生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展的原因探討

信息技術(shù)、生物技術(shù)、納米技術(shù)被稱為21世紀(jì)的革命性領(lǐng)先技術(shù)，其產(chǎn)業(yè)化方興未艾。生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)，尤其是生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)是一項高投入、高利潤的產(chǎn)業(yè)，它的利潤率達(dá)到了17.6%，是利潤率為8.1%的信息產(chǎn)業(yè)的兩倍。因此，展望未來，多數(shù)分析家認(rèn)為，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)是繼信息產(chǎn)業(yè)之后迅速崛起的又一個高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，在21世紀(jì)初將與信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)并駕齊驅(qū)，并最終成為主導(dǎo)全球經(jīng)濟(jì)的核心產(chǎn)業(yè)。生物技術(shù)和產(chǎn)業(yè)如此巨大的發(fā)展前景，有著其必然的原因：
　　　　一、生物技術(shù)對于人類的生存和發(fā)展有著極為重要的意義
　　1.可持續(xù)發(fā)展的要求
　　20世紀(jì)的一百年，人類憑借著科學(xué)和技術(shù)的巨大發(fā)展與進(jìn)步，發(fā)明和創(chuàng)造了機(jī)械化和自動化的生產(chǎn)和交通設(shè)備與工具、電子與系統(tǒng)集成化的通訊設(shè)施與器具、家用電器、電腦以及化學(xué)合成物質(zhì)，極大改變了自身的生活、生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)方式，邁進(jìn)現(xiàn)代化的階段。歡欣之余，人類也不能忘記在發(fā)展中付出的慘重代價：在準(zhǔn)備大踏步向現(xiàn)代化邁進(jìn)的20世紀(jì)中葉，人類社會卻面臨著全球性生態(tài)環(huán)境日益惡化、人口與健康受到嚴(yán)重威脅、糧食生產(chǎn)滯后、能源耗竭和資源短缺的五大危機(jī)。這些問題顯然是發(fā)展中帶來的，它們直接向人類的生存與發(fā)展提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
　　毋庸置疑，一項技術(shù)的進(jìn)步對社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著巨大的促進(jìn)作用。然而，工業(yè)革命發(fā)展進(jìn)程表明，人類一味強(qiáng)調(diào)技術(shù)的先進(jìn)性和對經(jīng)濟(jì)的推動作用，而忽視技術(shù)對人類自身和生態(tài)環(huán)境的安全性時，人類最終要飽嘗在技術(shù)發(fā)明初期未曾預(yù)料的苦果。曾幾何時，滴滴涕一問世便被譽(yù)為人類技術(shù)史的里程碑，聲稱它可以殺死害蟲卻對人畜無“害”，可以拯救成千上萬人的生命。1946年，該產(chǎn)品在美國上市引起巨大轟動，以至引來化學(xué)公司投巨資開拓殺蟲劑市場。僅在1947～1949年間，滴滴涕的投入就達(dá)38億美元，旦利潤逐年直線上升，到1951年利潤額猛增1.1億元。它的發(fā)明人保羅·米勒被人們稱為救世主，獲1948年度諾貝爾獎。然而時隔6年后，滴滴涕就被發(fā)現(xiàn)具有激素效應(yīng)，嚴(yán)重影響動物（包括人類）的性分化和生殖，并且通過母體傳遞后代，導(dǎo)致許多的野生動物數(shù)量急劇下降。到1970年，美國率先下令禁止使用滴滴涕。
　　20世紀(jì)70年代末期，人類開始意識到，技術(shù)的安全性對于人類自身生存與繁衍及生態(tài)環(huán)境的重要意義，絲毫不亞于技術(shù)的先進(jìn)性對社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的價值。因此，由聯(lián)合國提出、各國政府共同倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，意味著今后的科學(xué)和技術(shù)發(fā)展具有雙重使命：既促進(jìn)生產(chǎn)力進(jìn)步和為人類謀福利，又保護(hù)人類及其生存和繁衍的環(huán)境。
