科学信息依赖国外实验动物基础不牢：生命科学研究亟待补短板
2021-08-06 21:54:03 作者：佚名
有研究显示，尽管我国生命科学领域在经费投入增速、专利数量、论文数量、国际水准的期刊增速等方面均居世界第一，且我国已具有世界上最为完善的制药工业体系，新药研发的能力日益增长，并逐步走向世界，但我国在生命科学领域还存在短板——在科学信息、实验动物、科学仪器设备和试剂耗材等生命科学研究的关键技术上高度依赖进口，存在“卡脖子”风险。中国实验动物学会理事长、中国医学科学院医学实验动物研究所所长秦川呼吁——
生命科学研究亟待补齐短板
科学信息：“拱手让人”又耗巨资购回
“生命科学‘卡脖子’的核心技术种类极为繁多。综合来看，可以分为四大类，即信息、高端设备、耗材、实验动物。”中国科协生命科学学会联合体秘书长王小宁介绍说，在生命科学领域，这些“卡脖子”的核心技术，虽然不会导致“一个东西卡住，其他都完蛋”的情况，但这四个领域高度依赖国外，“一旦断供就导致整个产业链崩塌或者降维发展。”
其中，科学信息资源是国际战略博弈重点，这一领域过度依赖国外，既造成巨大的经济浪费，又带来了不可控的风险。“中国现在是最大的原始数据提供方，又是最大的数据购买方。”王小宁说。
目前，我国在生命科学领域的从业人员、经费投入增速、专利数量、论文数量、国际水准的期刊增速均居世界第一，这样迅猛的发展带来创新成果“井喷”。然而，国际期刊依旧是这些创新成果流向的第一选择。在国际期刊发布成果需要出版费，可当国内科研人员需要使用这些数据时，则又要向国外机构提供购买费。一出一进之间，产生的出版费和数据采购费额度惊人。“我们调研发现，每年的版面费达数亿元到数十亿元；上海地区高校2019年有四家采购经费超过3000万元，最高达6010万元。”王小宁对此痛心疾首。
更为让人忧心的是，在国外期刊发表论文，还要将自己的关键数据拱手让人，丧失了原本具有的数据优势。“多数科技论文在国外期刊上发表，同时必须提交相关支撑数据。这不仅造成生物信息‘出口转内销’，消耗巨额经费，同时这种科学数据‘外流’严重，使得我们的数据优势被拱手让给发达国家。”王小宁分析说。
出现这种情况的原因在于我国缺乏有影响力的科学信息数据库。这使得我国的生命科学科研工作高度依赖海外数据，全球每年高达1.1PB的国际生物数据下载量中55%都来自我国，国家级的基因数据库、细胞病毒株及涉及的遗传信息也依赖国外。
“这个领域高度依赖国外，一旦断供就会导致科研的停滞，如果信息得不到提供，等于我们就回到了八十年代以前的研究状况。”王小宁说。
除了高度依赖国外，我国在科学信息领域还存在着使用权政策不明，共享管理规范缺失，国内共享管理规范规则缺失，受制于国际标准和规则。行业行为准则和制度落实不到位，存在生物信息滥用和隐私信息泄露风险等问题。与此同时，“我国生物信息商业化开发水平较低，与国际前沿水平相差至少30年。”王小宁表示。
科学仪器设备和耗器耗材：小药瓶也存在“卡脖子”风险
当前，我国生物医药涵盖了化药、中药、生物技术药，医疗器械，具有最为完善的工业体系，新药研发已从仿制发展到原创，并逐步走向世界。我国还具备最为齐全的规模化疫苗研发和生产体系，仅国药集团的灭活新冠疫苗产能已达30亿剂，全球供应已突破1亿剂，覆盖190多个国别。
然而，需要引起重视的是，我国在高端设备和耗材方面高度依赖国外。日前，由中国科协生命科学学会联合体发布的《生命科学领域技术研究成果》蓝皮书显示，我国目前生命科学高端仪器设备的依赖度为100%，年支付量超过上千亿，国产设备缺乏竞争力。例如，可以观察蛋白质分子的冷冻电镜，近年来极大的促进了生命科学的发展，但这样的设备我国完全依赖进口。
“冷冻电镜一个三千多万，我们自己不能生产，掌握在别人手里，说没有可能就没有了。这个设备短期谈不到影响生命安全，但对结构生物学的发展却至关重要。”王小宁说。
除了高端设备，一些关键耗材对国外的依赖度更高达98%，年消耗量高达上千亿元。“举个例子，我们去医院可能会做一些生化化验，其中核心的酶，即便国产的试剂盒，核心的酶可能依旧是进口的，如果这个一断供，到医院连基本的检测都做不了。”王小宁说。
