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“十三五”生物技術創新專項規劃發布

來源:科技部

正式文件:《“十三五”生物技術創新專項規劃》

當前,生物技術在引領未來經濟社會發展中的戰略地位日益 凸顯。現代生物技術的一系列重要進展和重大突破正在加速向應 用領域滲透,在革命性解決人類發展面臨的環境、資源和健康等 重大問題方面展現出巨大前景。生物技術產業正加速成為繼信息 產業之后的又一個新的主導產業,將深刻地改變世界經濟發展模 式和人類社會生活方式,并引發世界經濟格局的重大調整和國家 綜合國力的重大變化。搶占生物技術和生物技術產業的戰略制高 點,打造國家科技核心競爭力和產業優勢,事關重大、事關全局、 事關長遠。根據《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》、《國家創新驅動發展戰略綱要》、《“十三五”國家科技創新規劃》、《中國制造 2025》等戰略部署的要求,為加快 推進生物技術與生物技術產業發展,特編制本規劃。

一、形勢與需求

生物技術是 21 世紀最重要的創新技術集群之一,具有突破 性、顛覆性、引領性等顯著特點,并集中體現了全球科技創新發 展態勢的三個典型特征。一是學科交叉匯聚日益緊密,拓展了科 學發現與技術突破的空間。生命科學與化學、信息、材料、工程 等學科交叉融合,正在加速孕育和催生一批如合成生物技術、類 腦人工智能技術等具有重大產業變革前景的顛覆性技術。二是傳 統意義上的基礎研究、應用研究、技術開發和產業化的邊界日趨 模糊,科技創新鏈條更加靈巧,創新周期大大縮短。如新發傳染 病從病原體分離鑒定到診斷試劑研制,過去往往需要不同領域專 家耗費數年才能完成。隨著基因測序、抗體制備等共性技術的廣 泛應用,現在僅需數月就能完成上述工作,為傳染病防控提供了 有力支撐。三是技術創新、商業模式和金融資本深度融合,各類 創新要素日趨活躍,研發組織模式呈現網絡化和全球化特征,研 發理念不斷更新,加速推動產業變革的步伐。2015 年,全球生命 科學領域僅并購交易就達到 5460 億美元,是 2006 至 2014 年平均 并購交易額的 2.5 倍,金融資本已成為生物技術領域創新創業的 重要推手。

現代生物技術迅猛發展,取得了一系列重要進展和重大突 破,加速向應用領域演進,廣泛應用于綠色制造、生物醫藥、健 康、農業、能源和環境等與國計民生和國家安全密切相關的重要 領域,已經成為推動經濟發展的核心驅動力。在這一戰略技術領 域,以發達國家為主的各國政府紛紛制定國家戰略,美國發布了 《國家生物經濟藍圖》,歐洲推出《工業生物技術路線圖》,印度 公布《國家生物技術發展戰略》,德國政府發布《生物經濟戰略》, 俄羅斯通過了《俄羅斯聯邦生物技術發展綜合計劃(2012-2020)》, 韓國制定了面向 2016 年的《生物經濟基本戰略》,日本政府將“綠色技術創新和生命科學的創新”作為國家的重點戰略,加速搶占 生物技術的制高點,加快推動生物技術產業革命性發展的步伐。 隨著我國科技水平和綜合國力的大幅提升,生物技術領域發 展迅速,科技創新體系建設不斷完善,科技研發能力和水平快速提升,科技成果不斷涌現,支撐經濟社會發展的作用不斷增強。 “十二五”以來,生物技術進入了從“量的積累”向“質的飛躍”、 “點的突破”向“系統能力提升”的重要時期,從以“跟跑”與 “并跑”為主,向“并跑”與部分領域進入“領跑”轉變。我國 已連續 5 年在論文發表量和專利申請量方面位居全球第 2 位,僅 2015 年發表的生命科學論文就達 8 萬多篇,申請生物技術專利 2 萬多件。基礎研究國際影響力大幅提升,在世界上首次利用小分 子化合物誘導體細胞重編程為多潛能干細胞(CiPS 細胞);成功 解析了人體重要功能蛋白人源葡萄糖轉運蛋白 GLUT1 的晶體結 構;屠呦呦研究員獲得了 2015 年諾貝爾生理學或醫學獎;技術應 用與成果轉化為改善民生福祉提供有力保障,自主研發的全球首 個生物工程角膜“艾欣瞳”上市;手足口病(EV71 型)疫苗和 Sabin 株脊髓灰質炎滅活疫苗研制成功;阿帕替尼、西達本胺等 抗腫瘤新藥成功上市;超級稻創造百畝連片平均畝產突破千公斤 的新記錄。伴隨基礎研究的蓬勃發展和技術創新的不斷突破,我 國生物技術產業規模不斷壯大,一直保持著年均 20%左右的增速, 已成為中國經濟的一個重要增長點,并形成了一批如上海張江、天津濱海、泰州醫藥城、本溪藥都、武漢光谷、蘇州生物納米園 等有代表性的專業化高新技術園區,以及以長三角地區、環渤海 地區、珠三角地區為核心的生物醫藥產業聚集區。

