)研究成果戰(zhàn)報(bào)頻傳，朝著治愈癌癥的終極目標(biāo)穩(wěn)步邁進(jìn)。

（來源：諾貝爾官網(wǎng)）

隨著基礎(chǔ)和臨床研究的不斷突破，我們對免疫療法的認(rèn)識也在不斷加深，免疫療法的適應(yīng)癥也在不斷拓展，從一開始的主要陣地白血病，到非霍奇金淋巴瘤、多發(fā)性骨髓瘤，再到自身免疫疾病，免疫療法進(jìn)入了更加精準(zhǔn)、聯(lián)合、廣譜的 2.0 時(shí)代。

3.治愈罕見?。–ure of Rare Diseases）

在沒有失誤或脫靶效應(yīng)的情況下，通過基因編輯技術(shù)對突變基因進(jìn)行修正，有望產(chǎn)生可預(yù)測的有益效果，甚至實(shí)現(xiàn)某些遺傳疾病的一次性治愈?；仡櫥蛑委熃?20 年的發(fā)展，直到近幾年我們才真正迎來基因療法時(shí)代，看到一次性治愈罕見病的希望。

基因治療（gene therapy）作為一種顛覆性的醫(yī)療技術(shù)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)能夠?qū)⑼庠凑；驅(qū)氚屑?xì)胞，以糾正或補(bǔ)償缺陷和異?；蛞鸬募膊?，從而達(dá)到治療先天性遺傳疾病的目的。如今，全球已有超過 2500 多個(gè)基因治療臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行，基因療法也已經(jīng)成為全球醫(yī)藥研發(fā)企業(yè)的必爭之地。

（來源：麻省理工科技評論）

2018 年年中，美國 FDA 宣布將繼續(xù)大力推進(jìn)基因療法的開發(fā)，并發(fā)布 6 大新指南，為基因產(chǎn)品如何開發(fā)、監(jiān)管機(jī)構(gòu)審核和報(bào)銷建立了政策框架。同時(shí)也指出人類基因治療的熱門領(lǐng)域，包括血友病、視網(wǎng)膜疾病和罕見病。

2019 年，針對多種罕見病的治療將進(jìn)入臨床，基因治療在時(shí)隔近 20 年后，正式進(jìn)入高速發(fā)展階段。越來越多的中小型基因治療創(chuàng)業(yè)公司破土而出，傳統(tǒng)制藥巨頭如輝瑞、諾華、葛蘭素史克也紛紛布局基因治療領(lǐng)域。在中國，一些涉足基因編輯的初創(chuàng)企業(yè)，以及一些基因治療項(xiàng)目有望在 2019 年進(jìn)入臨床階段。

4.基因大數(shù)據(jù)（Gene Big Data）

2003 年 4 月 15 日，由 6 國科學(xué)家共同參與的國際團(tuán)隊(duì)宣布完成人類基因組圖譜。這個(gè)耗資 30 億美元，被譽(yù)為生命科學(xué)“登月計(jì)劃”的研究項(xiàng)目，為人類揭開自身奧秘奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。人類基因組圖譜的繪就，已經(jīng)成為人類探索自身奧秘史上的一個(gè)重要里程碑，也被很多分析家認(rèn)為是生物技術(shù)世紀(jì)來臨的標(biāo)志。

僅在十多年后，隨著技術(shù)的發(fā)展和成熟，完成全基因組測序的成本已經(jīng)從當(dāng)年的 30 億美元，逐漸降低到數(shù)十萬美元，數(shù)千美元甚至更低，市場上也出現(xiàn)了眾多面向大眾的消費(fèi)級基因檢測產(chǎn)品。除了大家熟知的無創(chuàng)產(chǎn)前基因檢測、新生兒遺傳疾病篩查等應(yīng)用之外，個(gè)體基因檢測還可以鎖定個(gè)人病變基因，實(shí)現(xiàn)提前預(yù)防和治療。