　　進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來，生物技術(shù)和產(chǎn)業(yè)日益顯示出強(qiáng)大、高效、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)和諧的特點(diǎn)，體現(xiàn)和代表著可持續(xù)發(fā)展方向。生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展正在悄然地影響并改變著傳統(tǒng)的工業(yè)、農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、模式和價值取向，其范圍和程度令人耳目一新。難怪，美國生物技術(shù)工業(yè)組織把生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)定義為：利用細(xì)胞和生物分子進(jìn)行藥品、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)開發(fā)和環(huán)境治理的產(chǎn)業(yè)。該產(chǎn)業(yè)技術(shù)由醫(yī)藥生物技術(shù)、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)和環(huán)境生物技術(shù)共同組成。醫(yī)藥生物技術(shù)重點(diǎn)攻克癌癥、艾滋病、老年癡呆癥、帕金森病、心臟病、糖尿病等危害人類的頑疾；農(nóng)業(yè)生物技術(shù)著眼于提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量；環(huán)境生物技術(shù)重點(diǎn)用于清除工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活帶來的廢棄物和有毒物質(zhì)。生物垃圾是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中所生產(chǎn)的廢棄物，是制造許多有重要經(jīng)濟(jì)價值的產(chǎn)品的原材料。通過生物降解、凈化和再生技術(shù)的三"R"模式，即對垃圾和廢物采用消除、再循環(huán)和再生(remove、recycle、regeneration)，清除石油副產(chǎn)品污染物及其他有毒物質(zhì)，進(jìn)行資源利再利用意義重大。
　　2.認(rèn)識、開發(fā)和利用生命系統(tǒng)的要求
　　在20世紀(jì)人類文明發(fā)展中，幾項劃時代科學(xué)與技術(shù)成果扮演著重要角色。汽車、飛機(jī)和航天器因為改變了人類活動的時間和空間尺度，擴(kuò)展了人們的視野和活動范圍，因而主宰20世紀(jì)經(jīng)濟(jì)的半壁江山。電子計算機(jī)、通訊和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展成就改變?nèi)藗兊慕涣鞣绞剑�縮短人們與外圍世界交流的時空距離，而引領(lǐng)20世紀(jì)經(jīng)濟(jì)的新潮流。然而，這些技術(shù)只是提供人類認(rèn)識外部世界的手段和條件，還不足以導(dǎo)致認(rèn)識生命內(nèi)部包括人類自身奧秘。
　　從19世紀(jì)達(dá)爾文進(jìn)化論誕生起，一直到1953年DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)理論問世，生命科學(xué)進(jìn)入分子生物學(xué)時代整整積累了一百年，它給整個生物學(xué)界帶來了一場科學(xué)和技術(shù)革命。隨之，在1973年，DNA重組技術(shù)和“基因克隆”策略建立，以及一系列行之有效的分離、鑒定、克隆基因的方法誕生。運(yùn)用DNA重組技術(shù)，人們可以用生物反應(yīng)器（包括植物、動物）來生產(chǎn)人類所需要的基因產(chǎn)物——藥用蛋白。從此，生物技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展一發(fā)不可收拾。
　　以DNA重組技術(shù)為特征的基因工程學(xué)的發(fā)展，很大程度上得益于分子生物學(xué)、遺傳學(xué)和生物化學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展，同時也離不開其他現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的成就和影響，比如信息學(xué)、計算機(jī)科學(xué)等�；�因工程學(xué)逐步成熟和發(fā)展對生命科學(xué)的所有領(lǐng)域都產(chǎn)生了革命性的深遠(yuǎn)影響，包括動物行為學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、生理學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、生態(tài)學(xué)和生物進(jìn)化論等，從而使得生命科學(xué)日新月異，進(jìn)展迅猛，成為20世紀(jì)以來發(fā)展最快的學(xué)科之一。可以預(yù)見，在21世紀(jì)，生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)必將對人類的生活產(chǎn)生更為深遠(yuǎn)的影響。
　　　　二、生物技術(shù)具備技術(shù)革命的能力條件