總體來看,當前全球新一輪科技革命和產業變革蓄勢待發, 大數據技術大大提升了生命科學與生物技術的研發效率,測序技 術的突飛猛進則帶動了各種組學技術的快速發展并進入臨床應 用,生命科學進入大數據、大平臺、大發現時代。與此同時,合 成生物技術展現出巨大潛力,個性化醫療和精準醫學改變傳統的 疾病診療模式并推動醫藥產業變革,干細胞與再生醫學為疾病治 療開辟了全新道路,單細胞技術、定向蛋白質組學技術、基因組 編輯技術以及光遺傳學技術等新興研究方法推動生命科學向更加 精確和實時的方向發展。在技術、市場、需求的耦合驅動下,生 物技術及產業發展迎來戰略機遇期和跨越式發展的新階段。然而 我國生物技術發展仍然面臨著一系列亟待解決的問題,科技創新 質量和水平仍需提高,科技支撐產業創新發展的能力還不夠強, 原創性科學發現和顛覆性技術缺乏,生物大數據應用、新一代基 因操作等技術方向研究薄弱,生物資源保護及挖掘不足,具有自 主知識產權的新型疫苗、抗體等生物制品和生物基化學品的研發 能力和市場競爭力薄弱,基礎研究向產業化轉化的效率亟需提高, 這些因素制約著我國生物技術及產業的高質量和快速發展。因此, 迫切需要創新驅動發展,為建設世界科技強國、推進經濟社會可持續發展提供有力支撐。

二、指導思想與基本原則

(一)指導思想

按照黨的十八屆五中全會“創新、協調、綠色、開放、共享” 五大發展理念和建設科技強國的要求,充分發揮生物技術在經濟 建設和社會發展中的支撐引領作用,面向重大戰略需求,瞄準生 物技術基礎前沿、重大關鍵技術、產業化應用等方向,堅持“自 主創新、重點跨越、支撐發展、引領未來”的方針,集中資源系 統性布局,強化原始創新和集成創新,搶占生物技術競爭的戰略 制高點,加快培育生物技術高新企業和新興產業,推進由生物技 術大國向生物技術強國轉變,為社會經濟可持續發展提供堅實的 科技支撐。

(二)基本原則

1. 堅持聚焦重大。圍繞我國現階段和未來長遠發展的重大需 求,聚焦經濟結構轉型、惠及民生、促進社會發展的戰略目標, 加快推動生物技術和生物技術產業的發展,支撐“建設世界科技 強國”、“中國制造 2025”等戰略目標的實現。

2. 堅持自主創新。將自主創新作為我國生物技術發展的戰略 基點,培育原始創新、優化集成創新、加強協同創新,著力突破 一批重大技術瓶頸,創制一批重大產品,完善涵蓋基礎研究、應 用研究和開發研究全過程的生物技術自主創新體系。

3. 堅持超前部署。在“十二五”科技部署的基礎上,準確 把握技術前沿和戰略方向,堅持超前規劃和前瞻部署,使我國 生物技術在“十三五”期間實現全面“并跑”,更多關鍵技術實 現國際“領跑”。

4. 堅持引領跨越。充分發揮生物技術的引領性作用,強化原 始創新和集成創新,促進生物技術成果轉化和產業化發展,搶占 國際競爭的戰略制高點,引領我國傳統行業的綠色轉型升級,加 快生物技術新興產業培育,推動我國經濟社會的跨越式發展。

三、發展目標

(一)總體目標

面向經濟社會發展主戰場,面向國家重大戰略需求,面向世 界科技前沿,到 2020 年,實現本領域整體“并跑”、部分“領跑”。 基礎研究取得重大原創性成果,突破一批核心關鍵技術,完善生 物技術標準體系,培育一批具有重大創新能力的企業,基本形成 較完整的生物技術創新體系,生物技術產業初具規模,國際競爭 力大幅提升。

(二)指標體系

生物技術作為重點發展的高新技術,在“十三五”乃至更長 一段時期,需要實現更多突破,為創新驅動發展提供戰略支撐。 圍繞總體目標的實現,將形成如下具體指標體系:

提升生物技術原創性水平。重點發展 20-30 項引領性新技術, 開發 30-50 個重大戰略新產品,突破 50-80 項重大應用關鍵技術, 推動建立生物技術領域基礎通用國家標準,使生物技術水平大幅 提升。

打造生物技術創新平臺。以加快推動生物技術產業化為目 標,推動建設以綠色生物制造、創新藥物研發、生物醫學工程為 重點的若干生物技術創新中心;建設國家生物信息中心、人類遺 傳資源庫、生物和醫學大數據等戰略資源平臺,構建一批資源共 享庫及共享服務體系。

強化生物技術產業化。系統建立國家生物技術成果目錄,完 善生物技術轉移服務體系,建設若干生物技術轉移轉化中心;加 快生物技術專業化高新園區建設,打造 10-20 個產值過 100 億的 生物醫藥專業園區及 5-10 個產值過 100 億的生物制造專業園區; 生物技術產業在 GDP 中的比重超過 4%,使生物技術產業競爭力 進一步得到提升。

四、重點任務

(一)突破若干前沿關鍵技術

1. 顛覆性技術

在生命科學與生物技術領域有較強基礎的若干領域,重點部 署具有重大影響、能夠顯著改變科技與經濟社會等競爭格局的顛 覆性生物技術,集中優勢資源,著力原始創新,打造我國生物技 術競爭新優勢。

