世界生物产业发展动态

2015-04-30 10:08:11 江苏省企业技术改造协会 13

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一、世界生物产业总体发展态势 

(一)生物产业市场总体规模持续扩张 

(二)生物技术与行业监管模式不断创新 

(三)生物产业资本市场出现强势增长 

(四)并购、外包与全球化推动生物产业保持活力 

(五)主要国家和地区推动生物技术的措施力度加大 

二、生物产业重点领域发展动态 

(一)生物医药 

(二)生物农业 

(三)生物制造 

三、生物产业热点技术发展趋势 

(一)新型基因测序技术 

(二)分子育种技术 

(三)3D生物打印技术 

四、主要国家和地区生物产业发展动态 

(一)美国探索未来产业增长的新驱动力 

(二)欧洲地区生物产业处于重要转折期 

(三)印度发布新的国家生物技术发展5年战略 



世界生物产业发展动态

2014)

 

 

生物产业是以生命科学理论和生物技术为基础,结合信息学、系统科学、工程控制等理论和技术手段,通过对生物体及其细胞、亚细胞和分子的组分、结构、功能与作用机理开展研究并制造产品或改造动物、植物、微生物等并使其具有所期望的品质特性,为社会提供商品和服务的行业的统称,包括生物医药、生物医学、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保、生物服务等子产业,是我国确定的一项战略性新兴产业。本章将重点研究与生产制造相关的生物医药、生物农业和生物制造等领域的发展动态。

一、世界生物产业总体发展态势

(一)生物产业市场总体规模持续扩张

近年来,全球生物技术市场一直以强劲速度增长,在更环保、更高效的技术需求带动下,增长趋势有望继续保持。据MarketLine咨询公司的2013年年度行业报告显示,2012年全球生物技术市场规模达到3040亿美元,较2011年增长了9.0%,2008-2012年的复合年均增长率(CAGR)达到9.60%(图1)。在欧美等成熟市场之外,生物技术公司日益瞄准中国、印度和巴西等新兴市场。从地区格局来看,2012年美洲生物技术市场舰模达到1381亿美元,份额仍最大,占到全球的45.4%,欧洲与亚太地区的市场规模分别为794亿美元和792亿美元,占到26.1%和26.0%,非洲与中东地区的市场规模为73亿美元,占到2.4%。欧洲和亚太地区在2008-2012年的生物技术市场复合年均增长率达到11.5%和7.2%。据报告预测,到2017年,全球生物技术市场规模将达到4682亿美元,其中亚太市场规模将达到1243亿美元。

更为成熟的制药市场近年保持适度增长,在人口老龄化等因素的促进下,未来五年中制药市场发展的增速有望加大。据MarketLine咨询公司的2014年年度行业报告显示,2013年全球制药市场规模达到8081亿美元,较2012年增长了5.0%,2009-2013年的复合年均增长率为4.0%(图2)。2013年,美洲、亚太、欧洲和非洲与中东地区的制药市场规模分别达到了3536亿美元、2318亿美元、2114亿美元和113亿美元,占比为43.8%,28.7%,26.2%和1.4%。据报告预测,到2018年,全球制药市场规模将达到10245亿美元,其中亚太市场规模为3 145亿美元。

欧美等发达国家的生物技术企业经历了30多年的发展,已趋于稳定,并寻找到适合的盈利之道。安永会计师事务所( Ernst&Young) 2013年生物技术产业年报显示,2012年全球(统计范围包括美国、加拿大、欧洲和澳大利亚)共有上市生物技术公司610家,员工16.5万人;总收入898亿美元,同比增长8%;研发投入253亿美元,同比增长5%;净盈利52忆美元,市值达到4773亿美元,增长了37%和27%。

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1  2008-2012年全球生物技术市场规模

资料来源:MarketLine

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2  2009-2013年全球制药产业市场规模

资料来源:MarketLine

(二)生物技术与行业监管模式不断创新

近两年,在巨额的研发投入和科研人员的努力下,新兴医疗手段的效用变得更加清晰,基因疗法、干细胞和RNA干扰等前沿技术取得了新进展。罕见疾病(孤儿药)和肿瘤成为公众关注的焦点,同时针对糖尿病、心脏疾病和老年痴呆症等慢性疾病药物有望获得突破。制药者和合同研究组织则开始逐渐转向自适应性临床试验设计。2013年美国食品与药品监督管理局( FDA)首次批准用于诊断的第二代测序平台,标志着这项新技术进入了临床时代,在不远的未来,人类全基因组测序的价格有望降低到1000美元以下。此外,数字医疗技术受到患者、供应商和医疗保险商的普遍欢迎,但个人隐私等问题仍有待解决。

