生物制造生機(jī)盎然

　　生物制造是一種以工業(yè)生物技術(shù)為核心的先進(jìn)生產(chǎn)方式，具有原料可再生、過(guò)程清潔高效等特征，有助于推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的綠色低碳發(fā)展。今年的政府工作報(bào)告在部署2024年政府工作任務(wù)時(shí)指出，加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，積極打造生物制造等新增長(zhǎng)引擎。這是“生物制造”首次寫入政府工作報(bào)告。

　　近年來(lái)，《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》等相關(guān)政策相繼出臺(tái)，為我國(guó)生物制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了政策支撐。我國(guó)生物制造產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷增長(zhǎng)，涌現(xiàn)出不少先進(jìn)技術(shù)成果。有關(guān)專家表示，放眼未來(lái)，生物制造作為加快構(gòu)建綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系的新興產(chǎn)業(yè)，極具發(fā)展?jié)摿Α?/p>

　　1 從原料源頭降低碳排放

　　生物制造是傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的綠色動(dòng)力

　　工業(yè)尾氣變身魚飼料，地溝油成了飛機(jī)燃料，秸稈做成了薄膜……這些聽(tīng)起來(lái)像變魔術(shù)一樣的事如今卻在真實(shí)發(fā)生，而讓這一切成為可能的魔術(shù)師，就是生物制造技術(shù)。

　　何為生物制造？中國(guó)工程院院士鄭裕國(guó)給出這樣的解釋——這是一種利用生物組織或生物體等進(jìn)行物質(zhì)加工，從而生產(chǎn)各種人類所需產(chǎn)品的先進(jìn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化工業(yè)模式。不同于以化石資源為原料的傳統(tǒng)工業(yè)制造，生物制造所使用的生產(chǎn)材料基本上是可持續(xù)再生的原料，生產(chǎn)的產(chǎn)品也可降解可回收，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程更加綠色低碳?！?ldquo;十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》明確提出“依托生物制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)化工原料和過(guò)程的生物技術(shù)替代，發(fā)展高性能生物環(huán)保材料和生物制劑，推動(dòng)化工、醫(yī)藥、材料、輕工等重要工業(yè)產(chǎn)品制造與生物技術(shù)深度融合，向綠色低碳、無(wú)毒低毒、可持續(xù)發(fā)展模式轉(zhuǎn)型。”可以說(shuō)，大力發(fā)展生物制造產(chǎn)業(yè)，已成為我國(guó)加快構(gòu)建綠色低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系的一個(gè)重要方向。

　　近年來(lái)，我國(guó)有不少企業(yè)利用生物技術(shù)和生物基材料，擺脫了化石原料依賴和高污染、高排放的加工模式，走出一條綠色低碳的發(fā)展路子。在四川金尚環(huán)?？萍加邢薰荆ㄒ韵潞?jiǎn)稱金尚環(huán)保）的車間內(nèi)，一桶桶烏黑渾濁的餐廚廢油經(jīng)水洗、去雜、加氫脫氧、異構(gòu)化等工序處理，變成了一種清澈透亮的新型燃料——生物航煤。去年四月，這種生物燃料被使用在了四川航空的飛機(jī)上。

　　據(jù)金尚環(huán)保的有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，目前，在國(guó)際上，用餐廚廢油，也就是大家俗稱的“地溝油”來(lái)提煉生物燃料已經(jīng)是一種比較成熟的工藝。雖然和石油基燃料相比，生物基燃料當(dāng)前的制作成本還沒(méi)有降下來(lái)，但應(yīng)用前景卻十分廣闊。一方面，燃油產(chǎn)生的尾氣一直是航空業(yè)的一大碳排放來(lái)源。有統(tǒng)計(jì)顯示，航空公司80%以上的碳排放都來(lái)自航油燃燒。在降碳減排愈發(fā)迫切的今天，生物航煤顯示出絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，相較于石油基航空煤油，生物航煤全生命周期的二氧化碳排放最高可減少50%以上。另一方面，在石油資源日趨緊張的今天，生物航煤不僅減少了石油消耗，還能極大減少地溝油向餐桌的回流。