2. 前沿交叉技術

專欄1:顛覆性技術

新一代生物檢測技術。發展新一代基因測序技術,重視單分子技術 在其中的應用和測序數據的分析解讀;發展單細胞分離、基因組擴增、 轉錄組擴增和單細胞基因組分析技術;發展生物大分子的單分子檢測、 熒光原位雜交技術和降噪技術;發展蛋白質測序技術、新型質譜和微流 控芯片等技術;發展基因和蛋白質精準測量技術,推動生物檢測技術向 微量、痕量、單分子、高通量等方向發展。

新一代基因操作技術。發展精確或定量化的新型基因操作技術,真 核生物細胞的基因(組)編輯技術,在工業生產和環境保護等方面具重 要應用價值的新型微生物基因重組技術,促進多種基因(組)編輯手段 的融合,重視基因操作的效率和通量,提高易操作性,降低脫靶性,擴 大應用范圍。

合成生物技術。突破人工生命元器件、基因線路和生物計算、人工 生命體、人工多細胞體系設計構建調控原理,發展大片段 DNA 和人工 基因組設計合成技術,設計構建重大疾病診療、光能和電能利用、固氮 或固碳、或具有重要理論意義的人工合成生命系統,構建 DNA 合成與 組裝、生物計算與設計、元件模塊底盤庫共享平臺,以及可生產化學品、 材料、天然產物、藥物、生物能源的人工細胞工廠,搶占合成生物學戰 略制高點,引領以綠色生物制造、現代生物治療等為代表的新型生物經 濟發展。

針對復雜生命科學重大前沿方向,促進生物技術與材料科 學、信息電子科學、生物醫學工程等多學科的交叉融合,協同攻 關,力爭在微生物組學技術、納米生物技術、生物醫學影像技術等方面取得重大突破,使相關研究水平進入世界先進行列。

專欄2:前沿交叉技術

腦科學和類腦人工智能。發展腦連接圖譜繪制、神經網絡活動實時記 錄和調控、神經元類型及其特異性神經環路結構及功能解析等技術,以研 究腦結構與功能、工作原理等方面。同時,發展認知功能障礙性腦疾病的 病因篩查和分析技術,研發認知功能障礙性腦疾病的預防、診斷和治療產 品,改變相關腦部疾病的診斷和治療現狀。開發基于腦工作原理的神經網 絡計算、處理以及存儲技術,以及神經網絡芯片和神經元傳感器等微處理 器及設備、腦機交互等新一代智能技術,研制類腦人工智能器件及機器人, 促進產業化,進而發展智能化社會服務技術及平臺體系。

微生物組技術。研究人體微生物組與人群健康的關系,挖掘其中關 鍵微生物組性狀和關鍵基因群,開展人體營養相關的微生物組研究,開 發相關產品;開展植物共生、根際和土壤微生物組的研究,研發農用微 生物菌劑和環保用微生物菌劑;開展禽畜類和水產經濟動物益生菌劑與 腸道微生物組研究及產品開發;研究工業、環境、海洋微生物組和功能 調控等技術與產品。開發高通量和高精度的處理微生物組數據的計算方 法和生物信息學技術,建立相關數據中心和技術平臺,進行大規模微生 物組數據整合及挖掘。

納米生物技術。開展納米藥物的靶向性和遞送系統、納米效應評估、 成藥性、納米材料的生物相容性等研究;開發新型的納米生物材料,用 于生物醫學檢測診斷、藥物治療、生物安全等領域;開展納米生物器件 研究,如納米生物傳感器和成像技術以及微型智能化醫療器械等。

生物影像技術。開展生物分子結構、三維形態與快速變化的超分辨成像, 大尺度、跨層次的高分辨生物成像技術,蛋白質、多肽以及脂類等小分子化 合物在生物組織中空間分布的高通量成像監控技術,單分子分辨/多分子網 絡調控的快速、無損、并行高通量成像監測技術,細胞、模式動物及人體整 體水平的活體、三維、無損的結構與分子成像監測技術,神經系統高分辨結 構與功能的三維、無損成像監測,腦功能及腦疾病的分子成像探針技術,實現結合臨床重大疾病診療的成像信息監測與表征的突破與應用。

3. 共性關鍵技術

面向國際生物技術前沿,圍繞我國生命科學研究、生物技術

研發以及農業、健康、醫藥、能源、環境等相關產業應用的重大 需求,突破生物大數據、組學、過程工程、生命科學儀器等若干 共性關鍵技術,集中優勢資源,實現重點突破,全面提升我國生 物技術產業核心競爭力。

專欄3:共性關鍵技術

生物大數據。開發生物大數據的集成融合技術、生物大數據標準化 技術、生物大數據資源描述索引與組織技術、生物大數據搜索與共享技 術、分子醫學檢測儀器設備及相關的信息化配套技術、醫療數據和健康 數據實時追蹤分析預警技術和特征性區域分析技術,構建以臨床應用為 導向的標準化的數據分析架構和參考流程,建立共建共享的大數據體 系,形成系列疾病防控、精準醫學、遠程醫療方面的原創產品及服務。

組學技術。建立生命組學數據質量控制體系與標準,發展新一代基 因組測序技術、定量蛋白質組鑒定分析技術、超靈敏高覆蓋代謝組定量 分析技術,以及表觀遺傳組學、轉錄組學、蛋白質組學、代謝組學等組 學技術,研發高通量生物醫學數據分析與文本挖掘技術,開發一批疾病 防控、臨床診治生物靶標和生物標志物,加快組學技術與生物信息技術 在疾病防控、臨床診治和生物制造、品種創制、新藥開發等領域的應用。