政府的监管模式及其内容也在不断创新中。2012年,作为安全与创新法案(FDASIA)的一部分,美国食品与药品监督管理局(FDA)发布了突破性疗法审评方案,以帮助那些在初步实验中已经证明与现有药物相比,对于重大或危及生命的疾病有更好疗效的产品,更快地走向市场。2013年美国食品与药品监督管理局(FDA)批准了27项新型药物,其中即包括3例首创突破性治疗药物,分别是罗氏公司(Roche)的抗白血病药物Obinutuzumab、Pharmacyclics公司和强生公司的治疗套细胞淋巴瘤药物Ibruinib(依鲁替尼),以及吉利德(Gilead Sciences)公司的慢性丙肝药物Sofosbuvir(索非布韦)。

2013年,关于临床试验和结果的透明度问题得到广泛关注。欧洲药品管理局(EMEA)预计,临床试验数据透明政策将有助于提高药物研发的效率、改善成本效益、改善比较效果分析,并且减少试验赞助方的重复工作。为此,欧洲药品管理局(EMEA) 2013年度就数据共享问题发表了一系列的政策文件。美国食品及药物管理局(FDA)也在考虑为非FDA专家和其他利益相关方提供数据获得的方法,新的共享方式既能保护参与临床试验患者的隐私权,也能适当地保护临床发起方的商业投资项目。

目前,不少大型制药公司已经投入到临床数据共享活动中,譬如,葛兰素史克公司(GSK)在2013年5月推出了数据共享门户,通过门户网站,研究人员可以索要450多份研究中的匿名病人数据。在其“把关控制”人口模型中,葛兰素史克( GSK)委任的独立顾问将审查所提交的研究建议书,少量发布他们认为合适的数据。自2014年起,该门户网站还将覆盖罗氏公司的数据,以及其他潜在公司的数据。此外,辉瑞(Pfizer)和诺和诺德(Novo Nordisk)也已宣布计划拓宽患者数据的获得途径。

生物仿制药在全球范围内逐渐普及。2013年,欧盟委员会批准了首例单克隆抗体(mAb)生物仿制药。美国虽然尚未批准生物仿制药,但美国患者保护与可负担医疗服务法(PPACA)为生物仿制药获得上市许可创建了一条途径,美国食品及药物管理局(FDA)就此发布了4项指导文件。未来,生物仿制药将成为行业监管中的重要领域。

(三)生物产业资本市场出现强势增长

2013年,生物技术公司股票取得了强势增长,超过了主要指数的表现。截至2013年11月底,Burrill生物技术精选指数上涨61.7%。同期,道琼斯工业平均指数、标准普尔指数(S&P 500)、纳斯达克综合指数的上涨幅度分别为22.8%,26.6%,34.5%。2013年,在全球范围内(主要统计的是欧美国家)54家生物科技公司成功实现了首次公开募股(IPO),筹集了37亿美元的资金,首次公开募股(IPO)数量是2012年的2倍多,而筹集的资金也超过了全球经济危机之前2007年的水平。其中募集资金最多的公司包括:Intrexon(生物合成公司)、Epizyme(已有两项试验药物的表观遗传学公司)、Portola制药公司(临床试验药物中包含突破性的抗凝剂解毒药)、Agios制药公司(有一项靶向肿瘤代谢的I期临床试验药物),以及Bluebird生物公司(最新的基因治疗公司)。投资者开始担心新的生物技术资本泡沫已经开始酝酿。

