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科學(xué)技術(shù)就像一把雙刃劍。 它可以通過(guò)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展造福人類，但在一定條件下也可能給人類生存和發(fā)展帶來(lái)負(fù)面后果。 科學(xué)技術(shù)作用的實(shí)現(xiàn)，既受制于一定的客觀條件，如社會(huì)制度、利益關(guān)系等因素，也受一定的主觀條件，如人們的觀念、認(rèn)知水平等。

用于商業(yè)和軍事應(yīng)用的合成生物學(xué)

作為一項(xiàng)顛覆性的新興技術(shù)，合成生物學(xué)的未來(lái)應(yīng)用前景越來(lái)越受到工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的討論。 與許多新興技術(shù)一樣，合成生物學(xué)也具有商業(yè)和軍事用途。

在商業(yè)應(yīng)用方面，預(yù)計(jì)2018年至2025年合成生物學(xué)市場(chǎng)將以28.2%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，到2025年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到560.449億美元。合成生物學(xué)市場(chǎng)可以根據(jù)三個(gè)方面進(jìn)行細(xì)分：產(chǎn)品、技術(shù)和應(yīng)用。 就產(chǎn)品而言，市場(chǎng)分為酶、寡核苷酸、底盤生物學(xué)和異種核酸。 酶產(chǎn)品因其在醫(yī)療保健領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用而占據(jù)最大的市場(chǎng)份額。 根據(jù)技術(shù)，市場(chǎng)分為基因合成、基因組工程、測(cè)量和建模、克隆和測(cè)序、納米技術(shù)等。 基因合成在這些技術(shù)中占有最大的市場(chǎng)份額，隨著遺傳學(xué)領(lǐng)域的研究和開發(fā)活動(dòng)不斷增加，提供基因合成產(chǎn)品和解決方案的市場(chǎng)參與者也越來(lái)越多。 在應(yīng)用層面，全球合成生物學(xué)市場(chǎng)分為工業(yè)應(yīng)用、食品應(yīng)用、農(nóng)業(yè)應(yīng)用、醫(yī)療應(yīng)用和環(huán)境應(yīng)用。

在軍事應(yīng)用領(lǐng)域，合成生物學(xué)展現(xiàn)出顛覆性的潛力：一是它將極大促進(jìn)包括軍事醫(yī)學(xué)在內(nèi)的生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展，包括生產(chǎn)更有效的疫苗以及為軍隊(duì)開發(fā)新的特效藥物； 二是用于軍用材料的設(shè)計(jì)和改造，如對(duì)微生物進(jìn)行定向改造，賦予其特定的功能，以滿足軍事需要。 例如，美國(guó)合成生物公司Ginkgo Bioworks與美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）合作生產(chǎn)益生菌，幫助美國(guó)士兵在海外抵抗胃病。 三是用于開發(fā)軍用新能源。 例如，部隊(duì)可以利用攜帶的少量合成生物體，將空氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為生物能，從而大大提高部隊(duì)的機(jī)動(dòng)性和作戰(zhàn)范圍。

合成生物學(xué)在美國(guó)和英國(guó)受到高度重視

合成生物學(xué)在商業(yè)和軍事領(lǐng)域的應(yīng)用前景引起了世界各國(guó)特別是美國(guó)和英國(guó)的高度關(guān)注和項(xiàng)目資助。 相應(yīng)地，美國(guó)和英國(guó)在合成生物學(xué)研究和應(yīng)用方面均處于世界領(lǐng)先地位。 以下為美國(guó)和英國(guó)合成生物學(xué)領(lǐng)域的項(xiàng)目資助及相關(guān)政策盤點(diǎn)。

美國(guó)

2012年，埃克森美孚與文特爾合成基因組學(xué)公司（SGI）簽署合作協(xié)議，投資6億美元用于微藻生物燃料的研發(fā)。 與此同時(shí)，美國(guó)DARPA也在同年啟動(dòng)了三個(gè)研究項(xiàng)目：“現(xiàn)代療法：自主預(yù)防和治療項(xiàng)目”，四年總投資1.92億美元，致力于利用合成生物學(xué)方法幫助識(shí)別和治療疾病。治療傳染??； “生命鑄造”項(xiàng)目計(jì)劃兩年內(nèi)投資約5000萬(wàn)美元，實(shí)現(xiàn)高價(jià)值軍用物資裝備的按需設(shè)計(jì)和生產(chǎn)； “生物設(shè)計(jì)項(xiàng)目”計(jì)劃四年內(nèi)投資約4462萬(wàn)美元，致力于生產(chǎn)新型生物組織再生材料等。