過程工程技術。重點研究在線檢測、生物過程優化和控制、發酵過 程與分離耦合、產物分離、提取和精制等技術,形成精細化、集成化、 系統化的生物過程和工程技術體系,實現傳統化工催化與合成向綠色生 物化工過程的跨越,為建立低能耗、零排放、無污染的生物綠色過程技術產業體系提供支撐。 生命科學儀器創新研究和制造。研究提高儀器檢測靈敏度、時/空間分辨率、檢測通量和動態范圍等核心科學問題,突破儀器穩定性、可 靠性、微型化和智能化等關鍵技術,研制具有國際領先水平生物成像、 質譜和生物傳感等生命科學儀器,為全面提升我國生命科學研究水平提 供支撐。

(二)支撐重點領域發展

1. 生物醫藥

緊緊圍繞民生健康和新興產業培育的戰略需求,突出創新藥 物、醫療器械等重大產品研制和精準化、個體化、可替代或可再 生為代表的未來醫學發展,重點突破新型疫苗、抗體制備、免疫 治療等關鍵技術,搶占生物醫藥產業戰略制高點,力爭到 2020 年實現我國生物醫藥整體由“跟跑”到“并跑”、部分領域“領跑” 的轉變。

專欄4:生物醫藥

免疫治療、基因治療等現代生物治療技術。加強免疫檢查點抑制 劑、基因治療、免疫細胞治療等生物治療相關的原創性研究,突破免 疫細胞獲取與存儲、免疫細胞基因工程修飾技術、生物治療靶標篩選、 新型基因治療載體研發等產品研發及臨床轉化的關鍵技術,提升我國 生物治療的產業發展和國際競爭力。

干細胞、生物醫用材料與再生醫學。重點加強干細胞的應用基礎 研究和轉化研究,強化干細胞、生物醫用材料與組織工程的交叉融合, 引導我國生物醫用材料產業的技術升級和細胞治療等新治療手段的規范化臨床應用;研發新一代血管支架、神經修復導管、骨組織人工修 復材料等產品,促進組織工程產品和生物 3D 打印產品的應用轉化;探 索瓣膜、肝、腎等組織和類器官的人工構建,促進相關產業的跨越式 發展。

重大疾病的分子分型與精準醫療。重點發展基因測序技術等新一 代生命組學臨床應用技術、生物大數據云計算技術和生物醫學分析技 術;系統鑒定和優化候選標志譜物,建立疾病分型標準及技術方法, 構建國家大型健康隊列和特定疾病隊列,建立生物醫學大數據共享平 臺;形成重大疾病的精準防診治方案和臨床決策系統,提升重大疾病 的防診治水平。

新型疫苗、抗體等重大生物制品研制。重點突破疫苗分子設計、 多聯多價設計、工程細胞構建、抗體工程優化、新釋藥系統及新制劑、 規模化分離制備、效果評價等關鍵技術和瓶頸技術,加快新型疫苗、 抗體、血液制品等重大生物制品的研發。

藥物設計及新藥研發。基于現代生命科學發現的潛在藥物作用靶 標,結合新一代計算機與人工智能技術以及結構生物學研究成果,開展 藥物分子計算機輔助設計技術研究,開發基于新結構、新靶點的創新藥 物,加強中藥的經典名方、優勢中藥復方與活性成分的研究和開發。

生物醫學工程與醫療器械。重點突破新型成像技術、新型傳感技 術、微流光機電技術、影像導航和機器人、單細胞測序和分子診斷等 技術,突破一批高端大型醫療器械與儀器設備核心零部件開發技術, 健全產品評估體系及能力支撐平臺,加快發展醫學影像設備、醫用機 器人、新型植入裝置、新型生物醫用材料、體外診斷技術與產品、家 庭醫療監測和健康裝備、可穿戴設備、基層適宜的診療設備、移動醫 療等產品。

2. 生物化工

針對我國經濟與環境協調發展的戰略需求,以綠色發展理念 為指導,突破制約原料轉化利用、生物制造成本、生物工藝效率 方面的關鍵技術瓶頸,力爭到 2020 年,形成我國重大化工產品綠 色生物制造關鍵技術體系與產業示范,實現原料、過程、產品的 綠色化,奠定綠色與低碳生物經濟的產業基礎格局。

專欄5:生物化工

新一代工業發酵技術。建立工業菌種定向改造技術、高通量篩選技術、 發酵基因組分析技術、生物合成途徑的人工構建技術、智能發酵控制技術 及產品分離純化技術,發展動植物細胞大規模培養的理論體系,形成大宗 化學品、精細化學品、營養化學品、天然產物生物合成等新一代發酵技術, 突破國外的專利壟斷,全面提升我國發酵產業的技術水平與國際競爭力。

重大化學品的生物制造。開展可降解生物材料、可再生化學品、生 物基合成材料、天然產物等生物合成制造的基礎研究、關鍵技術創新與 產業應用示范;重點突破生物質原料轉化利用、生物聚合物與生物基化 學品合成、天然產物的生物合成等關鍵技術,建立高效低成本的化學品 生物合成制造路線。