像这样的例子不在少数——西林瓶作为常用药瓶，包括青霉素等抗生素，新冠疫苗等疫苗，都会用这种药瓶盛放。然而，我国目前西林瓶的原材料管100%依赖进口。本次新冠疫情相关检测试剂盒均面临了原材料涨价，甚至断供的局面。“还有制备药物的滤包基本上完全进口，这个东西一断供，生产线工艺就没有了。”王小宁说，“这些都属于有‘卡脖子’的特征。”
根据蓝皮书的数据统计显示，我国生物科研试剂的市场规模以17.1%的年复合增长率增长，至2019年达136亿元，增速高于全球市场，而这个巨大的市场，却被国外企业占领。
实验动物：“基础中的基础”未筑牢
当前正在各国推广注射的新冠疫苗，其研发成功后，只有在动物身上验证安全且有效，才有可能进一步进入临床。动物实验，也是任何一种新药、新疫苗得以进入临床都必须通过的关卡，正因如此，实验动物也被称作生命科学研究的“活试剂”，食品药品检测的“活天平”。
然而，很少有人知道，即便是常用的实验动物——小鼠，也是经过几代遗传培养，分出很多适应不同实验的类别。“每一种实验动物都是科学家努力培养出来的，要把它的生物学特性和疾病的关系、研究的目标都要搞清楚，这是基础研究中的基础。”秦川说。有的小鼠，专为针对抗肿瘤药物而培养，有的小鼠是专门针对疫苗而培养。如果用错了实验动物，可能产生无效实验，也可能产生错误的实验结果。正因如此，保证实验动物的遗传、环境、技术操作和饮食等，至关重要。
可是这个“基础中的基础”并没有筑牢。当前我国自己的实验动物培养不足，一些实验动物生产供应企业也瞄准了这个市场，正在大举进军。如Charles River 2019年在全国实验动物市场的占有率已超过50%。
然而，进口实验动物替代国内实验动物并不可取。“一方面，过度依赖进口会导致国际种质资源全面垄断风险。另一方面，我国的大、小鼠年用量约1200万—1500万只，进口实验动物价格昂贵，为本地动物的10倍、100倍，乃至千倍，是一笔不菲的花销。”王小宁说，“而且很多关键的动物不是你想要就能得到的。”
“早期我们确实可以进口一些实验动物，这样导致一些科学家都认为买来就行了。”然而，从非典到新冠的经验都在提示，“如果缺少了我国自己的实验动物这个研究工具，我们就会成为受损伤最大的群体。”秦川说。
针对这样的局面，我国已经开始行动。截至2020年年底，卫健委、教育部等设立实验动物相关重点实验室5个。北京、天津等省市设立相关重点实验室10个。例如，新发再发传染病动物模型研究北京市重点实验室、中国科学院模式与特色动物实验平台等都是新成立的实验动物相关科研单位。
然而，必须要承认的是，在实验动物领域，我国仍处在刚刚起步阶段，发展中面临着很多问题。
首先是自有实验动物种质资源安全，“自有实验动物物种资源是国家的宝贵财富，尤其是中国特有的动物种质资源，若不善加保藏，将易被‘窃取’。”王小宁说。
另外一方面，实验动物领域涉及动物学、医学、药学、统计学等多个领域，“开设实验动物学的高等院校数量较少，人才培养体系不完善，专业技术人才缺乏。”最后，实验动物平台建设及运营所需的经费投入巨大，投资带来的直接经济效益不够显著，投资回报率低，这也在很大程度上影响了动物实验行业的创新发展。
问题根源：缺乏扎扎实实做应用基础工作的人
出现这些问题，原因何在？王小宁认为，在高端仪器设备方面，国产器材缺乏激励政策，也缺乏国际认证标准，采信度低。在重大信息设施、实验动物基地和关键技术创新基地建设上投入过少，甚或空缺，并且不具有可持续性。另外，资本投入急功近利，鲜有涉足原创药品、器械，跟风严重也产生了推波助澜的影响。
“我们缺乏扎扎实实做应用基础工作的人。”王小宁说，在调研中发现，很多依赖国外的技术，我国自己的人才、技术、理念都没有问题，完全可以自主发展的，但就是没有扎扎实实去做。“设备也好、仪器也好，耗材也好，这些关键技术，让研究生去做他不会做，导师也不会做，为什么？因为做这个事情，对一个大学的排名，对申报院士、报成果不占很大的权重。”