　　通過(guò)生物技術(shù)，不僅地溝油能變廢為寶，農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈也重新有了價(jià)值。在安徽豐原集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱安徽豐原），來(lái)自田間地頭的秸稈經(jīng)生物發(fā)酵等工序處理，變成一種半透明的粒子——聚乳酸。用這種材料做成包裝袋、薄膜或者一次性吸管，能在一定程度上替代石油基塑料制品。相較于傳統(tǒng)塑料長(zhǎng)達(dá)上百年的降解時(shí)間，聚乳酸的降解時(shí)間僅需3至5年，對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)更小。

　　而在北京首鋼朗澤科技股份有限公司，研發(fā)人員通過(guò)自主研發(fā)的氣體發(fā)酵技術(shù)，將工業(yè)尾氣轉(zhuǎn)化為生物乙醇和魚飼料蛋白，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生任何二次污染物。據(jù)專家估算，目前，我國(guó)鋼鐵冶金等行業(yè)每年產(chǎn)生的工業(yè)尾氣超過(guò)萬(wàn)億立方米，即便只利用其中的50%，也可以年產(chǎn)飼料蛋白500萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放1.2億噸。

　　中國(guó)工程院院士譚天偉表示，上百年的化學(xué)工業(yè)基本都是以石油和煤做原料的，而這些原料基本不可再生。生物制造因?yàn)榫哂性峡稍偕⑦^(guò)程清潔高效等特征，可以從根本上改變傳統(tǒng)制造業(yè)高度依賴化石原料和“高污染、高排放”的加工模式。生物制造從原料源頭降低碳排放，是傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的綠色動(dòng)力，也是綠色發(fā)展的重要突破口。

　　2 環(huán)境友好、安全性高

　　生物產(chǎn)品為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供助力

　　三月中下旬，四川省南充市西充縣百福寺村的冬小麥已經(jīng)進(jìn)入抽穗期。綠油油的麥田上空，幾架無(wú)人機(jī)在為麥苗噴灑生物農(nóng)藥。麥田的承包商——西充縣糧王生態(tài)開(kāi)發(fā)有限公司現(xiàn)場(chǎng)管理經(jīng)理老吳告訴記者，今年，他所在的公司承包了2000多畝麥田，全部使用的是生物農(nóng)藥。前幾天，麥田里長(zhǎng)了蚜蟲，他們便用苦參堿等進(jìn)行殺蟲，相比于過(guò)去使用的化學(xué)農(nóng)藥，這些生物農(nóng)藥沒(méi)有刺鼻的氣味，毒性小，對(duì)人畜更安全，對(duì)環(huán)境影響也小。

　　農(nóng)業(yè)是生物制造目前應(yīng)用的一個(gè)常見(jiàn)領(lǐng)域。《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》明確提出要重點(diǎn)圍繞生物肥料、生物農(nóng)藥等方向，推出一批新一代農(nóng)業(yè)生物產(chǎn)品。近年來(lái)，生物農(nóng)藥、生物肥料、生物育種等在我國(guó)得到了研發(fā)應(yīng)用，為我國(guó)農(nóng)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展提供助力。

　　湖北省生物農(nóng)藥工程研究中心是一家微生物農(nóng)藥的研發(fā)機(jī)構(gòu)，從20世紀(jì)60年代起，就開(kāi)始進(jìn)行系統(tǒng)的微生物農(nóng)藥資源收集、保藏、評(píng)價(jià)與利用工作。在中心的微生物農(nóng)藥資源庫(kù)內(nèi)，儲(chǔ)藏有二十余萬(wàn)份微生物菌株，它們是開(kāi)發(fā)新型微生物農(nóng)藥的重要資源。這些菌株在超低溫環(huán)境下，會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)，在需要時(shí)可以取出激活。