酶工程與工業生物催化綠色工藝。開展新一代酶制劑開發,突破化 工產品的高效生物催化轉化等關鍵技術,建立生物漂白、生物脫膠、生 物制革等綠色生物過程;形成手性化學品、醫藥中間體、農用化學品等 產品的綠色生物工藝路線,推動我國化學工業的綠色轉型升級。

一碳氣體的生物轉化與一碳生物化工。建立一氧化碳、二氧化碳等一 碳氣體生物合成高值精細化學品以及乙醇和航空燃油等生物燃料的技術路 線,從源頭創建碳足跡顯著降低的新型產業鏈;突破從甲醇、甲酸等一碳 原料到多碳化學品的生物轉化關鍵技術,促進一碳化工產業的綠色升級。

生物化工核心技術裝備。開展菌種篩選、生物發酵、過程檢測、生 物分離精制等發酵裝備體系的研制開發,形成高通量篩查技術裝備、單細胞分析裝備、新型生物發酵傳感器、微型生物反應器等新技術儀器裝 備,建立我國新一代生物化工技術與產業的核心技術裝備體系,提高相 關裝備國產化水平。

3. 生物資源

以加強我國戰略性生物資源的保護和促進生物資源開發為目標,加強生物資源功能評價及應用轉化的研究,挖掘和利用極 端環境下特殊生物資源,加大開發力度。力爭到 2020 年,初步建 立以戰略性生物資源保護、高值生物資源功能評價、特有生物資 源挖掘為核心的生物資源轉化產業的新型模式與技術創新體系, 提升我國在該領域的核心競爭力。

專欄6:生物資源

戰略性生物資源保護與保藏關鍵技術。以發展國家生物資源保 護和保藏技術為重點,建立和完善我國生物資源管理和質量控制的 標準體系,全面盤點、整合和規范國內各類應用生物資源的保藏和 保護,建立生物資源材料的交換、備份和共享機制;應用分子標記 技術,聯合開展生物資源的快速鑒定和具有自主知識產權的資源保 護工作,有效擴大生物資源儲備和加強開放共享;充分利用我國中 醫藥寶庫,發展以組學、合成生物學和系統生物學為特征的生物技 術,推動藥食同源等健康產業的發展,提升生物資源持續利用的研 發與產業轉化的核心競爭力。

高值生物資源功能評價與產業轉化。應用生物、化學、物理等交叉 學科技術進行特殊生物資源的結構、功能及其功能遺傳因子的快速鑒定 與分析,應用化學工程與生物合成技術對其中產業前景明確的種類加大 開發力度,形成具有自主知識產權的新型生物資源產品;開發用于疾病研究的模式動物和微生物資源,形成已揭示化學成分和結構的天然藥物 等;開發可用于生物能源材料的纖維素降解酶和脂肪合成酶、可用于農 作物改良的野生動植物種質資源、可用于工業生物制造(如發酵)的菌 株、可用于生態恢復和環境改造的微生物與藻類以及具有特殊軍事用途 的動植物天然產物(如色素)等。

特有生物資源挖掘與利用。以極端環境(包括青藏高原、海洋、沙 漠和高輻射等極端生態環境)下動物、植物、微生物資源(包括嗜熱、 嗜冷、嗜酸、嗜堿、嗜鹽、嗜壓、嗜金、抗輻射、耐干燥和極端厭氧等 微生物)研究為重點,挖掘具有潛在應用價值的特有生物資源,研究建 立全國性的極端環境生物資源庫與數據庫,闡釋對生物多樣性形成機 制、生命極限及其與環境相互作用規律,挖掘具有潛在應用價值的特有 生物資源。在此基礎上,在開展極端環境下特有生物的資源調查、物種 分析以及生理生態研究基礎上,應用現代生物技術和多種生物資源篩選 技術,開發這些特殊生物代謝產物,建立特殊生物在環境保護和人類健 康等領域的深度利用技術體系。

4. 生物能源

以能源補充替代和改善生態環境為目標,以廢棄生物質資源為主,培育有潛力的新型生物質資源,實現多元化資源供給。重 點突破高效轉化與高值利用的核心技術,加強關鍵工藝的工程化 實踐,研發集成和成套化關鍵設備裝備。建設產品多元聯產和終 端產品高值利用的示范工程,為發展生物質能源戰略性新興產業 提供技術支撐。力爭到 2020 年,實現以廢棄生物質資源為原料的 能源補充替代和改善生態環境,重點提升木質纖維素制備燃料、 玉米和秸稈燃料乙醇、秸稈和畜禽糞污制備沼氣以及生物柴油等綠色能源制造能力。

專欄7:生物能源

纖維素乙醇。針對不同種類的農業秸稈和特色生物質,設計開發綠 色、低成本的預處理技術;研究開發高效低成本纖維素酶、C5/C6 糖共 發酵菌株及全糖共發酵生產燃料乙醇工藝,降低原料單耗與產品成本; 研究開發以可發酵糖或木質纖維素為原料的高附加值產品以提高乙醇 生產的經濟性。建立纖維素乙醇聯產高附加值產品示范基地。

生物柴油。開發以二氧化碳和富含氮/磷廢水為原料的微藻制備生 物柴油關鍵技術,以及以廢棄油脂為原料生產生物柴油關鍵技術;優化 生物柴油制備工藝,以航空燃油為突破點,建立生物柴油綠色工藝生產 示范基地。