2013年貝語(yǔ)網(wǎng)校，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（NIH）投資約250萬(wàn)美元啟動(dòng)“人工修飾T細(xì)胞作為下一代癌癥治療”項(xiàng)目。 美國(guó)能源部投資約160萬(wàn)美元啟動(dòng)“合成基因電路促進(jìn)轉(zhuǎn)基因生物能源作物產(chǎn)量”項(xiàng)目。

2014年，美國(guó)DARPA啟動(dòng)“生命鑄造——千分子”計(jì)劃，預(yù)計(jì)將生產(chǎn)1000種自然界中不存在的獨(dú)特分子和化學(xué)模塊。 該計(jì)劃是對(duì)“Life Foundry”項(xiàng)目的補(bǔ)充。 此外，美國(guó)能源部今年啟動(dòng)了三個(gè)合成生物學(xué)應(yīng)用項(xiàng)目，包括：157萬(wàn)美元的“利用人工改造的大腸桿菌將甲烷轉(zhuǎn)化為正丁醇”項(xiàng)目、450萬(wàn)美元的“利用合成甲基營(yíng)養(yǎng)酵母”項(xiàng)目生產(chǎn)液體燃料”，以及耗資 300 萬(wàn)美元的“利用甲烷厭氧生物轉(zhuǎn)化為甲醇”項(xiàng)目。

2016年，美國(guó)自然科學(xué)基因啟動(dòng)“非酶RNA復(fù)制”項(xiàng)目，投資100萬(wàn)美元研究自然界中的原始RNA復(fù)制； 同年，美國(guó)Craig Venter及其團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建“支原體JCVI-syn3.0”，完成了世界上最小細(xì)菌基因組的構(gòu)建； 美國(guó)的 Ginkgo Bio Works 籌集了 1 億美元，利用機(jī)器人生產(chǎn)線制造微生物，生產(chǎn)香料、殺蟲劑和飲料等化學(xué)品。 此外，美國(guó)國(guó)家科學(xué)院今年啟動(dòng)了“合成生物學(xué)帶來(lái)的新威脅識(shí)別與應(yīng)對(duì)策略研究”項(xiàng)目，重點(diǎn)研究病原微生物的生物學(xué)功能、致病機(jī)制的轉(zhuǎn)化與操控等。最終目標(biāo)是為國(guó)防部提供合成生物學(xué)的安全威脅評(píng)估和應(yīng)對(duì)措施。

2018年6月，美國(guó)國(guó)家科學(xué)院受美國(guó)國(guó)防部委托，對(duì)合成生物學(xué)可能造成的生物威脅進(jìn)行了評(píng)估，并發(fā)布了《合成生物學(xué)時(shí)代的生物防御》報(bào)告。 報(bào)告指出，濫用合成生物學(xué)可用于制造生物武器，難以預(yù)防、監(jiān)測(cè)和監(jiān)控，將對(duì)公眾和軍事行動(dòng)構(gòu)成巨大威脅。 報(bào)告評(píng)估了合成生物學(xué)可能帶來(lái)的潛在威脅，根據(jù)威脅的緊迫性和危害程度制定了防御框架，并建議國(guó)防部加強(qiáng)公共衛(wèi)生基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，全面防范潛在的生物攻擊。

英國(guó)

2012年，英國(guó)商業(yè)、創(chuàng)新和技能部（BIS）發(fā)布了英國(guó)合成生物學(xué)路線圖，計(jì)劃投資5000萬(wàn)英鎊，并明確指出了最大化合成生物學(xué)研究創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)效益的重要性，并提出了五點(diǎn)建議：英國(guó)合成生物學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵主題：基礎(chǔ)科學(xué)和工程、持續(xù)可靠的研究和創(chuàng)新、商業(yè)技術(shù)、應(yīng)用和市場(chǎng)的發(fā)展以及國(guó)際合作。 同年，英國(guó)研究委員會(huì)資助1000萬(wàn)英鎊在英國(guó)建立5個(gè)主要的DNA合成中心，以助推英國(guó)不斷發(fā)展的合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)，增強(qiáng)英國(guó)在該領(lǐng)域的能力。 此外，英國(guó)每年還將為博士培訓(xùn)中心（CDT）額外提供200萬(wàn)英鎊資金，打造世界一流的合成生物學(xué)培訓(xùn)環(huán)境。