与此同时,2013年生物技术市场风险投资基金趋势平稳。全球371家公司从风险投资家中筹集了56亿美元,连续第十年突破50亿美元大关。榜单前四位的公司包括:Intrexon、Symphogen(专注研发抗体混合物)、Juno Therapeutics(改造用于肿瘤免疫疗法的T细胞)以及Modema(专注研发mRNA疗法),这4家公司在风险资本中融资都超过1亿美元。但初期融资仍继续困扰着许多新兴公司,它们转而求助于一些非传统来源,如天使投资者、慈善组织、疾病治疗倡导组织和企业风投。与此同时,大型制药公司和大型生物技术公司则通过创新中心,成者与风险投资者、孵化中心和研究机构开展合作,培育公司上市,在初期集资阶段增加它们的风险投资项目。新兴融资方式——众投( Crowdfunding)有望成为创业种子资金的来源途径之一。

(四)并购、外包与全球化推动生物产业保持活力

2013年,全球生物企业并购活动继续保持活跃,前11个月的企业并购项目总值达到1157亿美元,较2012年同期增长15.8%。大型制药公司对于生物技术公司的收购更趋于精简和谨慎。2013年度最大的收购交易分别是:赛默飞世尔(Thermo Fisher Scientific)公司以136亿美元收购美国生命技术公司( Life Technologies),以及安进公司(Amgen)以104亿美元收购Onyx Pharmaceutical公司。为了改善衰退的运营系统,阿斯利康( Astra Zeneca)成为2013年最为活跃的买家之一。可以预测,未来大型生物技术公司将扮演制药公司之前担任的角色,成为小型公司的活跃买家。另外,2013年,受税收优惠政策驱动的项目继续推动着企业并购。中国的制药公司重组和针对新兴市场的交易也推进着生物行业内的并购进程。

合作联盟形式的研发外包趋势仍在延续。2013年,制药公司与生物技术公司,以及学术机构的早期合作项目有所增加。在全年总价值约为354亿美元的合作交易中,早期开发或临床前合作项目达到142亿美元,其中附带期权主张。由于大型制药公司和生物技术公司在持续寻找可以利用的平台技术,为进一步的药品研发寻找创新性分子靶点,未来上述发展趋势仍将持续。受到针对跨国药企的反腐败调查、印度专利问题,以及越来越多的药物价格调控等因素影响,大型跨国企业进入新兴市场的全球化步伐进程有所放缓。尽管如此,由于新兴国家中产阶级的数量增加,对医疗保健的需求提升,这些市场对于制药企业来说仍是提升销售额的重要机遇。未来,制药企业将改变在新兴市场中的商业策略,预计交易活动将更为频繁。

(五)主要国家和地区推动生物技术的措施力度加大

为实现“生物技术愿景2020”,印度生物技术部继2007年启动第一期的国家生物技术发展战略后,于2014年3月公布了第二期的国家生物技术发展战略,即《国家生物技术发展战略2014》。新战略旨在将印度建成世界级的生物制造中心,与之前版本相比,充分借鉴和吸取了当前国际生物技术发展的重要共识,提出了10条指导原则。2014年3月,欧洲生物产业联合会( EuropaBio)发布致新一届欧洲委员会和欧洲议会的声明——《2014- 2019年欧洲生物产业发展宣言——欧洲从生物技术中获益的时机已到》,欧洲生物产业联合会( EuropaBio)概述了欧洲工业生物技术、生物医疗和生物农业的发展情况,并提出欧洲生物技术已经处于重要发展转折期,呼吁打造一个成功、运转良好、智慧的欧洲生物技术产业,进而列出生物技术产业界领先企业有关创新激励政策的“愿望清单”。

除了整体的产业规划外,脑科学和后基因组研究成为各国竞相支持的重中之重。2013年1月,欧盟委员会宣布斥资10亿欧元资助人脑研究工程,意在通过超大型计算机模拟人脑的细胞、化学性质和连接性,以求更好地了解大脑的功能和发育;2013年4月,美国总统奥巴马宣布正式启动“脑计划”,这是美国继人类基因组计划之后发起的又一项针对人类自身难题的重大研究计划,旨在通过创新的神经技术加强对人脑的认识,其最终目标是希望找到攻克大脑疾病的新方法,包括阿尔茨海默症、癫痫、帕金森症等;2014年2月,韩国政府正式宣布启动一项耗资5.4亿美元的后基因组计划,以推动新型基因组技术的发展和商业化。该计划包括绘制标准人类基因组图谱、发展本国酌人类基因组分析技术,以及依托基因组的疾病诊断和治疗技术等五大目标。

