麥肯錫：生物革命正在顛覆我們的世界

老王abcd 2020-06-16

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二十年前，我們常言：“21世紀是生命科學的世紀”。

歷史的車輪滾滾向前，人類社會在經歷了農業(yè)革命、工業(yè)革命、數(shù)字革命（信息革命）后，正見證基因工程等生物技術在醫(yī)學健康、食品農業(yè)、工業(yè)制造業(yè)等各個領域帶來的巨變。

然而，生物革命也是一把雙刃劍，我們在享受其帶來的顛覆性變革的同時，也需時刻警醒其潛在的隱患，并恪守倫理學的界限。

麥肯錫：生物革命正在顛覆我們的世界

請閉上雙眼，想象一個世界：我們可以食用不需要通過宰殺動物而生產的肉，通過編輯個人基因以治療不治之癥，并在發(fā)酵工廠中大批量制造工業(yè)化學品……

然而，這并非天方夜譚，使所有這些成為現(xiàn)實的基礎技術可能已經存在?？焖俣畠r的DNA測序加深了我們對生物學原理的理解，而CRISPR等基因編輯工具正被用于改造生物，以治療疾病或使農作物不易受到氣候變化的影響。這就是我們所說的生物革命。

麥肯錫：生物革命正在顛覆我們的世界

生物革命帶來的巨變

麥肯錫全球研究所的最新報告指出，生物革命已為社會做出重要貢獻。生物科學突破性進展聯(lián)合更快、更復雜的計算、數(shù)據(jù)分析和人工智能技術，大大提高了人類對Covid-19大流行的反應能力。

科學家們在幾周而不是幾個月內就對病毒的基因組進行了測序；

生物科學以創(chuàng)新的姿態(tài)幫助人們深入研究病毒的傳播方式，快速引入疫苗的臨床試驗，尋找有效的療法……

該報告估計，生物學相關的創(chuàng)新將通過這些應用，在未來10~20年內減輕全球疾病總負擔的1％~3％，大約相當于消除肺癌、乳腺癌和前列腺癌的負擔總和。如果能夠充分發(fā)揮生物科學潛力，則可以使用當今可以想象的科學技術來解決全球疾病負擔的45％。

原則上，隨著時間的推移，占全球經濟產出60%的產品將能夠通過生物學手段來生產。

例如：尼龍已可以由轉基因酵母代替石油化工產品來制造，“皮革”可以由蘑菇的根制成，而一種水泥已經可以由細菌生產。

這場生物革命可能像進行中的數(shù)字革命一樣，帶來商業(yè)和經濟的變革，在每個領域創(chuàng)造價值，打破原有價值鏈并創(chuàng)造新的商機。企業(yè)敏銳捕捉到了這個領域的潛力——截至2018年，對新一代生物技術的投資已激增至200多億美元。

許多科研成果正在商業(yè)化。基于當下科學轉化的可行性，我們分析了400條處于研發(fā)初期的產品生產線，它們將在未來10~20年內產生2~4萬億美元的直接經濟影響——其中一半以上來自醫(yī)療衛(wèi)生以外的領域，包括農業(yè)和紡織業(yè)。

生物學和計算技術的融合創(chuàng)生了新的能力。計算正在加速生物學的發(fā)現(xiàn)，顯著提高了分析能力。由于測序成本低廉，生物技術公司和研究機構正在使用爆炸性增長的數(shù)據(jù)，并越來越多地在實驗室中使用自動化機器人和傳感器。

例如，生物技術公司Zymergen 發(fā)現(xiàn)生物篩選的通量可提高多達10倍。在研發(fā)過程中，科學家們引進了更高級的分析，更強大的計算技術以及人工智能AI，以產生更有見地的分析結果。

基于生物的新型制造正在削減成本、提高性能并減少對環(huán)境和自然世界的影響。

例如，在化妝品行業(yè)，Amyris現(xiàn)在使用轉基因酵母發(fā)酵糖來制造角鯊烷（許多護膚產品中的保濕油），以取代傳統(tǒng)工藝中提取、加工深海鯊魚肝油的做法，后者不僅昂貴，而且威脅著該物種的生存。

