《颠覆性技术创新研究——生命科学领域》概览

来源：科学人文在线

为更好地认识、创造和发展颠覆性技术，从 2016 年开始，中国科学院组建了颠覆性技术创新研究团队，选择若干可能产生颠覆性技术的重点领域持续开展专题研究。2018 年 2 月，编撰出版了《颠覆性技术创新研究——信息科技领域》，重点围绕信息科技领域的典型颠覆性技术进行了系统介绍和阐述，受到读者的欢迎和好评。近年来，在不断深化对颠覆性技术创新系统性研究的同时，重点围绕生命科学领域的颠覆性技术进行了深入研究，取得了一系列新进展和新成果。以此为基础，构成本书的主要内容。
生命科学领域是颠覆性技术高度孕育、密集涌现、迅速发展、渗透力强、影响既深且广的重大创新领域，在人类突破自我认知、重大疾病诊疗、增进人民福祉等许多方面都具有重要的颠覆性效应。本研究系统梳理整合了生命科学领域相关前沿研究成果，在长期技术跟踪研究的基础上，突破以往此类研究侧重技术趋势分析的局限，提出识别与评估颠覆性技术的指标体系和方法，通过专家咨询、典型案例分析和定量分析等方法，遴选出基因测序技术、基因组编辑技术、合成生物学、基因治疗技术、干细胞治疗技术、免疫细胞治疗技术、类脑智能等 7 个主要研究方向，对相关颠覆性技术演变发展进程和动力机制与规律等进行介绍和阐述，对其正在和将要产生的颠覆性影响进行分析和预测，对国内外相关规划部署、政策环境和创新治理等进行比较研究，并对我国相关颠覆性技术的发展和治理提出了一系列意见建议，为有关部门孕育、捕捉、牵引、推动和保障颠覆性技术的健康发展提供参考。
12 项典型技术颠覆性潜力分布
第 1 章“颠覆性技术识别方法分析及探索”，从颠覆性技术概念内涵的认知差异出发，辨析颠覆性技术与新兴技术、突破性技术和前沿技术在含义特性和理论渊源上的共性及差异， 阐明开展颠覆性技术识别活动的重要意义，梳理颠覆性技术识别方法及典型案例，归纳总结不同方法的特性和适用性等。在此基础上，研究提出了识别与评估颠覆性技术的指标体系和方法，并在生命科学领域开展实证研究，凝练出若干典型颠覆性技术。第 2 章以“基因测序技术”为专题，回顾基因测序技术的三次重大变革，论述三代基因测序技术的发展历程和特点，重点分析其未来发展趋势和颠覆性影响。基因测序技术能够快速准确获取生物遗传信息，揭示基因组的复杂性和多样性，在生命科学研究中扮演着极为重要的角色，在食品安全、生物技术产业化和医药等若干关键研发领域得到广泛应用，具有显著的经济和社会效益。同时，基因测序技术也可能在数据安全、隐私泄露与基因歧视、技术标准与数据价值等方面带来风险和问题。第 3 章以“基因组编辑技术”为专题，从遗传工程领域发展历程出发，梳理三代基因组编辑技术的特征，重点分析其未来发展趋势和颠覆性影响。近年来，基因组编辑技术发展迅猛， 在生命科学基础理论研究、经济物种遗传改良以及人类健康等领域得到广泛重视，其成功应用正在掀起一场颠覆性革命。同时，基因组编辑技术发展和应用中存在的一系列技术安全和伦理风险等，也正在引起社会各界的高度关注，对其前瞻性治理提出紧迫而严峻的挑战。第 4 章以“合成生物学”为专题，从创建、发展、快速创新和应用转化三个阶段揭示合成生物学的发展历程，重点分析其未来发展趋势和颠覆性影响。合成生物学被称为继发现DNA 双螺旋结构和人类基因组测序成功之后的“第三次生命科学革命”，在医药、能源、环境、农业生产等领域都具有重大应用价值和潜力，相关产品的复杂性、新颖性及其应用范围和规模正在向前所未有的深度和广度发展，对社会经济发展和产业转型产生一系列深刻的变革性影响。同时，合成生物学在生物安全、环境保护、社会伦理等方面存在的风险和挑战，也对其创新政策与监管提出了一系列紧迫任务。