（來源：Nature）

通過對個(gè)體的基因檢測，可實(shí)現(xiàn)對罹患多種疾病的預(yù)測，甚至對個(gè)體的行為特征提供更加深刻的見解。比如在個(gè)體基因檢測產(chǎn)品中，通過對個(gè)體樣本 DNA 數(shù)據(jù)的分析，能夠解讀出癌癥、代謝疾病、精神疾病等的風(fēng)險(xiǎn)，還能夠解讀出個(gè)體的藥物適應(yīng)性、運(yùn)動天賦、酒量等信息。隨著全世界數(shù)百萬甚至上千萬個(gè)體完成了個(gè)人基因組數(shù)據(jù)的解讀和分析，目前已經(jīng)出現(xiàn)了一些基于 DNA 信息更加引人注目的新興技術(shù)，比如 DNA 刑偵、新藥預(yù)測，并在這些領(lǐng)域取得了革命性的進(jìn)展。我們也已經(jīng)迎來一個(gè)由 DNA 數(shù)據(jù)所帶來的革命性時(shí)代。

5.核酸藥物（Nucleic Acid Drugs）

在新藥研發(fā)領(lǐng)域，針對目標(biāo)蛋白的靶向療法已經(jīng)成為主流，針對 DNA 突變的基因療法也正如火如荼，而作為基因和蛋白質(zhì)之間的橋梁，mRNA 近年來正越來越受關(guān)注。除此之外，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)在真核細(xì)胞中存在一種特有的基因沉默機(jī)制，它可以抵抗外來物質(zhì)入侵、保護(hù)遺傳信息的穩(wěn)定性、調(diào)節(jié)生物體的各種機(jī)能，也被稱為 RNA 干擾（RNAi）現(xiàn)象。

RNAi 機(jī)制由 Andrew Z.Fire 和 Craig C.Mello 教授于 1998 年首次發(fā)現(xiàn)，在 2002 年被 Science 雜志評為十大科學(xué)成就之首，在 2006 年獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。RNAi 的發(fā)現(xiàn)極大拓寬了人類藥物的來源和開發(fā)方向。如今，以 siRNA（小干擾 RNA）、miRNA（微小 RNA）為主的寡核苷酸藥物，和以 mRNA 治療藥物、mRNA 疫苗和 CRISPR RNA 為主的核糖核酸藥物，共同構(gòu)成了核酸藥物。

大量研究表明，核酸及其降解物、衍生物具有良好的治療作用，我們也正迎來 mRNA 藥物、RNAi 藥物等的全新時(shí)代。核酸藥理論上可以達(dá)到傳統(tǒng)藥物無法替代的效果，與小分子藥物一樣可以在細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮作用，甚至可以作用到細(xì)胞核并具有精確的靶向性，對于一些單基因疾病核酸藥物也非常有優(yōu)勢。在全球精準(zhǔn)醫(yī)療大時(shí)代下，不同基因差異或表達(dá)異常引起的疾病，理論上核酸藥都可對其進(jìn)行個(gè)性化開發(fā)。

6. 腦科學(xué)與腦機(jī)接口（Brain Science and Brain-computer Interface）

腦科學(xué)是人類理解自然界現(xiàn)象和人類本身的“最終疆域”，腦科學(xué)研究也被稱為“人類認(rèn)識自然與自身的終極挑戰(zhàn)”。近年來，世界各國紛紛推出了各自的“腦計(jì)劃”，其目標(biāo)可概括為：對各種腦功能神經(jīng)基礎(chǔ)的解析；利用神經(jīng)環(huán)路研究所獲得的新信息，發(fā)展有效診斷和治療腦疾病的新方法；開展腦科學(xué)所啟發(fā)的類腦研究，推動新一代人工智能技術(shù)的進(jìn)步。

（來源：CNCR）

隨著腦成像、生物傳感、人機(jī)交互以及大數(shù)據(jù)等新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，腦科學(xué)與類腦研究正日益成為世界各國爭相研究的重點(diǎn)科學(xué)領(lǐng)域之一。在“腦計(jì)劃”的推動下，“腦科學(xué)”領(lǐng)域也有望出現(xiàn)一些激動人心的應(yīng)用，包括類腦計(jì)算系統(tǒng)、腦機(jī)接口和腦機(jī)融合的新模型，并有望推動腦疾病的診治、人工智能等領(lǐng)域的發(fā)展。

7.智慧醫(yī)療（Smart Medical Care）

在將來，醫(yī)療行業(yè)將融入更多人工智慧、傳感技術(shù)等高科技，使醫(yī)療服務(wù)走向真正意義的智能化，推動醫(yī)療事業(yè)的繁榮發(fā)展。人工智能已經(jīng)在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，比如醫(yī)學(xué)影像識別、生物技術(shù)、輔助診斷、藥物研發(fā)、營養(yǎng)學(xué)等領(lǐng)域，并將改變醫(yī)療手段甚至醫(yī)療模式。

