2023年12月11日至12日，中央经济工作会提出，打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴产业。本公众号将分六期对国外生物制造、商业航天、低空经济产业政策和举措进行分享。以下是第一期——《美国：在五大领域，推动生物制造大发展》。
图1 刊登于2023年12月20日《全球智库动态》研究报告（2023卷第242期）的原文截图
2023年3月，美国白宫发布了《美国生物技术和生物制造的明确目标》（Bold Goals for U.S. Biotechnology and Biomanufacturing），涉及五大领域，包括：气候、食品农业、供应链、大健康、基因生物跨领域，旨在推动美国生物技术和生物制造的发展。
图2 该报告的5大部分包含了21个主题，试图通过生物技术和生物制造的力量，来实现可持续、安全和有保障的美国生物经济的愿景（报告截图）
——探索生物质燃料。在20年内，收集处理可转化的植物和废物衍生原料12亿吨，并利用适合转化为燃料和产品的二氧化碳6000万吨，同时应对减排、栖息地退化等挑战。在7年内，生产可持续航空燃料30亿加仑，和传统航空燃料相比，温室气体生命周期排放减少50%—70%。2050年，生产可持续航空燃料增加到350亿加仑。在20年内，用低温室气体净排放燃料取代50%的海运燃料等。
——发展生物基化学品和材料。在5年内，生产商业上可行的生物制品超过20种，且生命周期温室气体排放比目前的生产方式减少70%以上。在20年内，示范并落实具有经济效益且可持续的发展路线，将生物基原料转化为可回收的聚合物，大规模取代目前90%以上的塑料。
——开发具有气候调节作用的农业系统和植物。在5年内，开发新工具来测量农业和生物经济原料系统的养料；改造植物并调节植物微生物组，以生产能够在未充分利用的土地上生长的耐旱饲料，在成本相当的前提下，将氮和磷的利用效率提高20%以上；温室气体排放减少50%以上。
——解决碳清除问题。在10年内，开发在数千万英亩的土地上大规模实施超大型土壤碳封存和管理的技术，提高土壤健康和抗旱能力，并实现美国的气候目标。在9年内，以低于100美元/吨的价格，示范持久的、可扩展的生物质脱碳，目标为10亿吨级的脱碳。
——提高原料生产力。在未来10年内，实现农业全要素生产力的增长，达成农业生产力提高28%的全球目标。到2030年，增加常规及替代农林业原料的气候智能型生产；将生物燃料的生命周期温室气体强度降低50%；将美国液体运输燃料中的生物燃料混合率提高50%。在未来5年内，开发减少农业氮排放的技术。到2030年，增加粪便管理系统的沼气捕集和利用，并将粮食损失和浪费减少50%。
——改善食品营养和质量。开发新的食品和饲料来源，比如，大规模生产新型或改良型蛋白质和脂肪。在未来20年内，提高农作物的营养密度，并在传统生态知识的基础上，利用和保护具有重要文化意义和营养价值的动植物。使用新改进的筛查工具，实现“健康人群2030”所设定的目标。
——保护动植物免受环境破坏影响。在未来5年内，提高检测和减轻现有及新型动植物病虫害的能力，特别是传播疾病和具有破坏性的害虫。在未来20年内，开发工具，提高农业和林业对生物胁迫和非生物胁迫（比如，干旱、高温、寒冷）的韧性。
——大力推行生物制造方式。在5年内，部署大量的合成生物学和生物制造能力，生产小分子药物成分占比至少25%的活性药物。在20年内，通过可持续和具有经济效益的生物制造途径，满足美国至少30%的化学品需求。同时，将新生物技术应用于生物制造的工作流程，在至少3个供应链瓶颈的行业中，实现每个行业生产10种新生物制品。
——提升供应链韧性。在5年内，构建并投入使用能够预测至少50%供应链薄弱环节的监测系统，实时评估和调整生物制造参数。在20年内，部署先进的生物制造平台和能力，一旦发现供应链瓶颈，在一周内做出响应。
——加强商业标准与数据基础设施建设。在5年内，通过数据标准、工具和能力的进步与整合，启动数据基础设施，包括有效且安全的数据共享机制。在20年内，建立稳固的标准基础设施。
——发展无障碍健康监测。在5年内，利用新型传感器确定至少10个下一代健康生物指标，并作为标准健康生活和预防医学实践的一部分来进行监测。比如，免疫能力或微生物组成。推进综合健康诊断。在20年内，开发并普及一种简单易用、价格合理的家用诊断分析工具，利用新的健康生物指标，将健康结果的误差缩减50%。
——发展细胞疗法等精准医学。在5年内，从大型样本中收集多组学指标，并确定哪些指标与至少50种发病率高且影响大的疾病的诊断和管理最为相关。在20年内，开发用于诊断、预防和治疗的分子分类，以解决因疾病造成死亡的主要原因；并通过开发1000美元的多基因组学方法，来确保上述分子分类的可行性。
——推进细胞疗法的生物制造。开发新基因编辑技术和遗传编程，用以研发下一代细胞疗法。将合成生物学的创新成果与新型非病毒递送载体搭配，进一步提高两者的有效性。开发稳定的临床和基因组指标，并开发计算模型，确定可能适合细胞疗法的患者。按细胞类型，采用不同细胞疗法生产设施的方法与标准。开发模块化、平台工程化的细胞技术以及针对特定患者的配方。在商业级生产设施中，测试用于下一代生物技术产品的全新生物制造方法。
——开发人工智能赋能生物制药。在5年内，利用国家资源实验室网络，将10种常见处方药物的生产速度提高10倍。在20年内，将人工智能和机器学习（AI/ML）技术纳入国家资源实验室网络，用于设计新型生物药，并将新型药物的研发和生产速度提高10倍。
——开发先进的基因编辑系统技术。在5年内，开发用于临床的基因编辑系统，在最大限度地消除副作用的前提下，治愈10种已知的遗传疾病。在20年内，加强生物制造生态体系，每年至少生产治疗性基因编辑药物500万剂。
——通过基因测序，进一步发现和了解生命的多样性。在5年内，对100万个微生物物种的基因组进行测序，并了解至少80%的新发现基因的功能。在20年内，将所有类型生物体的新基因序列、新陈代谢和功能的发现速度提高到目前的100倍。
——提高复杂生物系统设计功能实现程度的能力。在5年内，提高可预测地设计小分子或酶的能力，同时确保其能与任何靶标选择性结合，并将这一过程减少到3周。在20年内，从分子到生态体系的所有层级上，实现有目的的工程生物系统设计的置信度达到90%。
——扩大构建和评估生物系统性能与质量的能力。5年内，开发读写任何基因组、表观基因组、转录组和表达蛋白质组的能力，从而能够在30天内构建和评估任何单个细胞。在20年内，培育出一种可用作生产食品、原料、化学品或药品基底的合成最小植物。
——推进生物系统的规模化与控制。在5年内，推进生物工艺设计、优化和控制，使任何生物系统均能在3个月内扩大到商业生产，成功率达90%。在20年内，将原料使用、生物体设计、流程设计和最终处置的所有方面，与技术经济分析相结合，使85%以上的新生物系统在部署后的第一年就能实现可持续性和商业目标。
——创新生物制造方法。在5年内，可重复地制造集成有生命和无生命组件的设备，比如，器官芯片或人机界面，并使组件的可行性与连通性保持在90%以上。
——实现生物技术产品的道德、安全和公平的共同生成和转化。让终端用户尽早参与到生物技术创新的构思中，以确保创新产品能够获得公众的认可和使用。
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