第 5 章以“基因治疗技术”为专题，从基因治疗技术概念范畴界定和分类出发，以关键里程碑事件梳理基因治疗技术发展历程，在靶向性、安全性、适当表达性等方面阐述其未来发展趋势，重点分析其颠覆性影响。基因治疗技术利用分子生物学方法将外源正常基因导入患者体内，以纠正或补偿缺陷和异常基因引起的疾病，为多种医学领域带来了全新的治疗选择， 对社会经济发展和产业转型具有颠覆性影响。而技术风险和法律伦理冲击也是其发展不可忽视的重要问题。第 6 章以“干细胞治疗技术”为专题，从干细胞治疗技术概念及干细胞类型出发，通过关键里程碑事件梳理干细胞治疗技术发展历程，阐述干细胞内源性修复和移植疗法等重点领域， 分析其发展趋势和颠覆性影响。干细胞治疗技术是对功能损伤或缺失的组织器官进行修复或再生，使其具备正常组织和器官的结构和功能，实现真正意义上的“治愈”，其不断发展成熟标志着医学将步入“重建、再生、制造”的新时代。同时，干细胞治疗技术也面临着安全性、有效性和伦理等方面的问题， 对其临床转化高质量规范化发展提出了挑战。第 7 章以“免疫细胞治疗技术”为专题，从非特异性免疫到无差别化特异性免疫，再到差别化特异性免疫梳理免疫细胞治疗技术的发展历程及特点，重点分析其未来发展趋势和颠覆性影响。免疫细胞治疗是当前免疫治疗研发的重点方向，正从临床研究迈向产业化，已在血液肿瘤治疗上取得重大成功，在乳腺癌、肝癌等实体瘤的临床治疗上也展现出巨大潜力。同时， 为促使免疫细胞治疗技术和产业健康有序发展，加强安全风险管控也是必然要求。第 8 章以“类脑智能”为专题，从认知科学中类脑智能研究的萌芽、计算神经科学中类脑智能的早期探索、人工智能中的神经网络研究阐述类脑智能的发展历程，重点分析其未来发展趋势和颠覆性影响。类脑智能的发展得益于信息技术与智能技术的推动，反过来脑与神经科学也将启发下一代信息技术与智能技术的变革。类脑智能的应用领域比传统的人工智能更为广泛，将对社会经济发展、产业转型变革和人类社会生活产生更加深刻的颠覆性影响。第 9 章着重研究颠覆性技术创新的前瞻性治理问题，从论述颠覆性技术前瞻性治理的前瞻性与动态性、系统性和多元性出发，梳理前瞻性治理的核心研究框架和程序，既提出了创新、培育、孵化和应用颠覆性技术的促进保障要素，又强调了针对技术发展不确定性和潜在风险的引导监管措施，旨在以前瞻视角建立长期良性互动且令人信赖的颠覆性技术创新治理体系， 促进颠覆性技术和相关产业与社会领域的健康可持续发展。

颠覆性技术创新及其治理研究是一项跨学科、跨领域的工作。本书的研究工作在中国科学院发展规划局的支持下，由中国科学院文献情报中心、中国科学院上海生命科学信息中心联合组织开展。在研究过程中，研究团队多次召开专题报告会和研讨会，咨询来自政府、科研机构、高校和相关咨询机构的有关专家，听取并吸纳他们的意见和建议。在此，谨向这些为本书研究工作提供热情支持、指导和帮助的专家学者致以深深的敬意和衷心的感谢。他们是：中国科学院分子细胞科学卓越创新中心王恩多院士、上海交通大学基础医学院李斌教授、上海市生物医药科技产业促进中心傅大煦主任、中国科学技术发展战略研究院产业科技发展研究所陈志研究员、中国科学院分子细胞科学卓越创新中心吴家睿研究员、中国科学院上海微系统与信息技术研究所张晓林研究员、中国科学院分子植物科学卓越创新中心王勇研究员、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心杨辉研究员、中国科学院微生物研究所向华研究员、中国科学院动物研究所王皓毅研究员、中国科学院遗传与发育生物学研究所陈坤玲副研究员、中国科学院生物物理研究所宋广涛副研究员等。