（來源：IBM）

到 2025 年，世界人工智能市場總值將達(dá)到 1270 億美元，其中醫(yī)療行業(yè)將占市場規(guī)模的 1/5，醫(yī)療 AI 儼然將成為人工智能最為重要的運(yùn)用場景之一。另一方面，數(shù)據(jù)作為人工智能的重要支撐，容納各類疾病特征、病例、指標(biāo)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)平臺，也成為智慧醫(yī)療建設(shè)發(fā)展的重點(diǎn)內(nèi)容。新一代通訊技術(shù)的出現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)芯片技術(shù)的發(fā)展，也推動了移動醫(yī)療設(shè)備的極大商用，尤其以運(yùn)動、心律、睡眠等健康監(jiān)測為主的各類智能裝置傳感器等醫(yī)療健康設(shè)備。

8.無創(chuàng)早期診斷（Non-Invasive Early Diagnosis）

近幾年在腫瘤診斷方向，隨著基因組測序技術(shù)的不斷發(fā)展，以外周血液中循環(huán)腫瘤 DNA（ctDNA）為主要標(biāo)志物的液體活檢，已經(jīng)成為最具潛力的腫瘤早期精準(zhǔn)診斷技術(shù)。

（來源：麻省理工科技評論）

基于基因成像和測序方法的液體活檢，可以識別和監(jiān)控較早期階段出現(xiàn)的腫瘤，人工智能以及基因大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，結(jié)合液體活檢為多數(shù)癌癥提供一種有效的早期篩查方法，為癌癥早期診斷、精準(zhǔn)確定癌癥類型、預(yù)測癌癥擴(kuò)散和預(yù)后管理提供線索。

9.合成生物學(xué)技術(shù)（Synthetic Biology Technology）

從本質(zhì)上說，電腦是一個(gè)能通過一定算法處理信息的機(jī)器，電腦的電路回路越強(qiáng)大，就能進(jìn)行越復(fù)雜的計(jì)算和算法。相似地，細(xì)胞通過基因工程改造也可以像一個(gè)迷你電腦一樣，回路越復(fù)雜，計(jì)算能力越強(qiáng)。

作為第三次生物技術(shù)革命，誕生于 21 世紀(jì)初的合成生物學(xué)，已經(jīng)給人類社會生活帶來顛覆性的變化。人工設(shè)計(jì)的細(xì)胞將可在體內(nèi)定時(shí)為患者輸送藥物；通過基因設(shè)計(jì)可以控制家蠶、蚊子等昆蟲的性別；基因編輯可以使育種速度成倍提升……這些都是合成生物學(xué)帶來的神奇改變。

近年來，伴隨 CRISPR 等基因組編輯技術(shù)的不斷革新，以及同樣快速發(fā)展的大數(shù)據(jù)、人工智能和機(jī)器人技術(shù)等，合成生物學(xué)的前景變得越來越明確，合成生物學(xué)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展迎來一個(gè)爆發(fā)期。

10.單細(xì)胞多組學(xué)（Single-cell Multiomics）

細(xì)胞是構(gòu)成生命體的結(jié)構(gòu)和功能的基本單位，不同類型的細(xì)胞形態(tài)迥異，功能也各不相同。即使是同類細(xì)胞間看似相同，相互間也存在著廣泛的細(xì)胞異質(zhì)性。早期基于群體細(xì)胞分析所獲得的平均性數(shù)據(jù)，往往忽略了細(xì)胞個(gè)體間差異。

隨著細(xì)胞分離和新一代測序的發(fā)展，研究人員可以研究單個(gè)細(xì)胞的 DNA、RNA、蛋白質(zhì)和染色質(zhì)，科學(xué)家們已經(jīng)開始以單細(xì)胞分辨率組合多層信息，揭示單細(xì)胞基因組、轉(zhuǎn)錄組、甲基化、蛋白質(zhì)組學(xué)等數(shù)據(jù)。

2009 年，第一個(gè)單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)出現(xiàn)；2011 年單細(xì)胞基因組測序技術(shù)出現(xiàn)；2013 年單細(xì)胞全基因組 DNA 甲基化檢測技術(shù)出現(xiàn)。隨后，科學(xué)家在細(xì)胞分選技術(shù)、核酸擴(kuò)增技術(shù)、信噪比提高方面等進(jìn)行不斷優(yōu)化和改進(jìn)，也進(jìn)一步開創(chuàng)了單細(xì)胞多組學(xué)不同層面的測序和分析技術(shù)。