　　1.生命科學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)銜世界科技界最高研究水平
　　生物技術(shù)發(fā)展至今，充分體現(xiàn)出生命科學(xué)領(lǐng)導(dǎo)21世紀(jì)科學(xué)前進(jìn)方向的特點(diǎn)和趨勢。(1)20世紀(jì)90年代科學(xué)史，幾乎就是生命科學(xué)和生物技術(shù)編年史，幾項重大的具有全球性的科學(xué)計劃和成果均是在該領(lǐng)域誕生的，如“人類基因組計劃”、“腦科學(xué)的十年”、“干細(xì)胞研究”，克隆羊和人類基因組草圖繪制等。(2)政府投入生命科學(xué)和生物技術(shù)研究與開發(fā)經(jīng)費(fèi)巨大。以美國為例，從1992年至2000年8年間，政府機(jī)構(gòu)的科技研究與開發(fā)的經(jīng)費(fèi)，主要用于生命科學(xué)和生物技術(shù)，僅國立衛(wèi)生研究院(NIH)就達(dá)200億美元，累計增長了111%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過美國自然基金委員會(NSF)的68%、美國航空航天局(NASA)的21%、美國國防部(DOD)的11%和美國能源部(DOE)的-1%。(3)當(dāng)今世界科學(xué)研究與開發(fā)的投入與產(chǎn)出比率最高并成正比的學(xué)科領(lǐng)域當(dāng)屬生命科學(xué)和生物技術(shù)。以反映當(dāng)今世界科技水平的SCI刊物論文數(shù)量為例，美國排在第一位，日本排在第二位，英國、法國、德國、意大利、加拿大、荷蘭依次占據(jù)三到八位名次。(4)生物技術(shù)研究與開發(fā)充分體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技研究水平同步的特點(diǎn)。從國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力、科技水平，科學(xué)計劃啟動的時序、經(jīng)費(fèi)的投入、論文產(chǎn)出來看，美國的生物技術(shù)研究與開發(fā)當(dāng)仁不讓處在第一位，歐盟國家緊隨其后，日本居第三。(5)生物技術(shù)研究與開發(fā)吸引和匯聚了全世界最多的生命科學(xué)家群體。仍以美國為例，持續(xù)8年的經(jīng)濟(jì)景氣使其每年能夠吸引全世界的科學(xué)家精英及大批的博士生、博士后人員來到政府和私人研究機(jī)構(gòu)的實(shí)驗室中從事生物技術(shù)的研究與開發(fā)工作。因此，美國生物技術(shù)研究與開發(fā)的成果當(dāng)然是世界性的科學(xué)智慧大腦匯聚的結(jié)晶。
　　2.生物技術(shù)的特點(diǎn)和作用
　　現(xiàn)代生物技術(shù)的核心是建立在“基因克隆”策略和DNA重組技術(shù)為基礎(chǔ)上的、一系列行之有效的分離

、鑒定、克隆基因的方法體系。它包括基因工程、蛋白質(zhì)工程、轉(zhuǎn)基因技術(shù)、組織工程、動物克隆技術(shù)以及生物信息工程等內(nèi)容。這些技術(shù)能夠廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥開發(fā)與利用、動植物品種改良和培育、糧食和食品生產(chǎn)與加工、農(nóng)藥生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域，體現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。
　　(1)產(chǎn)品的目的性、有效性和功能更強(qiáng)大�；�因工程可將原核生物細(xì)胞和真核細(xì)胞都作為生物工廠或反應(yīng)器來生產(chǎn)人類所需要的胰島素、干擾素、生長激素、病毒抗原、抗體等大量的外源蛋白，成為最具開發(fā)潛力和應(yīng)用前景的產(chǎn)業(yè)——生物制藥業(yè)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以有效地研究高等動物的基因表達(dá)和發(fā)育、建立人類疾病的動物模型；開發(fā)出動物乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)保健和醫(yī)療蛋白，稱為畜牧動物生物反應(yīng)器技術(shù)，相對于細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，其產(chǎn)量可提高100～200倍，成本降低到1萬分之一還少。高等動物克隆技術(shù)對保護(hù)地球上的生物多樣性具有重大意義�？寺�動物技術(shù)與轉(zhuǎn)基因技術(shù)相結(jié)合可以生產(chǎn)移植器官（治療克�。�、培育優(yōu)良畜禽品種、生產(chǎn)人類所急需的蛋白質(zhì)藥物和提供臨床實(shí)驗替代動物。