在紡織品領域，美國初創(chuàng)公司Tandem Repeat使用魷魚基因編碼的蛋白質生產可自我修復、可生物降解和可回收的織物。

隨著實驗室培養(yǎng)肉類的流行，生物革命將徹底顛覆食品行業(yè)，并減少森林砍伐和畜牧業(yè)產生的溫室氣體排放。

一項研究發(fā)現(xiàn)，如果生產中使用的所有能源均來自無碳資源，那么與傳統(tǒng)肉相比，人造肉可以減少至少80％的溫室氣體排放。

不過，非傳統(tǒng)養(yǎng)殖的肉類和海鮮生產涉及體外培養(yǎng)動物細胞的實驗室過程。在尋找一種經濟有效的細胞生長方式時，生產者仍然面臨著重大的技術挑戰(zhàn)。

Finless Foods，Mosa Meat，Memphis Meats和Meatable等公司正在嘗試不同的方法，包括使用合成分子和多能干細胞來替代昂貴的促細胞生長因子。不到十年的時間，與傳統(tǒng)的動物養(yǎng)殖產業(yè)相比，人工培養(yǎng)的肉類和海鮮就可能具有成本競爭力。

在農業(yè)中，對微生物群落（microbiome）的深入了解為提高生產效率和產量提供了機會。通過對土壤中的細菌和真菌的分析，Trace Genomics可以提供幫助選擇定制種子和營養(yǎng)素的建議，并能夠對土壤疾病進行早期預測。在消費市場中，正在進行對腸道微生物群落和皮膚之間關系的研究，以使皮膚護理個性化。

例如，總部位于新加坡的基因組學公司Imagene Lab根據(jù)客戶皮膚DNA測試的結果，評估膠原蛋白過早降解等特征，以提供量身定制的精華素。

雙刃劍

這樣的例子使人們對生物創(chuàng)新的適用范圍有了一定的了解，也提出一個重要的警告：風險。

生物學可通過針對我們的基因組和微生物群落開發(fā)創(chuàng)新療法來保護生命，但若被用來制造生物武器或基因工程病毒，而對人類健康或生態(tài)系統(tǒng)造成持久損害，那么生物學也可能是生命的最大威脅。

CRISPR基因編輯工具正在徹底改變醫(yī)學，并被廣泛應用于農業(yè)。但CRISPR套件在互聯(lián)網上可以以100美元的價格購買，所謂的生物黑客正在家里使用它們，這帶來巨大的隱患。

像數(shù)字革命一樣，生物革命也伴隨著其他風險。如果人們對收集其購物習慣的數(shù)據(jù)的做法存有疑慮，那么他們會對從自己身體收集基因數(shù)據(jù)以進行醫(yī)療或追溯祖先的做法更加緊張——因為沒有比基因數(shù)據(jù)更私密的了。

另一個風險是生物本身具有自我維持和自我復制的能力?；蚋脑斓奈⑸?、植物和動物可能長期繁殖和維持自身，進而會影響整個生態(tài)系統(tǒng)。

潘朵拉盒子一旦打開——而蓋子已被弄碎——我們可能對接下來發(fā)生的事毫無掌控能力。

展望

除非對這些風險進行管理，否則生物革命的全部潛力可能無法實現(xiàn)。大約70％的潛在影響可能取決于社會態(tài)度以及在現(xiàn)有監(jiān)管制度下對創(chuàng)新的管理方式。但是，如可以控制和減輕風險，生物革命將重塑我們的世界。

科學家們正與具有遠見卓識的公司一起，利用自然的力量來解決醫(yī)藥、農業(yè)等領域的緊迫問題，并幫助應對從流行病到氣候變化的全球挑戰(zhàn)。

本文作者馬蒂亞斯·埃弗斯（Matthias Evers）是麥肯錫的高級合伙人，醫(yī)藥公司的全球研發(fā)領導者；邁克爾·崔（Michael Chui）是麥肯錫全球研究所、麥肯錫商業(yè)和經濟研究部門的合伙人。