2016年，英國(guó)合成生物學(xué)領(lǐng)導(dǎo)委員會(huì)（SBLC）發(fā)布了《2016年英國(guó)合成生物學(xué)戰(zhàn)略計(jì)劃》，目標(biāo)是到2030年英國(guó)合成生物學(xué)市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)100億歐元，并在未來(lái)開拓更廣闊的全球市場(chǎng)，獲得更大的市場(chǎng)份額。價(jià)值。

2018年，英國(guó)發(fā)布的《2017年英國(guó)合成生物學(xué)初創(chuàng)企業(yè)調(diào)查》顯示，2000-2016年期間，英國(guó)政府對(duì)合成生物學(xué)的公共投資達(dá)到5600萬(wàn)英鎊，私人投資達(dá)到5.64億英鎊，這導(dǎo)致英國(guó)成立了146家合成生物學(xué)公司，并且公司數(shù)量每五年翻一番。 此外，英國(guó)勞合社近日發(fā)布合成生物學(xué)新興風(fēng)險(xiǎn)報(bào)告，指出合成生物學(xué)領(lǐng)域的新興風(fēng)險(xiǎn)包括：生物有機(jī)體意外釋放到實(shí)驗(yàn)室外、生物恐怖主義蓄意建造生物武器以及可能發(fā)生的意外事件。生物學(xué)研究中的后果。 報(bào)告稱，研究中的許多風(fēng)險(xiǎn)往往是不可預(yù)測(cè)的，可能出問(wèn)題的類型以及此類風(fēng)險(xiǎn)如何發(fā)生都存在高度的不確定性，更不用說(shuō)如何有效應(yīng)對(duì)這些風(fēng)險(xiǎn)的爆發(fā)。

從上述項(xiàng)目中我們可以看到，美國(guó)和英國(guó)近年來(lái)在合成生物學(xué)領(lǐng)域的資助項(xiàng)目非常積極，在從生物能源到醫(yī)藥和細(xì)胞工廠等領(lǐng)域開展了廣泛的研究。 與此同時(shí)，美國(guó)、英國(guó)政府也逐漸認(rèn)識(shí)到合成生物學(xué)潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，并開始制定相關(guān)政策，促進(jìn)和規(guī)范合成生物學(xué)健康有序發(fā)展。

雙方

合成生物學(xué)：機(jī)遇與風(fēng)險(xiǎn)并存

盡管科學(xué)家、工程師、熱情的企業(yè)家甚至各大政府都期待著利用合成生物學(xué)來(lái)創(chuàng)造新的業(yè)務(wù)流程、高附加值產(chǎn)品或強(qiáng)大的軍用物資，但他們不得不面對(duì)一些專家的安全警告：合成生物學(xué)也可能導(dǎo)致新的安全威脅——特別是致命生物武器的制造。 美國(guó)約翰·霍普金斯大學(xué)健康安全中心近日舉行病毒大流行桌面模擬：恐怖組織故意釋放一種名為“Clade X”的生物工程病毒，導(dǎo)致20個(gè)月后1.5億人死亡。 美國(guó)列克星敦研究所的洛倫·湯普森警告說(shuō)，合成生物學(xué)可能會(huì)讓“超級(jí)病原體的發(fā)展威脅大量人口，甚至人類文明的生存”。 盡管這些擔(dān)憂可能為時(shí)過(guò)早，但政府必須考慮國(guó)家和非國(guó)家行為者可能濫用這一新興技術(shù)的潛在威脅。

關(guān)于核技術(shù)、生物技術(shù)和化學(xué)技術(shù)等技術(shù)的二元性的爭(zhēng)論并不新鮮。 雖然核物理明顯改善了電力供應(yīng)和醫(yī)學(xué)測(cè)試應(yīng)用生物科學(xué)，但核武器引起了全球安全擔(dān)憂，并造成了核擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)，這些風(fēng)險(xiǎn)在許多情況下與商業(yè)核技術(shù)交織在一起。 幾十年來(lái)，人們一直擔(dān)心化學(xué)和生物科學(xué)的進(jìn)步將導(dǎo)致新型化學(xué)武器和生物工程病毒的發(fā)展。 與此同時(shí)，工業(yè)界也利用這些相同的技術(shù)進(jìn)步為公眾提供新的家居產(chǎn)品和更廣泛的豪華服務(wù)選擇。 其他受到關(guān)注并具有二元性的技術(shù)包括定向能、商用無(wú)人機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 面對(duì)所有新興技術(shù)的雙重性，挑戰(zhàn)是如何平衡這些技術(shù)帶來(lái)的商業(yè)增長(zhǎng)與防止其被用于侵犯國(guó)家安全和利益。