生物丁醇。研究利用不同原料路線進行丁醇低成本生物制造的技術; 運用代謝工程和系統生物學技術提高產丁醇菌株對底物的利用速率、拓 展其底物利用范圍,優化工藝路線,建立生物丁醇產業化應用示范。

生物制氫。研究生物質制氫的基礎科學問題,通過合成生物技術等 現代生物技術,提高生物質轉化利用效率和生物產氫能力,為大規模、 低成本發酵生物制氫提供原創理論與方法體系,為應用突破提供技術基 礎,催生我國生物能源領域產生新的經濟突破和增長點。

5. 生物農業

圍繞我國現代農業發展的重大戰略需求,瞄準農業生物應用 組學、新一代生物育種技術、重大動植物疫病防控技術以及新型 農用生物制品技術等國際生物農業發展前沿,突破一批生物農業 關鍵技術,搶占產業發展的制高點,發揮生物技術在農業中的引 領性作用,力爭到 2020 年,使我國農業生物技術水平整體進入國際先進行列。

專欄8:生物農業

新一代農業生物育種技術。重點開展主要農作物生長與發育、產量、 生物逆境與非生物逆境應答以及品質等相關重要代謝產物合成與分解 途徑的調控機理與調控網絡研究。開發農業生物基因組的新方法與新技 術,發展定向、高效、系統改良作物的分子設計育種新技術,培育一批 光高效、營養高效利用、抗蟲抗病、耐旱節水、抗鹽堿、適宜機械化和 資源高效利用的超級農作物;開展國家畜禽資源種質創新及特色優異基 因資源挖掘及重要畜禽“國產化”新品種(系)及配套系培育,制定“國 產化”畜禽新品種配套飼養、營養標準及規范,建設國家重要畜禽品種 育種體系平臺。

農業重大生物災害防控技術。重點開展重要農業有害生物早期檢 測、遠程監測和預警技術研究,農作物有害生物綠色防控基礎理論研究, 植物有害生物基因調控、生態調控、生物防治、抗藥性治理、物理防治、 農業措施等生物防控關鍵技術集成與示范;重點開展農業生物主要疫病 流行病學及其風險評估研究,闡明主要病原變異及致病分子機制及畜禽 天然免疫機制,開展動物用新型生物制劑創制及應用,在禽流感、口蹄 疫、蝗蟲、稻飛虱、稻瘟病、小麥條銹病及水產養殖病害等重大農業生 物災害防控方面取得重大突破。

新型農用生物制品關鍵技術。建立和完善農業生物反應器技術平臺 體系,突破高效、安全農業生物制劑關鍵技術、創制一批具有自主知識 產權和重要應用前景的基因工程疫苗、生物農藥、新型肥料、生物飼料 添加劑新產品;開展主要農產品生物強化研究,研究微量營養元素和相 關抗營養因子的調控機理,創新富含各種營養元素的優異育種材料與新 品種;開展化學污染物源頭控制和生物修復的前沿技術研究,開展基于 靶標發現和分子識別的高通量農產品質量分子檢測技術研究,為保障農產品質量安全提供快速、靈敏和準確的檢測技術手段。

6. 生物環保

針對我國環境保護領域技術需求,緊密圍繞環境污染生物治理、廢棄物的能源與資源化生物轉化、環境生物安全監測與控制 等重大問題,開展環境功能微生物及生物產品制劑的研發,力爭 到 2020 年,建立基于生物傳感技術的環境監測和預測預警技術體 系,提升有機廢(水)物生物處理與資源化利用的高效耦合技術、 特定污染土壤的生物修復技術等,搶占前沿技術的制高點,培育 生物環保戰略性新興產業的增長點。

專欄9:生物環保

生物環境監測預警技術。以生物功能材料對污染物的高靈敏特異性 響應、倏逝波激發熒光信號識別與低損耗傳輸模式的信息流精密調控原 理為基礎,整合新興生物、環境工程、材料、光電子和微加工技術,研 發對有毒污染物快速高靈敏檢測的生物傳感技術與系列化儀器,實現環 境中微量有毒污染物和生物毒性的在線監測和環境污染事件應急快速 檢測。

環境保護與生態修復新體系。研究固體廢物脫毒與資源/能源化生物 技術,實現固體廢物生物脫毒與資源/能源化;培育具有環境保護與修復 功能的生物新品種,建立種質資源庫,發展、培育具有環境保護功能的 微生物與植物等新品種;研究土壤生物修復技術,開展持久性和新型有 機污染物土壤環境歸趨、降解機理、降解產物和毒性研究,揭示土壤有 機污染物和重金屬的生物固化機理,開發出可應用性價值高的土壤生物 修復新技術并形成體系。

7. 生物安全

針對維護國家生物安全的重大需求,以及我國面臨的現實與潛在的生物安全威脅,研發建立生物安全風險評估、監測預警、 識別溯源、應急處置、預防控制和效果評價的技術、方法、裝備 和產品,解決我國生物安全領域的關鍵技術瓶頸與重要科學問題, 構建高度整合的生物安全威脅防御系統,實現“安全評估、快速 檢定、可靠溯源、事后評估、能防能治”的目標。

