预计到2015年,生物产业的产值规模将超过3万亿,将成为我国的新兴支柱产业。生物医药、生物材料、生物能源、生物农业等成为国家优先发展的重点领域,可谓大有可为。
据国家生物产业发展专家咨询委员会秘书长王昌林预测,到2015年,中国生物产业的产值规模将超过3万亿,到2020年会达到6万亿左右,超过目前我国电子信息产品制造业的规模,成为我国的新兴支柱产业。
在世界大国纷纷发力生物产业的今天,如果中国能够加快技术创新的步伐并着重推动创新成果有效产业化,就能攻下这座生物经济时代的高峰。
2009年6月,国家发布《促进生物产业加快发展的若干政策》,明确提出促进生物技术创新与产业化,加速生物产业规模化、集聚化和国际化发展的政策目标,其中生物医药、生物材料、生物能源、生物农业成为优先发展的重点领域,本刊记者专访中咨公司石化轻纺业务部化工处处长易静薇、合作业务处处长郭琛、轻工处处长乐有华、农林水业务部农林处处长董懿曼,解读以上4项重点发展领域。
疫苗芯片支撑生物医药产业
疫苗研制已经成为现今世界关注的焦点,目前我国疫苗行业发展情况如何?面临哪些瓶颈?针对世界性的疫苗行业发展黄金期有何对策?
我国是一个人口众多的发展中国家,国民经济正处于飞速发展阶段。但是我国各种病原体感染和传染病发病人数居全球之首,各种传染病反复流行,新发传染病的不断产生,严重危害人民健康水平,冲击社会秩序,已经成为制约社会和谐发展与经济发展的严重因素之一。因此我国更需要在疫苗的研发上加大投入力度,丰富疫苗品种,更新疫苗研发技术,加快疫苗相关关键技术的研究速度,为人民群众提供有效、安全的疫苗,为和谐社会的发展做出贡献。
我国目前共有疫苗生产企业38家,能生产预防26种传染病的44种疫苗。对比国际市场,我国疫苗生产企业数量偏多,规模较小,国际疫苗生产主要由欧美发达国家供应,形成了赛诺菲巴斯德(ASP)、辉瑞(惠氏)、默克、葛兰素史克(GSK)、诺华5强争霸的格局。由于经济和其他技术因素的影响,我国疫苗生产企业除在个别品种上有比较优势外,总体上还处于比较落后的局面。
我国所生产的疫苗以仿制为主,兼或引进技术消化吸收。造成我国疫苗生产企业技术较为落后的主要因素在于我国尚未掌握关键技术,包括:细胞规模化培养技术、自主知识产权的疫苗佐剂。而基因工程开发技术虽然形成规模也仍处于较为落后地位,技术向产业转化的能力也是薄弱环节。
今后我国疫苗产业将以急发、多发和新发的,对人类具有重大危害的传染病为疫苗品种研究目标,以构建产业化和技术平台为形式,提供疫苗技术和品种储备;开展人畜共患病疫苗的研究,加强技术储备;将新型细胞基质和培养技术规模化以及传统疫苗的更新换代有机结合,发展新型细胞基质和哺乳动物细胞规模化培养技术;进行现有传染病疫苗的接种后流行病学和分子流行病学调查,为应对新发传染病做好基础工作;选择几种危害大,传染性强、流行范围广的传染病,进行严格的流行病学调查工作,为充分利用我国人员多,病员广的优势,为研发自主知识产权的疫苗提供支撑作用;选择几个必须利用现代基因工程技术手段来研制疫苗的传染病,以这些传染病的病原体为加强基因工程载体的研制,研制具有自主知识产权的基因工程载体,提高我国疫苗企业的核心竞争力;研制新型佐剂和粘膜免疫投递技术为主要途径,为研制新疫苗提供基础保障。
目前我国生物芯片产业化发展现状如何?我国生物芯片产业有多大的投资规模?