与此同时，王小宁认为，国家在生命科学基础建设上的投入总体来讲还是不够。倒是资本市场这两年有了很大的发展，但由于缺乏调控和引导，“总是跟风，在真正的创新药物上很少涉足。”王小宁说，靶向药领域就是资本扎堆跟风的案例。“2020年上半年我们已经有484项在临床实验，50余款等待上市，全世界没有一个像这样，CAR-T还没有上市，已经357个注册，全球而且集中在骨髓瘤这种小众疾病，美国26项，我们就有24项，这些是否都有必要，是值得我们深入考虑的问题。”王小宁说。
如何破题：引领大科学计划是破题的利刃
在王小宁看来，生命科学的源头研究和产业转化，应该成为十四五时期的重中之重。“一定要把生命科学和医疗卫生事业作为国家下一阶段发展的重中之重，一定要在投入经费和导向上深入研究和调整。”
与此同时，他也强调，要严格定义“卡脖子”的技术，避免“卡脖子”概念的泛化，“什么东西都是‘卡脖子’肯定不行，必须是关键技术，而且这个‘卡脖子’不能说只是现在卡着，还要从未来的整个学科的发展来考虑。”
为了避免生命科学领域“卡脖子”概念泛化，据中国科学院上海生命科学信息中心主任于建荣介绍，目前，正在制定一个关键技术“白清单”，并且将在广泛征求各个领域急需解决的耗材、关键试剂等方面有动态的延续，为政府、企业、产业提供决策支持。
对于如何破解生命科学领域“卡脖子”问题，于建荣认为应分几步来具体研究，探讨解决之道：首先是聚焦生命科学领域“卡脖子”的痛点问题，探讨创新模式发展的新路径；第二，设计从彻底摆脱依赖、走出国门、实现引领世界的三部曲战略路径；第三，探讨技术融合发展和学术产业发展新模态建立的机制与政策建议。
“想改变现在所谓‘卡脖子’的困境，不是说针对某一个技术来做。解决一个技术，人家换一种技术，立刻就换了赛道。所以要想引领世界一定要在源头创新上有所发展。”王小宁说，在这方面，加强国际的合作和交流，引领大科学计划是破题的利刃。“我们知道大科学计划，第一个就是产生源头创新，例如基因组计划，彻底改变了整个生命科学的发展。第二，大科学计划产权在源头上是共享的，这就不存在谁卡谁。”他建议，“中国现在有实力、有能力，就要多鼓励承担由中国科学家领衔的大科学计划，加强源头创新和资源共享，从根本上破解‘卡脖子’。”
（原题为《生命科学研究亟待补齐短板》）(本文来自澎湃新闻，更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)
生命科学研究亟待补齐短板
科学信息：“拱手让人”又耗巨资购回
“生命科学‘卡脖子’的核心技术种类极为繁多。综合来看，可以分为四大类，即信息、高端设备、耗材、实验动物。”中国科协生命科学学会联合体秘书长王小宁介绍说，在生命科学领域，这些“卡脖子”的核心技术，虽然不会导致“一个东西卡住，其他都完蛋”的情况，但这四个领域高度依赖国外，“一旦断供就导致整个产业链崩塌或者降维发展。”
其中，科学信息资源是国际战略博弈重点，这一领域过度依赖国外，既造成巨大的经济浪费，又带来了不可控的风险。“中国现在是最大的原始数据提供方，又是最大的数据购买方。”王小宁说。
目前，我国在生命科学领域的从业人员、经费投入增速、专利数量、论文数量、国际水准的期刊增速均居世界第一，这样迅猛的发展带来创新成果“井喷”。然而，国际期刊依旧是这些创新成果流向的第一选择。在国际期刊发布成果需要出版费，可当国内科研人员需要使用这些数据时，则又要向国外机构提供购买费。一出一进之间，产生的出版费和数据采购费额度惊人。“我们调研发现，每年的版面费达数亿元到数十亿元；上海地区高校2019年有四家采购经费超过3000万元，最高达6010万元。”王小宁对此痛心疾首。
更为让人忧心的是，在国外期刊发表论文，还要将自己的关键数据拱手让人，丧失了原本具有的数据优势。“多数科技论文在国外期刊上发表，同时必须提交相关支撑数据。这不仅造成生物信息‘出口转内销’，消耗巨额经费，同时这种科学数据‘外流’严重，使得我们的数据优势被拱手让给发达国家。”王小宁分析说。
出现这种情况的原因在于我国缺乏有影响力的科学信息数据库。这使得我国的生命科学科研工作高度依赖海外数据，全球每年高达1.1PB的国际生物数据下载量中55%都来自我国，国家级的基因数据库、细胞病毒株及涉及的遗传信息也依赖国外。