(三)推進創新平臺建設

1. 加強生物技術領域大型綜合性研究基地布局

加快建設以生物技術領域大型綜合性研究基地為引領的創 新基礎平臺,依靠跨學科、大協作和高強度支持開展協同創新的 生物技術研究基地。以國家目標和戰略需求為導向,瞄準國際生 物科技前沿,優化配置人財物資源,整合國內現有生物技術領域 最有優勢的創新單元,打造聚集國內外一流生物人才的高地,開 展具有重大引領作用的協同攻關,重點發展引領產業變革的顛覆 性技術,形成代表國家水平、國際同行認可、在國際上擁有話語 權的科技創新實力,成為搶占國際科技制高點的重要戰略創新力 量。實現我國生物技術從“跟跑”和“并跑”向“并跑”和“領 跑”的轉變。

2. 技術創新中心

以綠色生物制造、創新藥物研發以及生物醫學工程為發展重點,在京津冀和長三角地區等生物技術創新資源優勢地區和產業 集聚區,整合優勢科研技術平臺和人才資源,聯合生物技術相關 創新型企業形成產業聯盟,共同組建生物技術創新中心。加快突 破關鍵技術瓶頸,構建戰略定位高端、組織運行開放、創新資源 集聚、治理結構多元的技術創新綜合體,形成推動生物技術創新 的大聯合、大協同。

專欄10:技術創新中心

綠色生物合成技術創新中心。依托國內生物制造領域的優勢單位, 重點圍繞生物制造領域的基礎科學問題、關鍵共性技術、產業化示范等 環節進行攻關,力爭在 10-20 年內,打造一批產學研協同攻關的創新中 心,培育和引進一批國內外知名的領軍人才,促進傳統石油、化工、制 藥等行業技術的改造升級,破解傳統行業的動力不足、資源環境約束難 題,打造中國版的“綠色經濟增長點”。

創新藥物研發技術創新中心。綜合布局化學藥、中藥、生物藥研發 體系,重點推進藥物發現的基礎研究和關鍵技術、新藥成藥性臨床前評 價、藥物新制劑及新釋藥系統、新藥效果評價關鍵技術等研究;創新體 制機制,強化跨學科協同攻關,激勵原創突破和成果轉化,整體提升我 國藥物研發自主創新能力,打造藥物研發原始創新策源地,輻射帶動周 邊區域創新發展,形成具有全球競爭力的創新藥物研發高地。

生物醫學工程技術創新中心。圍繞高端醫學影像、先進治療、體外 診斷、醫用材料、專科診療、醫療機器人等重點方向和優先領域,開展 應用研究和技術轉化,推動產、學、研、醫、用深度融合,提升我國醫 療器械產業技術創新能力和產業競爭力。創新體制機制,強化跨學科協 同攻關,促進醫研體結合,激勵原創突破和成果轉化,整體提升我國醫療器械研發自主創新能力,打造醫療器械研發原始創新策源地,輻射帶 動周邊區域創新發展,形成具有全球競爭力的醫療器械研發高地。

3.戰略資源平臺

以國家目標和戰略需求為導向,加強科研平臺和基礎設施建設,積極推進國家生物信息中心和人類遺傳資源庫、生物醫學大 數據等干庫、濕庫及活體庫等重大戰略資源平臺建設,構建微生 物庫、生物靶標庫、化合物庫、合成生物技術元件庫等多層級共 享模式的各類資源平臺,建設一批資源共享的大型生物樣本、標 本和種質資源庫以及共享服務體系,重點支持實驗動物和模式生 物基礎設施以及生物醫學資源基礎設施的建設。

專欄11:戰略資源平臺

國家生物信息中心。以維護國家生物數據主權為目標,集中國家生 命科學和信息科學等多領域的優勢力量,整合國內現有生物信息數據資 源,推進具有國際競爭力的國家生物信息中心的建設,研發具有自主知 識產權、高質量的數據管理與信息共享平臺系統,以及面向海量生物信 息數據資源的信息檢索、數據挖掘、數據分析、注釋與可視化等具有服 務功能的專業軟件等產品,形成規范化的生物數據分析管理技術體系與 國家標準,滿足我國生物領域研發數據匯聚管理與共享利用的重大需 求,統籌管理和合理利用國家生物數據戰略資源,提升大數據時代我國 生物領域數據資源的分析服務能力,開創我國生物數據資源組織管理與 共享利用里程碑式新局面。

人類遺傳資源庫。面向人口健康與國家安全需求,以建設世界一流 的人類遺傳資源保藏中心為目標,設計并推行中國人類遺傳資源標準體 系,集成與整合跨區域多中心的中國人類遺傳資源樣本庫,建立一個包含信息交互平臺、相關標準規范和質量控制體系的人類遺傳資源樣本保 藏中心網絡,以促進中國現有人類遺傳資源的有效利用和共享為出發 點,建立一系列遺傳信息和表型信息采集、挖掘與分析技術體系,帶動 人類遺傳資源保藏研究相關產業的全面發展。

生物醫學大數據庫。充分利用已有的國家大型隊列、疾病協同研究 網絡,發揮我國臨床資源優勢,推進以臨床樣本、臨床信息、健康數據 以及相關生命組學數據為一體的生物醫學大數據庫的建設,大力開展前 瞻性研究,通過跨學科、跨領域協同創新,推動精準醫學等領域全鏈條 協同攻關,以生物醫學大數據創新成果引領新一輪國家科技競爭以及我 國生物醫藥與健康產業的變革和跨越發展。

