2021年，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)正迎來前所未有的變革與融合。行業(yè)專家朱丹在近期的一次深度訪談中，系統(tǒng)性地勾勒出本年度該領(lǐng)域最具影響力的十大趨勢與創(chuàng)新方向。這些趨勢不僅描繪了技術(shù)本身的發(fā)展軌跡，更深刻地揭示了技術(shù)如何重塑醫(yī)療健康、農(nóng)業(yè)、工業(yè)乃至整個生命科學(xué)的未來圖景。
其中，人工智能（AI）與數(shù)據(jù)分析的深度融合無疑是核心驅(qū)動力之一。人工智能已超越輔助工具的角色，成為生物技術(shù)研發(fā)的“戰(zhàn)略大腦”。在藥物發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域，AI算法能夠以前所未有的速度篩選海量化合物，預(yù)測其與靶點(diǎn)的相互作用，將新藥研發(fā)周期從傳統(tǒng)的數(shù)年大幅縮短。在臨床診斷方面，基于深度學(xué)習(xí)的醫(yī)學(xué)影像分析系統(tǒng)，其識別病灶的精度與效率已可比肩甚至超越資深專家，為早篩、早診提供了普惠化可能。更宏觀地看，AI驅(qū)動的多組學(xué)（基因組、蛋白質(zhì)組、代謝組等）數(shù)據(jù)分析平臺，正在整合來自不同維度的生命信息，幫助科研人員揭示疾病發(fā)生發(fā)展的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，催生精準(zhǔn)醫(yī)療的個性化解決方案。
基因編輯技術(shù)，特別是以CRISPR-Cas系統(tǒng)為代表的工具，其發(fā)展已從“技術(shù)突破”邁向“應(yīng)用深耕”與“倫理規(guī)范”并行的新階段。2021年，我們看到該技術(shù)不僅在基礎(chǔ)研究中繼續(xù)作為解析基因功能的利器，更在臨床應(yīng)用上取得實(shí)質(zhì)進(jìn)展。針對遺傳性血液疾病、眼科疾病等的臨床試驗數(shù)據(jù)令人鼓舞，展現(xiàn)了其根治遺傳病的巨大潛力。與此基因編輯在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也趨于成熟，用于開發(fā)抗病、抗旱、營養(yǎng)價值更高的作物，為全球糧食安全提供科技支撐。伴隨著可及性的提升，關(guān)于技術(shù)脫靶效應(yīng)、長期安全性以及可遺傳編輯的倫理邊界等議題的全球性討論也愈發(fā)深入，推動著行業(yè)監(jiān)管框架的逐步完善。
而上述兩大領(lǐng)域的交匯點(diǎn)——人工智能賦能基因編輯，構(gòu)成了2021年最令人興奮的創(chuàng)新前沿。AI正在優(yōu)化基因編輯的每一個環(huán)節(jié)：通過機(jī)器學(xué)習(xí)模型更精準(zhǔn)地預(yù)測指導(dǎo)RNA（gRNA）的編輯效率與特異性，從而設(shè)計出最優(yōu)編輯方案；利用大數(shù)據(jù)分析理解編輯后的多維表型影響，評估脫靶風(fēng)險；甚至借助AI模擬，探索全新的基因編輯酶或系統(tǒng)。這種“AI for CRISPR”的模式，顯著提升了基因編輯的可靠性、可控性和可預(yù)測性，加速其從實(shí)驗室走向臨床和產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。
朱丹還指出，2021年的趨勢清單中還包括：細(xì)胞與基因治療的產(chǎn)業(yè)化成熟、合成生物學(xué)的工程化應(yīng)用拓展、微生物組學(xué)的商業(yè)化落地、生物計算與仿生學(xué)的交叉創(chuàng)新、單細(xì)胞技術(shù)的全面滲透、連續(xù)化生物制造的工藝革新，以及在后疫情時代背景下，mRNA技術(shù)平臺的加速發(fā)展與多元化應(yīng)用。這些趨勢彼此關(guān)聯(lián)、相互促進(jìn)。
2021年的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)已進(jìn)入一個以數(shù)據(jù)智能為核心、以基因操控為關(guān)鍵手段的融合創(chuàng)新時代。人工智能與數(shù)據(jù)分析是洞察生命規(guī)律的“顯微鏡”和“導(dǎo)航儀”，而基因編輯則是干預(yù)生命過程的“精密手術(shù)刀”。兩者的結(jié)合，正驅(qū)動生物技術(shù)從認(rèn)識和利用生命，邁向更高級的“設(shè)計與合成生命”階段。朱丹也強(qiáng)調(diào)，在擁抱技術(shù)紅利的必須同步構(gòu)建與之匹配的倫理審查、數(shù)據(jù)安全與公平可及的社會治理體系，以確保技術(shù)創(chuàng)新真正造福于全人類。產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，既需要科學(xué)家與工程師的銳意進(jìn)取，也需要政策制定者、倫理學(xué)家與社會公眾的廣泛參與和智慧共建。