二、生物产业重点领域发展动态

(一)生物医药

下文所指的生物医药包括生物药和小份子化学药。据艾美仕(IMS)健康信息研究院2013年11月公布报告显示,随着全球中产阶层的迅速扩大,发达国家经济预期走强,带动药物需求增大,2012年全球药物支出增长2.6%,达9650亿美元,预计未来5年内复合年均增长率达3%-6%。2014年药物总支出将跨过1万亿美元门槛,2017年将达到1.2万亿美元。随着占主导地位的创新专科药物,特别是癌症治疗药物的上市,发达国家和新兴医药市场国家的购买方对此类药品成本上升的担忧有所增强。专科药物支出预计将从2012年的1710亿美元增长至2017年的2300亿-2400亿美元,同比增长38%。

据《基因工程与生物技术新闻》杂志统计,2013年全球最畅销的25个药物销售额全部超过30亿美元。该榜单中,位列前三的疾病类别分别为:癌症(6种药物)、关节炎(4种药物)、糖尿病(3种药物),而哮喘/慢性阻塞性肺疾病、心脏疾病、艾滋病、神经系统疾病领域各有2个药物上榜。

1.新药研发趋势

美国食品药品管理局( FDA)药物评价和研究中心(CDER) 2013年批准新药27个,其中25种为小分子化学药,只有两种为生物药。2013年新药批准数量相比2012年(批准了39种新药,创下15年新高)下挫了31%,但与近十年的平均水平保持一致(表1)。2013年批准的新药中孤儿药和抗癌药占比最大,分别有9种和8种。

根据路透社发布的研究报告,制药公司研发的平均内部回报率从2012年的7.2%下降至2013年的4.8%,而2010年这一数值为10.5%。该报告还发现,在相同的4年时间里,开发新药的平均成本上升18%,达到13亿美元,而新药的平均预测销售额则下降了43%,从2010年的8.16亿美元降低到2013年的4.66亿美元。但也有乐观分析认为,药物研发的产出会随着科学的进步而增加。

1  2013年美国FDA批准的新药

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资料来源:FDA网站《自然评论一药物发现》

2014年2月,美国国立卫生研究院( NIH)、10家生物制药公司和一些患者利益支持组织等联合宣布了一项新的重大研究项目——加速建立医学合作( The Accelerating Medicines Partnership,AMP)计划,旨在推动用于新的诊断和药物开发的疾病靶标模型发展。AMP计划目的是识别最有可能判定新疗法有效性的疾病生物靶标,即生物标志物。通过NIH基金会(FNIH),AMP计划在未来五年内对首批项目投入超过2.3亿美元,专注于阿尔茨海默症、2型糖尿病、自身免疫性疾病类中的风湿性关节炎和系统性红斑狼疮等疾病的研究。同时,在这些疾病领域开展3-5年试点项目,将为AMP计划拓宽到其他疾病奠定基础。AMP计划的关键和开创性的特点之一是:若合作方同意,项目开展过程中生成的数据和分析将广泛地向生物医学研究共同体公开。

2.仿制药

据MarketLine《全球仿制药报告》显示,2012年全球仿制药市场规模达到1980亿美元,较上年增长8.7%,2008- 2012年的复合年均增长率达到8.8%(图3)。2012年美洲、亚太和欧洲地区的仿制药市场分别为871亿美元、649亿美元和412亿美元,其中亚太市场的增长速度最为迅猛。在未来四年内,有10个生物技术药将失去专利保护,销售额总计为600亿美元。其中销售额最高的修美乐( Humira),将在2016年失去专利保护。

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3  2008-2012全球仿制药市场规模

资料来源:MarketLine

2013年是生物仿制药标志性的一年,欧盟委员会批准了首例单克隆抗体(mAb)生物仿制药——Celltrion公司和Hospira公司对mAb英夫利昔(infliximab)的生物仿制药。欧盟委员会基于606例III期患者的临床试验,并与使用上市药品的风湿性关节炎患者进行比较,批准了该生物仿制药,允许Celltrion和Hospira在市场上针对相似的适应证,销售他们的单克隆抗体。这两家公司有望于20年在主要欧洲市场发行他们的生物仿制药。

