2021年上半年生物领域世界科技发展趋势

本周将跟进各领域2021年上半年世界科技发展态势，敬请关注全球技术地图，获取前沿资讯。

新冠病毒频现变异，全球新冠疫苗研发持续加速，全民疫苗接种快速推进

新冠病毒不断变异，初步估计有数千种变异株，且诸多变异株传播力更强，引发的症状也更严重，如最初在印度发现的Delta变异病毒已扩散至80多个国家，且仍在持续传播和变异。世卫组织将英国、南非、巴西和印度发现的变异新冠病毒列为“高关注变异株”，并警告，未来变异病毒或使应对工具失效。

截止5月31日，全球共有灭活疫苗、重组蛋白疫苗和病毒载体疫苗等7条新冠疫苗研发技术路线，有272款候选疫苗，其中88款进入临床试验阶段，且美国辉瑞、强生和Moderna、英国阿斯利康、印度Covishield以及中国国药和科兴疫苗已获世卫组织紧急使用许可。

但是，由于全球疫苗供应不足、分配不均、接种管理混乱等，全球抗疫共筑防线仍面临严峻挑战。有资料显示，截止5月，高收入国家疫苗接种率约为42%，如以色列疫苗接种率为57%；英国为47.3%；美国为41.16%。而截止6月，低收入国家疫苗接种率则低于1%，如印度接种疫苗的人口不到总人口的3%；非洲大部分地区完全接种疫苗的人数仅占其总人口的0.73%，且多国疫苗库存已告急。

后疫情时代，生物安全受到各国高度重视，生物安全进入新发展阶段

美国发布《阿波罗生物防御计划：战胜生物威胁》报告，建议政府紧急实施“阿波罗生物防御计划”，消除美国应对生物攻击的脆弱性；

DARPA启动“全球核酸按需计划”，开发疫苗和传染病等移动应急医疗产品制造平台，以提供即时响应。欧盟制定“EU4Health”计划，提高其成员国卫生系统应对跨境健康威胁的韧性和危机管理能力；

欧盟委员会启动“HERA孵化器”欧洲生物防御准备计划，监测分析病毒新变种，研发生产更有效的疫苗。

俄罗斯总统普京签署《俄罗斯生物安全法》，规定了一系列预防生物威胁以及建立和发展国家生物风险监测系统的配套措施。

新加坡将设立东南亚首个生物安全四级实验室，提高其应对生物病毒威胁的能力。

中国正式实施生物安全法，规定了特定时期的生物安全紧急措施和常态运作的生物安全监测预警措施，建立了重大新发突发传染病、动植物疫情联防联控机制，为有效防范和应对生物安全风险和常态化疫情防控打造坚实基础。

前沿生物技术领域取得诸多重大突破

基因编辑领域，全球权威组织“人类基因组计划编写联盟”即将发布计算机辅助设计的全新基因编辑软件，将使大规模的基因组编辑和设计变得更加容易；美国马里兰大学研究人员开发出CRISPR-Cas9变种植物基因组编辑器，将在食品营养和安全方面发挥重要作用；德国研究团队利用基因工程生产出特殊细胞因子，首次成功恢复脊髓损伤致瘫小鼠的行走能力。
脑科学领域，美国BrainGate团队开发出全新“无线脑机接口”系统，首次实现脑机信号无线高宽带传输；美国Neuralink公司将其脑机接口设备植入猕猴大脑，使其通过大脑意念控制电脑游戏；韩国科学家开发出由智能手机控制、体外无线充电的软脑植入物，实现大脑神经元的实时控制。干细胞领域，中美科学家将人类干细胞注射到食蟹猴胚胎中，从而培育出的首个人猴“杂交”胚胎存活近20天；荷兰研究人员利用干细胞在培养皿中培育出“会流泪”的微小人造泪腺。
合成生物学领域，美国国家标准与技术研究院科学家成功合成出可正常生长分裂的“人造细胞”；美国麻省理工学院以基因改造病毒作电极，研发出为小型设备供电的新型环保电池。
AI+生物领域，英国阿斯顿大学启动“Neu-Chip”新项目，通过在微芯片上培育人类脑干细胞来增强计算机解决复杂问题的能力。

AI助力新药研发，开启药物研发新模式

AI技术在药物研发等医疗领域得到广泛应用，推动医疗AI产业迅猛发展，《麻省理工科技评论》期刊甚至将“AI药物分子发现”列为2021年十大突破性技术。美国麻省理工学院科学家开发出快速计算药物分子与靶蛋白间亲和力的DeepBAR技术，其计算速度较以前提升近50倍；
Facebook公司与德国研究机构合作开发出预测药物组合和基因删除等干预措施效果的AI模型，加速最佳治疗组合的确定；德国科学家开发出“多组学图形集成”AI系统，并用其确定了165个与癌症有关的新基因。瑞典研究人员开发出基于AI的生成式深度学习方法，仅需几周就能设计出有功能活性的蛋白质且能大幅减低研发成本。

作者简介

张芮晴

国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究五室研究助理

作者丨张芮晴

编辑丨郑实

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