　　據(jù)湖北省生物農(nóng)藥工程研究中心副主任王開(kāi)梅介紹，這些菌株都是他和同事們這些年走遍祖國(guó)大江南北所采集回來(lái)的“寶貝”。工作雖然辛苦，但一旦發(fā)現(xiàn)以前沒(méi)見(jiàn)過(guò)的菌種就很有成就感。針對(duì)不同種類的菌株，儲(chǔ)藏方式也不一樣。微生物農(nóng)藥資源庫(kù)的儲(chǔ)藏區(qū)內(nèi)有-80℃的超低溫冰柜10臺(tái)，-20℃冰柜8臺(tái)，里面放置著各種各樣的試管，試管內(nèi)存儲(chǔ)著菌株。目前，資源庫(kù)保藏的菌種資源，涵蓋了國(guó)內(nèi)微生物農(nóng)藥、微生物肥料、微生物飼料添加劑、微生物環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理等各種農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的微生物菌種資源。

　　將微生物活性菌株開(kāi)發(fā)成農(nóng)藥是一個(gè)涉及多個(gè)步驟的過(guò)程。王開(kāi)梅表示，前期要進(jìn)行菌種的鑒定、活性成分確定、發(fā)酵優(yōu)化與制劑研發(fā)、田間試驗(yàn)與效果評(píng)估等步驟。之后，在滿足相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的要求后，再向相關(guān)機(jī)構(gòu)申請(qǐng)農(nóng)藥登記。

　　經(jīng)過(guò)多年研究，湖北省生物農(nóng)藥工程研究中心已發(fā)現(xiàn)了不少對(duì)常見(jiàn)害蟲有效的菌株。比如，研究人員發(fā)現(xiàn)，有一種芽孢桿菌對(duì)南方柑橘樹(shù)葉片上常見(jiàn)的葉螨具有很高的毒力，經(jīng)在國(guó)內(nèi)多地柑橘園試驗(yàn)，證實(shí)這種菌株具備與化學(xué)殺螨劑相當(dāng)?shù)姆揽匦Ч倪@種菌株中，研究人員還發(fā)現(xiàn)了國(guó)際首例2種蛋白類殺螨活性物質(zhì)，具有極高的商業(yè)化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)價(jià)值。

　　我國(guó)地域遼闊，自然條件復(fù)雜，因此，微生物物種群也豐富多樣。這些為我國(guó)生物農(nóng)藥、生物肥料等的研發(fā)提供了天然優(yōu)勢(shì)。第十三屆生物農(nóng)藥發(fā)展與應(yīng)用交流大會(huì)上，與會(huì)專家公布了這樣一組數(shù)據(jù)：我國(guó)生物農(nóng)藥年產(chǎn)量十幾萬(wàn)噸，產(chǎn)值約30億元人民幣，占農(nóng)藥總產(chǎn)量和總產(chǎn)值近10%，有巨大潛力。

　　王開(kāi)梅表示，生物制造技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛，對(duì)于推動(dòng)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量和綠色發(fā)展有重要意義。具體到生物農(nóng)藥領(lǐng)域，綠色環(huán)保的生物農(nóng)藥是保障農(nóng)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)性生產(chǎn)資料。研發(fā)環(huán)境友好的“綠色農(nóng)藥”已成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要方向。

　　3 自主研發(fā)成果不斷涌現(xiàn)

　　我國(guó)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)邁入創(chuàng)新發(fā)展“快車道”

　　四川省成都高新區(qū)——一片以生物醫(yī)藥等新興產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的創(chuàng)新區(qū)域。這里匯聚著超過(guò)00家的生物醫(yī)藥企業(yè)，建有覆蓋全生命周期的生物醫(yī)藥功能平臺(tái)累計(jì)超160個(gè)，全區(qū)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)規(guī)模已連續(xù)六年保持20%以上的增長(zhǎng)率，在全國(guó)高新區(qū)生物醫(yī)藥園區(qū)綜合競(jìng)爭(zhēng)力排名中位居第一方陣。