基因編輯工具允許研究人員隨意改寫生物體的遺傳密碼。 也正是合成生物學(xué)的蓬勃發(fā)展，證實(shí)了專家學(xué)者的擔(dān)憂并非空穴來(lái)風(fēng)。 事實(shí)上，一些瘋狂的科學(xué)家確實(shí)已經(jīng)開始了瘋狂的“創(chuàng)造”。 加拿大阿爾伯塔大學(xué)的病毒學(xué)家大衛(wèi)·埃文斯就是其中之一。 2017年，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)僅花費(fèi)10萬(wàn)美元重新合成了馬痘病毒——天花病毒的近親，天花病毒早在1980年就被宣稱已被徹底根除。毫無(wú)疑問(wèn)，如果馬痘病毒病毒可以復(fù)制、繁殖，天花也不是不可能。 歷史上，天花病毒幾乎可以被視為“死亡”的代名詞。 人類與它斗爭(zhēng)了幾個(gè)世紀(jì)，并付出了數(shù)億人死亡的代價(jià)來(lái)消滅它。 但現(xiàn)在應(yīng)用生物科學(xué)，剛剛爭(zhēng)取來(lái)的和平似乎岌岌可危。

求“克制、理性發(fā)展”

合成生物學(xué)

好消息是，大多數(shù)合成生物學(xué)技術(shù)仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出暴力極端組織的能力，目前僅限于擁有先進(jìn)實(shí)驗(yàn)室和良好資源的主要國(guó)家。 壞消息是，技術(shù)變革的快速發(fā)展給美軍潛在武器系統(tǒng)的開發(fā)和使用帶來(lái)了很大的不確定性。 美國(guó)最近發(fā)布的報(bào)告《合成生物學(xué)時(shí)代的生物防御》呼吁“美國(guó)政府密切關(guān)注快速發(fā)展的合成生物學(xué)領(lǐng)域，就像冷戰(zhàn)時(shí)期密切關(guān)注化學(xué)和物理一樣”。 事實(shí)上，美國(guó)軍方長(zhǎng)期以來(lái)一直是合成生物學(xué)的最大投資者。 雖然對(duì)于美國(guó)來(lái)說(shuō)，這些投資更多的是出于國(guó)防目的，但對(duì)于其他國(guó)家來(lái)說(shuō)，美國(guó)的這種行為會(huì)增加他們額外的安全焦慮。

科學(xué)技術(shù)是一把雙刃劍。 它可以通過(guò)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展造福人類，但在一定條件下也可能給人類生存和發(fā)展帶來(lái)負(fù)面后果。 合成生物學(xué)的健康發(fā)展離不開政府及時(shí)有效的監(jiān)管。 各國(guó)政府應(yīng)加強(qiáng)國(guó)際合作與交流，盡快就倫理道德、技術(shù)規(guī)范、安全風(fēng)險(xiǎn)等達(dá)成共識(shí)，以有效遏制個(gè)別國(guó)家技術(shù)應(yīng)用沖動(dòng)，確保合成生物學(xué)能夠在正確的軌道上發(fā)展，為人類健康作出貢獻(xiàn)。造福人類。

另一方面，合成生物學(xué)的快速發(fā)展，使得“超級(jí)病毒”、“生物恐怖主義”、“人造生命”甚至“人造人”等詞語(yǔ)頻繁出現(xiàn)在公眾視野中，很容易引起公眾的擔(dān)憂和誤解。關(guān)于合成生物學(xué)。 同時(shí)，這樣的誤解可能會(huì)隨著炒作而逐漸增加。 因此，政府和科研機(jī)構(gòu)也需要努力改善與公眾的信息差距，做好科普工作，避免未來(lái)合成生物學(xué)遭遇社會(huì)的抵制。

作者：劉發(fā)鵬