“这个领域高度依赖国外，一旦断供就会导致科研的停滞，如果信息得不到提供，等于我们就回到了八十年代以前的研究状况。”王小宁说。
除了高度依赖国外，我国在科学信息领域还存在着使用权政策不明，共享管理规范缺失，国内共享管理规范规则缺失，受制于国际标准和规则。行业行为准则和制度落实不到位，存在生物信息滥用和隐私信息泄露风险等问题。与此同时，“我国生物信息商业化开发水平较低，与国际前沿水平相差至少30年。”王小宁表示。
科学仪器设备和耗器耗材：小药瓶也存在“卡脖子”风险
当前，我国生物医药涵盖了化药、中药、生物技术药，医疗器械，具有最为完善的工业体系，新药研发已从仿制发展到原创，并逐步走向世界。我国还具备最为齐全的规模化疫苗研发和生产体系，仅国药集团的灭活新冠疫苗产能已达30亿剂，全球供应已突破1亿剂，覆盖190多个国别。
然而，需要引起重视的是，我国在高端设备和耗材方面高度依赖国外。日前，由中国科协生命科学学会联合体发布的《生命科学领域技术研究成果》蓝皮书显示，我国目前生命科学高端仪器设备的依赖度为100%，年支付量超过上千亿，国产设备缺乏竞争力。例如，可以观察蛋白质分子的冷冻电镜，近年来极大的促进了生命科学的发展，但这样的设备我国完全依赖进口。
“冷冻电镜一个三千多万，我们自己不能生产，掌握在别人手里，说没有可能就没有了。这个设备短期谈不到影响生命安全，但对结构生物学的发展却至关重要。”王小宁说。
除了高端设备，一些关键耗材对国外的依赖度更高达98%，年消耗量高达上千亿元。“举个例子，我们去医院可能会做一些生化化验，其中核心的酶，即便国产的试剂盒，核心的酶可能依旧是进口的，如果这个一断供，到医院连基本的检测都做不了。”王小宁说。
像这样的例子不在少数——西林瓶作为常用药瓶，包括青霉素等抗生素，新冠疫苗等疫苗，都会用这种药瓶盛放。然而，我国目前西林瓶的原材料管100%依赖进口。本次新冠疫情相关检测试剂盒均面临了原材料涨价，甚至断供的局面。“还有制备药物的滤包基本上完全进口，这个东西一断供，生产线工艺就没有了。”王小宁说，“这些都属于有‘卡脖子’的特征。”
根据蓝皮书的数据统计显示，我国生物科研试剂的市场规模以17.1%的年复合增长率增长，至2019年达136亿元，增速高于全球市场，而这个巨大的市场，却被国外企业占领。
实验动物：“基础中的基础”未筑牢
当前正在各国推广注射的新冠疫苗，其研发成功后，只有在动物身上验证安全且有效，才有可能进一步进入临床。动物实验，也是任何一种新药、新疫苗得以进入临床都必须通过的关卡，正因如此，实验动物也被称作生命科学研究的“活试剂”，食品药品检测的“活天平”。
然而，很少有人知道，即便是常用的实验动物——小鼠，也是经过几代遗传培养，分出很多适应不同实验的类别。“每一种实验动物都是科学家努力培养出来的，要把它的生物学特性和疾病的关系、研究的目标都要搞清楚，这是基础研究中的基础。”秦川说。有的小鼠，专为针对抗肿瘤药物而培养，有的小鼠是专门针对疫苗而培养。如果用错了实验动物，可能产生无效实验，也可能产生错误的实验结果。正因如此，保证实验动物的遗传、环境、技术操作和饮食等，至关重要。
可是这个“基础中的基础”并没有筑牢。当前我国自己的实验动物培养不足，一些实验动物生产供应企业也瞄准了这个市场，正在大举进军。如Charles River 2019年在全国实验动物市场的占有率已超过50%。
然而，进口实验动物替代国内实验动物并不可取。“一方面，过度依赖进口会导致国际种质资源全面垄断风险。另一方面，我国的大、小鼠年用量约1200万—1500万只，进口实验动物价格昂贵，为本地动物的10倍、100倍，乃至千倍，是一笔不菲的花销。”王小宁说，“而且很多关键的动物不是你想要就能得到的。”
“早期我们确实可以进口一些实验动物，这样导致一些科学家都认为买来就行了。”然而，从非典到新冠的经验都在提示，“如果缺少了我国自己的实验动物这个研究工具，我们就会成为受损伤最大的群体。”秦川说。