我国生物芯片研究始于1997-1998年间。从2000年开始,国家陆续投入近5亿元人民币,建立了北京、上海两个生物芯片国家工程研究中心,为加强我国在这一新兴高科技领域的自主创新和产业化能力奠定了坚实的基础。“十五”期间,国家“863”计划重点组织实施了“功能基因组及生物芯片研究”重大专项,对生物芯片的系统研发给与了倾斜性支持。
目前,生物芯片产业在我国已初见端倪,形成了以北京、上海两个国家工程研究中心为龙头,天津、西安、南京、深圳、哈尔滨等地近50家生物芯片研发机构和30多家生物芯片企业蓬勃发展的局面。北京博奥、上海生物芯片、天津生物芯片等企业已成为我国生物芯片产业的主导力量。
我国生物芯片已取得一批研究成果,在PNAS等国际权威刊物上发表论文近20篇,申报了具有自主知识产权的与感染性疾病和肿瘤相关的标志基因簇和新基因753个。2000年以来我国生物芯片共获得20余个国家新药证书、医疗器械证书;申请国内专利400余项、国外专利100余项;同时,共有近400种生物芯片与相关产品问世,涉及基因、蛋白质、细胞和组织等方面。
生物材料:产业化步伐渐行渐近
随着石油资源的日趋减少和以石油为原料的合成材料大量应用对环境造成的危害日益凸显,塑料产业界在努力寻找这样一种解决途径:如何能够不以石油为原料而代之以可再生的生物质原料(如淀粉、纤维素等),来生产可降解的塑料,既能节约石油又能保护环境,也不会改变人们几十年来已经形成的大量使用塑料的生活习惯。
其实,我国从“九五”开始,就不断加大对生物材料方面的投入,特别是“十五”“十一五”期间,国家发改委在高技术产业化专项中支持了10多个生物基材料产业化示范工程建设,极大地促进了我国生物材料的发展。
目前,聚乳酸(PLA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)等可完全降解的生物基材料已经开始进入自主开发技术的产业化阶段,有5个万吨级示范装置正在建设。淀粉塑化共混型材料(可称为半生物基材料)已经实现规模化生产并大量应用,生产企业至少在20家以上,但技术水平参差不齐,淀粉掺混比例在30%-80%之间。
由于技术路线和开发难度不同,PHA系列生物材料在我国的基础研究开展较早,多家企业正在进行工业化试验和小规模生产。PLA与国外相比起步较晚,但发展节奏较快,正处于工业化试验和小批量生产阶段。这两种类型的生物基材料可能将成为未来我国生物材料产业发展的主导品种。
我国生物材料产业发展面临的主要问题一是在生产环节的大规模工业化技术是否成熟和生产成本能否大幅度降低,二是在应用环节的加工技术水平能否使产品性能满足需要和加工成本进一步降低。与美、日、德等发达国家相比,我国在这方面还处于起步阶段,总体技术水平上还有一定的差距,高附加值产品(如医用植入材料等)开发不足,市场应用推广方面也缺少配套鼓励政策。
随着我国自主开发生物材料不断加快产业化进程,在包装材料、医用材料、一次性日用品等方面的推广应用也将相应迅速发展,未来我国生物基材料可望成为合成材料的重要组成部分,争取到2020年我国生物基材料可替代10%的聚烯烃合成材料。此外,需要特别指出的是,当生物材料生产发展到一定规模时,能否获得充足、廉价的原材料可能成为一个瓶颈。
非粮燃料乙醇:下一步产业化重点
在非粮燃料乙醇方面,近年主要进展是广西年产20万吨木薯原料燃料乙醇项目建成投产,广西壮族自治区封闭推广车用乙醇汽油。