(四)推動生物技術產業發展

1. 構建技術轉移服務體系

構建以生物技術成果轉移轉化為核心的技術轉移服務體系, 提升生物技術成果轉化水平,系統建立國家生物技術成果目錄, 定期向社會發布相關成果;完善生物技術轉移服務體系,培育一 批運營機制靈活、專業人才集聚、服務能力突出、具有國際影響 力的生物技術轉移機構;圍繞京津冀、長三角、珠三角等高校和 科研院所密集的地區,開展體制機制改革和政策先行先試,建立 生物技術合同成交額過 100 億元的生物技術成果轉移轉化示范 區,使生物技術創新體系更加完善,顯著提升生物技術產業競爭 力。促進科技成果向市場及產業的轉移,鼓勵專業的生物技術服 務機構,推動生物技術服務業的發展。

2. 加快專業化園區建設

依托國家高新園區,遴選若干產業集中度高、科研資源和創 新活動高度集聚、成果產出和轉化能力強、科技金融體系完備的 優勢地區,大力推進專業園區建設;建立創新專業園區管理機制, 省部會商機制,找準國家創新戰略與區域經濟發展的結合點,協 同推進園區發展;加強部門聯動探索,制定有利于園區發展的政 策措施;建設生物技術園區聯盟,促進成員單位間的經驗分享和 成果交流,優化不同地域園區間的發展布局及產業特色。

專欄12:專業園區建設

生物醫藥專業園集聚區。遴選 10-20 個生物醫藥產值超過 100 億元 的優勢地區,集中力量開展新型化學藥、生物藥、醫療器械的研發和產 業化,推進中藥現代化,培育創新型企業,拓展國際市場;加大體制機 制改革和政策先行先試力度,培育創新創業文化,吸引聚集全球頂尖科 研機構、領軍人才和一流創新團隊;加強技術轉移和成果轉化,打造原 始創新策源地。在產業聚集的基礎上逐步提升園區科技實力,形成具有 國際競爭力的生物醫藥產業集群。

生物制造專業示范區。遴選 5-10 個生物制造產值超過 100 億元的 優勢地區,集中力量開展生物燃料、生物基大宗化學品、工業酶制劑、 高值精細化學品的研發和產業化;探索重大化學品的生物合成,以及非 糧生物質的開發利用;促進傳統化工產業的轉型升級,在產業聚集的基 礎上逐步提升園區科技實力,促進具有國際競爭力的綠色生物制造產業 集群的發展。

五、政策措施

(一)加強科技創新組織領導,統籌生物領域技術與產業發展

加強生物技術領域的組織領導,推進生物技術政策措施制定 等工作。發揮專家咨詢作用,匯聚科技界、產業界、經濟界專家 智慧,做好生物領域科技發展戰略、重大任務、重大創新及產業 化發展方向等的決策支撐。

(二)強化人才引進和培養模式,加快培育人才隊伍

積極落實《國家中長期生物技術人才發展規劃(2010-2020 年)》,以實驗室、技術創新中心等創新平臺建設為契機,突出人 才、項目和基地的有機結合,培養造就一批科技領軍人才和創新 創業人才。加強對青年科學家支持,重點培養具有較強創新活力 的生物領域青年創新型人才隊伍。

(三)完善科技創新投入機制,提高科技資源配置效率

加強規劃任務與科技資源配置的有效銜接,建立多元化科技 投入體系。結合生物技術創新特點,創新科技資金投入方式,充 分發揮財政資金的杠桿作用,調動地方財政投入積極性,引導社 會資本進入生物領域。加大資金投入力度,重點支持產業亟需的 重大技術研究、產業關鍵和共性技術研究,以及鼓勵技術創新成 果的產業化。

(四)加快科技成果轉移轉化,培育生物產業發展新動力

發揮科技創新在支撐發展方式轉變、經濟結構調整中的重要 — 24 —

作用,積極貫徹落實《國務院辦公廳關于印發促進科技成果轉移 轉化行動方案的通知》,加快生物領域重大成果的轉移轉化,提升 各類機構的科技成果轉化能力,培育專業化科技轉化人才隊伍, 推動生物產業向價值鏈中高端躍升。完善技術轉移機制建設,健 全市場化的技術交易服務體系,加強科技成果權益管理改革,激 發科研人員創新創業活力,推動科技型創新創業,通過科技創新 與成果快速轉化培育生物產業發展新動力。

(五)加強法律法規制度建設,營造良好創新生態與文化環境

研究制定規范和管理科研活動的法規制度,推進《人類遺傳 資源管理條例》的制定,規范生命科學研究倫理,加快修訂《實 驗動物管理條例》,構建科學合理的生物技術標準體系。加強對人 類遺傳資源采集、收集、買賣、出口、出境審批和高等級病原微 生物實驗室建設審查的行政許可管理。加強科學普及,弘揚科學 精神,全面提升公民的科學素質。完善知識產權法律法規,加強 知識產權保護,促進創新成果的知識產權化。

(六)擴大國際與地區合作,提升科技創新的國際化水平

積極參與并適時發起和組織國際大科學計劃和大科學工程, 促進國際技術轉移,以及向“一帶一路”國家的技術轉移轉化, 深化與沿線國家的交流合作。推進國際互認實驗室的建設,推進與生物領域大型跨國公司建立戰略伙伴關系,積極引導和支持有 條件的科研機構和企業到國外建立研究開發機構,加強對引進技術的消化、吸收和再創新。

 

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