针对这样的局面，我国已经开始行动。截至2020年年底，卫健委、教育部等设立实验动物相关重点实验室5个。北京、天津等省市设立相关重点实验室10个。例如，新发再发传染病动物模型研究北京市重点实验室、中国科学院模式与特色动物实验平台等都是新成立的实验动物相关科研单位。
然而，必须要承认的是，在实验动物领域，我国仍处在刚刚起步阶段，发展中面临着很多问题。
首先是自有实验动物种质资源安全，“自有实验动物物种资源是国家的宝贵财富，尤其是中国特有的动物种质资源，若不善加保藏，将易被‘窃取’。”王小宁说。
另外一方面，实验动物领域涉及动物学、医学、药学、统计学等多个领域，“开设实验动物学的高等院校数量较少，人才培养体系不完善，专业技术人才缺乏。”最后，实验动物平台建设及运营所需的经费投入巨大，投资带来的直接经济效益不够显著，投资回报率低，这也在很大程度上影响了动物实验行业的创新发展。
问题根源：缺乏扎扎实实做应用基础工作的人
出现这些问题，原因何在？王小宁认为，在高端仪器设备方面，国产器材缺乏激励政策，也缺乏国际认证标准，采信度低。在重大信息设施、实验动物基地和关键技术创新基地建设上投入过少，甚或空缺，并且不具有可持续性。另外，资本投入急功近利，鲜有涉足原创药品、器械，跟风严重也产生了推波助澜的影响。
“我们缺乏扎扎实实做应用基础工作的人。”王小宁说，在调研中发现，很多依赖国外的技术，我国自己的人才、技术、理念都没有问题，完全可以自主发展的，但就是没有扎扎实实去做。“设备也好、仪器也好，耗材也好，这些关键技术，让研究生去做他不会做，导师也不会做，为什么？因为做这个事情，对一个大学的排名，对申报院士、报成果不占很大的权重。”
与此同时，王小宁认为，国家在生命科学基础建设上的投入总体来讲还是不够。倒是资本市场这两年有了很大的发展，但由于缺乏调控和引导，“总是跟风，在真正的创新药物上很少涉足。”王小宁说，靶向药领域就是资本扎堆跟风的案例。“2020年上半年我们已经有484项在临床实验，50余款等待上市，全世界没有一个像这样，CAR-T还没有上市，已经357个注册，全球而且集中在骨髓瘤这种小众疾病，美国26项，我们就有24项，这些是否都有必要，是值得我们深入考虑的问题。”王小宁说。
如何破题：引领大科学计划是破题的利刃
在王小宁看来，生命科学的源头研究和产业转化，应该成为十四五时期的重中之重。“一定要把生命科学和医疗卫生事业作为国家下一阶段发展的重中之重，一定要在投入经费和导向上深入研究和调整。”
与此同时，他也强调，要严格定义“卡脖子”的技术，避免“卡脖子”概念的泛化，“什么东西都是‘卡脖子’肯定不行，必须是关键技术，而且这个‘卡脖子’不能说只是现在卡着，还要从未来的整个学科的发展来考虑。”
为了避免生命科学领域“卡脖子”概念泛化，据中国科学院上海生命科学信息中心主任于建荣介绍，目前，正在制定一个关键技术“白清单”，并且将在广泛征求各个领域急需解决的耗材、关键试剂等方面有动态的延续，为政府、企业、产业提供决策支持。
对于如何破解生命科学领域“卡脖子”问题，于建荣认为应分几步来具体研究，探讨解决之道：首先是聚焦生命科学领域“卡脖子”的痛点问题，探讨创新模式发展的新路径；第二，设计从彻底摆脱依赖、走出国门、实现引领世界的三部曲战略路径；第三，探讨技术融合发展和学术产业发展新模态建立的机制与政策建议。
“想改变现在所谓‘卡脖子’的困境，不是说针对某一个技术来做。解决一个技术，人家换一种技术，立刻就换了赛道。所以要想引领世界一定要在源头创新上有所发展。”王小宁说，在这方面，加强国际的合作和交流，引领大科学计划是破题的利刃。“我们知道大科学计划，第一个就是产生源头创新，例如基因组计划，彻底改变了整个生命科学的发展。第二，大科学计划产权在源头上是共享的，这就不存在谁卡谁。”他建议，“中国现在有实力、有能力，就要多鼓励承担由中国科学家领衔的大科学计划，加强源头创新和资源共享，从根本上破解‘卡脖子’。”
（原题为《生命科学研究亟待补齐短板》）(本文来自澎湃新闻，更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)