在纤维素乙醇产业化方面,主要是山东龙力乙醇科技有限公司建设的年产1万吨酶解工业纤维废渣制取乙醇国家高技术产业化示范工程项目,于2007年12月开始试生产,2008年6月通过竣工验收,实现连续生产,月产量已突破400吨。从世界纤维素乙醇产业化进展看,虽然各主要国家都在大力推动纤维素乙醇的研发,但目前实现较大规模工业化连续生产的,也仅有这个项目。该项目采用玉米芯废渣为原料生产乙醇,免去了原料收集、运输、储存和预处理工序,大幅度降低固定资产投资和生产运营成本,为世界首创,已基本具备技术基础,单位产品成本达到每吨6千元级,若辅以国家政策扶持,在经济上显得可行,具备根据当地原料条件进一步大规模发展的条件。但该项目的实施是基于当地独特的玉米芯废渣原料优势,不具有广泛推广价值。总体来看,纤维素乙醇的产业化,原料收集困难、原料预处理难度大、降解成本高、糖利用率低等产业化瓶颈仍然没有获得突破,我国其他单位纤维素乙醇研发中单位乙醇成本仍然处在万元级水平,尚不具备产业化基础。在可预见的未来,纤维素乙醇产业化仍有难度,是生物能源领域产业化的重点方向之一。
目前,有条件的省市大都编制了本地区生物燃料乙醇发展专项规划,我国也有多个非粮燃料乙醇项目在大力推进前期工作。但自从广西年产20万吨木薯原料燃料乙醇项目获得国家核准并建成投产后,还没有一个新的项目再得到核准,我国生物能源领域的投资,除生物质秸秆发电外近年基本处于停滞状态。今后几年,生物能源产业的发展仰赖于中央政府的大力支持、推动,鉴于每吨非粮燃料乙醇大约需要配套建设4亩非粮原料基地,而我国可利用土地特别是耕地资源有限,今后可开展一些甘薯、甜高粱、玉米芯废渣原料燃料乙醇生产试点工作,在有条件地区继续推进木薯原料燃料乙醇。
生物农业:投资抑制产业化
据专家对前些年年平均建设投资的初步估算,全国生物农业产业的产前投资在5-10亿元,产中投资在30-50亿元,产后投资在3-5亿元。与发达国家相比,或者与国际大型的生物产业公司相比,我国生物农业产业链每个环节的投资是远远不够的。整体看,我国生物农业发展存在原始创新能力不足、生产规模小、产量低、生产成本高、相关服务体系不完善的状况。在有限的投资前提下存在多头投资,科研领域、企业之间均存在恶性无序竞争,国家缺乏有效的机制对各部门、各类投资进行统筹和协调管理。
生物农业包括转基因育种、动物疫苗、生物肥料、生物饲料和生物农药几大领域,其中,生物(转基因)育种是发展最快、应用最广、最有潜力的一个领域。
我国转基因农业的研究和开发居世界中等水平。转基因产品市场竞争力还不强,整体上还处于产业化发展初期。在我国,转基因植物的研究起步较早,步入商品生产的进程相对较快。在国家“863”计划、“转基因植物研究与产业化专项”和国家高技术产业化生物育种专项等科研和产业化项目的支持下,我国的转基因植物研究取得很大进展,到2008年种植面积约占全球5%。自主研发的转基因抗虫棉,有效地抵御了国外抗虫棉的冲击,在抗虫棉方面形成了较好的规模和竞争力。2008年全国抗虫棉种植面积达到380万公顷,占全国种植面积的70%。通过产业化技术的突破,在转基因抗虫棉新品种方面形成了一批在国际市场有影响的高技术企业,在国内市场上已与世界着名的美国孟山都生物公司形成强有力的竞争。与之相反,因研发和产业政策滞后,大豆产业的国际竞争力急剧下降,难以抵挡美国、阿根廷、巴西等国廉价转基因大豆的入侵,几年间丧失了3/4的国内市场。出于安全性考虑,中国尚未批准转基因大豆、玉米、水稻、小麦等粮食作物的商业化种植。
其他类转基因产品还没有形成规模化的生产和市场竞争力。总体上看,我国在转基因技术尤其是规模化、产业化方面还有很大的发展空间,与发达国家存在不少差距。孟山都、杜邦、拜耳等跨国公司利用其基因技术、专利、市场、营销、服务和资本优势,已经控制了国际种业市场70%的份额。转基因产品的市场竞争正在改变全球农业生产、加工、贸易和粮食安全的格局。