　　(2)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程簡化。基因工程可簡化許多有用化合物和大分子的生產(chǎn)過程，并廣泛和充分利用植物及動物作為天然生物反應(yīng)器以生產(chǎn)人類所需的基因產(chǎn)物。蛋白質(zhì)工程技術(shù)可以自如地改造基因和大規(guī)模生產(chǎn)所需的蛋白。
　　(3)產(chǎn)品的開發(fā)和檢測過程簡化�；�因工程可簡化新藥的開發(fā)和檢測系統(tǒng)，提高效率和準(zhǔn)確度。
　　(4)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和廢棄物無污染。生物技術(shù)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程接近天然，廢棄物是次生代謝產(chǎn)物，可以自動降解，不會在自然界殘留。
　　3.生物技術(shù)的發(fā)展趨勢
　　(1)基因操作技術(shù)創(chuàng)新化、專利化和商業(yè)化。技術(shù)和方法的創(chuàng)新層出不窮，日臻完善，一經(jīng)問世通過專利形式和商業(yè)渠道出售技術(shù)，在市場上便可以加以應(yīng)用。
　　(2)基因工程蛋白藥物和疫苗研究與開發(fā)突飛猛進(jìn)，將導(dǎo)致21世紀(jì)醫(yī)藥工業(yè)全面更新和改造。
　　(3)轉(zhuǎn)基因技術(shù)以及動物克隆技術(shù)將取得重大突破、產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用將帶動農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的全面更新，推動大農(nóng)業(yè)發(fā)展的新飛躍；同時極大地提高生物醫(yī)藥的生產(chǎn)水平，并對其他行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生積極的影響。
　　(4)人類基因組計劃的提前完成，并進(jìn)入“后基因組”時代。人類基因組測序在2000年提前完成，接下來將研究多個基因之間的相互作用關(guān)系及如何協(xié)調(diào)、調(diào)控和表達(dá)。
　　(5)基因治療將取得重大進(jìn)展�？寺∑鞴俸徒M織工程將使攻克惡性腫瘤、艾滋病等人類重大疾病取得突破性進(jìn)展。
　　(6)蛋白質(zhì)工程是基因工程的發(fā)展，通過分子生物學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)和計算機(jī)技術(shù)相互滲透、相互融合，形成一門高度綜合、應(yīng)用廣泛的邊緣性技術(shù)學(xué)科。
　　(7)生物信息學(xué)是在生命科學(xué)尤其是基因組學(xué)與信息技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的新興分支學(xué)科。它將最終導(dǎo)致龐大而松散的生命科學(xué)走向統(tǒng)一，而產(chǎn)生全新、概括、前瞻、嚴(yán)密的普通生物學(xué)。
　　(8)腦科學(xué)研究將取得重大發(fā)現(xiàn)和突破。它使了解動物與人類認(rèn)識、思維和決策的奧秘產(chǎn)生飛躍，很可能導(dǎo)致把繼承人類文明遺產(chǎn)的活動濃縮在出生前的胚胎發(fā)育過程，而將傳統(tǒng)上須用出生后20多年時間的學(xué)習(xí)與記憶活動變成一件自由、愉快和前所未有的創(chuàng)造性活動，從而變革社會人才的生產(chǎn)方式。
　　(9)生物技術(shù)走向社會化、安全化、智能化。社會化發(fā)展將解決新的生物技術(shù)所帶來的社會倫理問題、雙刃劍效應(yīng)，是否和平與安全利用、是否共享等問題以及人種與智商的差異問題。
　　簡而言之，生物技術(shù)的未來發(fā)展成就，將全方位和深層次地提升人類生存（衣食住行）、成長（發(fā)育和成熟）、健康（疾病防治和延年益壽）和發(fā)展（生育與繁衍、學(xué)習(xí)與創(chuàng)造、精神需求和消費(fèi)）的水平，進(jìn)而帶動整個科學(xué)技術(shù)界的騰飛。
　　　　三、市場需求提供的發(fā)展機(jī)遇
　　近年來，在生物工程和生物制藥快速發(fā)展的推動下，醫(yī)藥行業(yè)已成為全世界范圍內(nèi)增長最快的產(chǎn)業(yè)之一。根據(jù)美國《財富》雜志對全球最大的500強(qiáng)企業(yè)1998年銷售收入和利潤增長情況的比較分析，醫(yī)藥和電信行業(yè)不僅增長最快，利潤和收益水平也大大好于其他行業(yè)。從發(fā)展趨勢看，伴隨人們收入水平和生活質(zhì)量的提高，醫(yī)藥行業(yè)需求的快速增長還將持續(xù)較長時期。據(jù)預(yù)測，2002年全球醫(yī)藥市場銷售額將達(dá)到4000～4060億美元，2010年將達(dá)到6800～7200億美元。目前，全球藥品消費(fèi)85%以上集中在美國、日本、歐洲等幾個發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，人口眾多的發(fā)展中國家隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和藥品消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變，購買力正在快速增長。