圖 | 單細(xì)胞測序技術(shù)對多細(xì)胞生命發(fā)育秘密的揭示，被評為《科學(xué)》雜志 2018 年最重要的科學(xué)進(jìn)展（來源：Science）

單細(xì)胞多組學(xué)技術(shù)讓我們更清楚地識別特定細(xì)胞及其功能，并且能夠提供前所未有的臨床和科研大數(shù)據(jù)，幫助科學(xué)家們更準(zhǔn)確、更深入地了解生物體的生理和病理機(jī)制，例如干細(xì)胞的分化、神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)育、癌細(xì)胞的病變機(jī)理、免疫細(xì)胞的功能等等，并為個(gè)體化精準(zhǔn)醫(yī)療方案的制定提供了指導(dǎo)方向。

Flagship Pioneering 高級合伙人 Jason Pontin 分享了他比較關(guān)注的全球生命科學(xué)領(lǐng)域技術(shù)趨勢，并為 DeepTech 生命科學(xué)領(lǐng)域十大技術(shù)趨勢做了逐一解讀。

Jason Pontin 先生現(xiàn)任波士頓著名生物醫(yī)療風(fēng)投公司 Flagship Pioneering 高級合伙人，主要負(fù)責(zé)公司的戰(zhàn)略溝通和企業(yè)創(chuàng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建。他同時(shí)也是美國著名科技意見領(lǐng)袖。Jason Pontin 先生于 2005 年至 2017 年間在《麻省理工科技評論》(MIT Technology Review) 擔(dān)任首席執(zhí)行官、出版人兼主編，負(fù)責(zé)《麻省理工科技評論》的采編方向、媒體平臺和商業(yè)戰(zhàn)略。此外，他還為多家美國及全球知名媒體撰稿，包括:《紐約時(shí)報(bào)》《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》《金融時(shí)報(bào)》《連線》等。

圖 | Flagship Pioneering 高級合伙人 Jason Pontin（來源：DeepTech）

Jason Pontin 認(rèn)為 CRISPR 就像是上天的禮物，充滿科幻意義，但就目前而言，我們還無法掌握這種技術(shù)，或許再過 40 年我們才能 CRISPR 的訣竅與核心。對之前備受關(guān)注的基因編輯嬰兒事件，Jason 也發(fā)表了自己的看法，他認(rèn)為人們對 CRISPR 基因編輯嬰兒的關(guān)注有點(diǎn)太多了，就目前而言還不確定把 CCR5 的基因敲掉會對人體帶來的后果，但他相信隨著時(shí)間的推移，會有相對比較合理的框架和政策出臺。

Jason Pontin 也提出了基因編輯的新方向，那就是將干細(xì)胞和基因編輯結(jié)合在一起，例如將容易獲取的體細(xì)胞誘導(dǎo)回可分化的干細(xì)胞，這樣更安全可控，在臨床上也有著巨大的潛力。

同時(shí)，在 DeepTech 2019 生命科學(xué)論壇上，辰德資本合伙人趙瑞林分享了未來三到五年之內(nèi)在生物醫(yī)療投資方面可能的熱點(diǎn)。趙瑞林認(rèn)為，AI 大數(shù)據(jù)的應(yīng)用、癌癥早篩、基因治療、面向消費(fèi)者的基因測序和手術(shù)機(jī)器人，將成為未來三到五年內(nèi)投資的熱點(diǎn)。

同時(shí)趙瑞林也指出，當(dāng)下幾家醫(yī)療大數(shù)據(jù)公司也絕不是簡單一天兩天就能成功的，資本市場也是考驗(yàn)誰能夠熬到最后，大家都看到大數(shù)據(jù)應(yīng)用的前景，但是怎么能熬到最后，怎么能熬到金子挖出來那一天，這是大家要考慮的。

對于癌癥早篩，趙瑞林認(rèn)為，影像技術(shù)比如 MRI 和 CT，它的根本原理是我要看到癌癥。而癌癥早篩代替影像技術(shù)是什么呢？將來分子診斷真正非常厲害的時(shí)候，是沒有出現(xiàn)圖象標(biāo)志物的時(shí)候，我們已經(jīng)可以將癌癥檢測出來，當(dāng)然這是一個(gè)愿景，我們要達(dá)到這樣的目標(biāo)。