　　位于成都高新區(qū)內(nèi)的成都微芯藥業(yè)有限公司（以下簡(jiǎn)稱成都微芯）是一家集新藥早期研究、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等于一體的生物醫(yī)藥企業(yè)。近年來(lái)，已有西達(dá)本胺等多個(gè)原創(chuàng)新藥在成都微芯的研發(fā)中心內(nèi)誕生。其中，原創(chuàng)新藥西格列他鈉已獲國(guó)家藥監(jiān)局批準(zhǔn)上市并納入國(guó)家醫(yī)保用藥目錄，而另一項(xiàng)治療小細(xì)胞肺癌的原創(chuàng)新藥西奧羅尼也將在今年申請(qǐng)上市。

　　生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)是生物制造的重要組成部分，也是生物制造應(yīng)用的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，近年來(lái)，我國(guó)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)邁入創(chuàng)新發(fā)展的“快車道”，一方面創(chuàng)新藥數(shù)量大幅度增加。目前，全球范圍在臨床研究狀態(tài)的藥物中，我國(guó)企業(yè)原研或參與開(kāi)發(fā)的款約占35%，僅次于美國(guó)，居全球第二位。另一方面，生物醫(yī)藥研發(fā)質(zhì)量向國(guó)際先進(jìn)水平看齊，逐步從仿制跟隨走向自主創(chuàng)新，從依賴進(jìn)口到國(guó)產(chǎn)替代。

　　生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)是一個(gè)技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，特別是今年政府工作報(bào)告中提到的“創(chuàng)新藥”，需要大量資金和技術(shù)投入，但即便如此，發(fā)現(xiàn)一種新藥的概率也很小。為了提高創(chuàng)新藥的研發(fā)效率，近年來(lái)，成都高新區(qū)的一些企業(yè)另辟蹊徑，將人工智能等新興技術(shù)應(yīng)用在創(chuàng)新藥研發(fā)過(guò)程中，來(lái)彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的一些短板。

　　憑借人工智能技術(shù)，研發(fā)人員建立起虛擬生物藥物庫(kù)，通過(guò)基于生物學(xué)邏輯的人工智能算法和相關(guān)應(yīng)用軟件，經(jīng)由人工智能技術(shù)的運(yùn)算、分析和預(yù)測(cè)，在短期內(nèi)獲取過(guò)去需要數(shù)月的線下實(shí)驗(yàn)才能獲得的結(jié)果，極大縮短了大分子藥物的開(kāi)發(fā)周期。

　　在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，雖然對(duì)研發(fā)進(jìn)行高投入不一定會(huì)取得成功，但不投入注定會(huì)被淘汰。在成都高新區(qū)，生物醫(yī)藥類企業(yè)的研發(fā)投入都不低。一些企業(yè)的累計(jì)投入研發(fā)費(fèi)用占累計(jì)營(yíng)業(yè)收入的比例超過(guò)10%。對(duì)創(chuàng)新的重視和投入，也讓成都高新區(qū)近年來(lái)有越來(lái)越多的自主創(chuàng)新藥獲批上市。根據(jù)成都高新區(qū)生物產(chǎn)業(yè)局發(fā)布的數(shù)據(jù)，僅去年一年，全區(qū)生物醫(yī)藥規(guī)上企業(yè)獲得的授權(quán)發(fā)明專利數(shù)量就將近360件。

　　成都高新區(qū)生物產(chǎn)業(yè)局副局長(zhǎng)李奇表示，生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)作為一種新興產(chǎn)業(yè)，其快速發(fā)展激發(fā)了更多技術(shù)、研發(fā)、生產(chǎn)領(lǐng)域的人才不斷涌現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新和技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和產(chǎn)業(yè)升級(jí)有著重要推動(dòng)作用。根據(jù)2023年全國(guó)生物技術(shù)大會(huì)上發(fā)布的中國(guó)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展指數(shù)，我國(guó)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)?。▍^(qū)、市）主要分布于長(zhǎng)三角、環(huán)渤海、珠三角、中部長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶和川渝地區(qū)，這些區(qū)域已形成較強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)。（本報(bào)記者 王雅婧）