　　1.按地區(qū)分的市場銷售現(xiàn)狀
　　北美仍是藥品銷售業(yè)績最好的地區(qū)。1997年美國銷售處方藥品665億美元，年增長率為10%；加拿大則為41億美元，年增長12%。歐洲地區(qū)銷售居首位的是西班牙，銷售額為49億美元，年增長率10%。英國和荷蘭的銷售額分別為77億和19億美元，增長幅度均7%。
　　2.按藥品種類劃分的市場銷售現(xiàn)狀
　　(1)神經(jīng)系統(tǒng)用藥。1997年以神經(jīng)系統(tǒng)用藥銷售額增長最大，增幅達(dá)12%，銷售額達(dá)到235億美元。美國和英國這類藥品的銷售額均增長16%，西班牙的增幅達(dá)到20%，但日本市場不僅不升反而下降，降幅為2%，銷售額為26億美元。
　　(2)降膽固醇藥。1997年降膽固醇藥在心臟病發(fā)病率高的地區(qū)銷售頗佳。其中美國為124億美元，年增長13%；英國為149億美元，上升11%；日本和德國分別為76億美元和37億美元，與1996年基本持平。
　　(3)免疫病和皮膚病治療藥。世界用于免疫系統(tǒng)疾病的治療藥物以年增長8%的速度增長，1996年為286億美元，2000年將為420億美元。自身免疫疾病的治療藥物年平均增長率為10%，從1991年的2.31億美元增加到1996年的17億美元。艾滋病的治療藥物在該類市場中占有重要的地位。1997年皮膚病治療藥物的世界市場銷售額為110億美元。其中粉刺治療藥物的市場銷售額增長最為顯著，占世界該類市場銷售額17%，而類固醇類的皮膚病治療藥物的市場將呈下降趨勢，從1990年市場占有率的14%下降到1997年9%。
　　(4)抗癲癇病藥。世界抗癲癇病藥銷售增長迅速。據(jù)有關(guān)資料，目前全世界有5000多萬癲癇病患者，發(fā)病率年齡差異較大，兒童最高，15～65歲居中，老年再次升高。近百年來，人們已經(jīng)開發(fā)了數(shù)十個用于治療不同類型癲癇病的藥物。20世紀(jì)末有20多個抗癲癇藥物先后上市。1999年該類藥物的銷售額達(dá)到28.5億美元，而新藥的銷售份額增加了20%之多。
　　3.按銷售份額分的市場銷售現(xiàn)狀
　　1999年和2000年，全世界十大暢銷藥均為專利處方藥。排名前5位的藥物就占總銷售額的一半以上，其中奧美拉唑41.9億美元、氯雷他定33.1億美元、氟西汀30億美元、辛伐他汀28.1億美元、克拉紅霉素25.3億美元。
　　　　表1　2000年十大暢銷專利處方藥（億美元）  
排名　　通用名　　　專利持有人　　　功能　　　　銷售額
1　　　奧美拉唑　　　阿斯特拉　　　抗?jié)�瘍　　　�?1.9
2　　　氯雷他定　　先靈－保雅　　　抗過敏　　　　33.1
3　　　氟西汀　　　　　禮來

　　　　治抑郁　　　　30
4　　　辛伐他汀　　　　默克　　　　降血脂　　　　28.1
5　　　克拉紅霉素　　　雅塔　　　　治呼吸道感染　25.3
6　　　馬來酸　　　　　默克　　　　降血壓　　　　23.0
7　　　普伐他汀　　　施貴寶　　　　降血脂　　　　18.4
8　　　法莫替丁　　　　默克　　　　抗?jié)�瘍　　　�?5.1
9　　　環(huán)丙沙星　　　　拜耳　　　　抗感染　　　　14.2
10　　  洛伐他汀　　　　默克　　　　降血脂　　　　10.1

　　
　　4.中國醫(yī)藥市場的需求
　　中國醫(yī)藥消費(fèi)的增長十分迅速，據(jù)預(yù)測，到2005年，中國藥品的需求量將達(dá)到2180億元，比2000年凈增長940億元。促使藥品消費(fèi)持續(xù)增長的因素主要有人口增長、人口老齡化和居民人均收入提高等因素。預(yù)計2005年中國人口將增長到13.88億，屆時藥品消費(fèi)將提高80億元。老齡人口將以每年3%的速度遞增，2005年，中國老齡人口將達(dá)到4億多，占全國人口總數(shù)的27%。按照目前老齡人口人均用藥每年385元水平計算，2005年我國藥品消費(fèi)將提高616億元。隨著城鄉(xiāng)生活水平提高，保健與長壽的消費(fèi)要求，將使2005年的藥品消費(fèi)提高200億之多。
　　由于技術(shù)本身的內(nèi)在沖動和生命科學(xué)本身所能承擔(dān)的重任以及人類健康對醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的巨大需求，生命科學(xué)和以生物工程技術(shù)為核心的生物制藥獲得了前所未有的大發(fā)展，而且，我們完全可以斷言，人類在21世紀(jì)必將迎來一個前所未有的以生命科學(xué)的大發(fā)展為主要標(biāo)志的新技術(shù)革命時代。
　�。凼崭迦掌冢�2002-07-28
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WTO對中國稅制的影響及其對策探討08-05