而美国尚未批准单抗生物仿制药。2013年5月,FDA颁布了一个指导草案,详细描述了生物仿制药开发商应当如何申请、准备、安排、运行等,但是许多科学和质量问题将决定生物仿制药的分类,有关企业仍在等待政府就上述问题提供明确分类。在美国,生物仿制药竞争者关心的另一个关键问题就是替代性——药剂师是否能够自由地使用生物仿制药替换一个已上市的药物。由于美国食品与药品管理局( FDA)没有做出明确分类,2013年立法机构开始根据每个州的实际情况来处理这类问题,18个州的立法机构建议限制替代药品,目前只有5个州同意对这提议进行立法。

3.新型疫苗

近两年,在生物技术产业迅猛发展的大环境下,疫苗市场呈现快速增长的态势,实现了从预防性疫苗向治疗性疫苗的长足进步。目前全球疫苗市场群雄逐鹿,世界卫生组织( WHO)认定的疫苗生产商有近20家。主要疫苗品种集中在英国葛兰素史克( GSK)、美国默沙东(Merck)和辉瑞(Pfizer)、法国赛诺菲(Sanofi)、瑞士诺华(Novartis)五大疫苗产业巨头手中。上述五大疫苗公司2013年年报数据显示,疫苗销售额为226亿美元,比上一年增长1.45%,由此推测全球疫苗市场已达到350亿美元的市场规模,预计2016年将超过520亿美元。

据《基因工程与生物技术新闻》杂志统计,在2012年全球最畅销的15个疫苗中,辉瑞公司的肺炎球菌疫苗Prevnar/prevenar 13的销售额达37.18亿美元遥遥领先。默沙东与赛诺菲联合成立的子公司Sanofi Pasteur MSD和葛兰素史克(GSK)分别有9个和4个品种进榜(表2)。

2  2012年全球疫苗销售15

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资料来源:《基因工程与生物技术新闻》杂志,GEN

治疗性疫苗(therapeutic vaccines)是指在已感染病原微生物或已患有某些疾病的机体中,通过诱导特异性的免疫应答,达到治疗或防止疾病恶化的天然、人工合成或用基因重组技术表达的产品或制品。这类疫苗被设计成利用人体免疫应答来治疗各种疾病,如肿瘤、乙肝和艾滋病等。

肿瘤治疗性疫苗,即利用人体的免疫系统,激发抗肿瘤的特异性免疫应答来抗击肿瘤/癌症。它被认为是继手术切除、化疗、放疗之外的第四种抗肿瘤治疗方式,虽然这种方式还处于起步阶段,但是已经显现出较好的治疗前景,2013年获得重要进展,被《科学》(Science)杂志评为“十大科学突破”之首;治疗性乙肝疫苗,则是通过打破乙肝患者和携带者的免疫耐受状态,让疫苗帮助人体“自主”地杀灭乙肝病毒,主要分为基因工程蛋白疫苗、DNA疫苗、DC疫苗等,我国在该领域研究较为领先,据报道已有3个科研机构4种治疗性乙型肝炎疫苗进入了临床试验;治疗性艾滋病疫苗,则可以抑制感染患者体内的HIV病毒生长,鉴于艾滋病目前尚无一种有效的治疗措施,治疗性疫苗为艾滋病研究提供了崭新的思路,美国、欧洲、中国等科学家也已取得了一些阶段性进展。

写传统的化疗、放射疗法相比,肿瘤疫苗治疗最主要的优点是毒性非常小,成功的关键是要诱导产生足够的免疫应答。美国食品与药品管理局( FDA) 2010年批准的首个治疗性疫苗- Provenge,2013年全球收入约为16亿美元。Provenge( sipuleucel-T)在临床试验中显示,对于某种特定类型的转移性前列腺癌男性患者,可延长大约4个月的生命。Provenge的成功,推开了治疗性疫苗批准之门,也大大鼓舞了制药行业对此类疫苗的研发热情。目前从事治疗性肿瘤疫苗领域研发的国家主要有美国、日本、英国、德国等,主要的机构包括美国国立卫生研究院(主要是其下属的国家癌症研究所)、美国西北生物治疗公司、Aduro生物技术公司、日本肿瘤疗法科学公司、杜克大学、约翰·霍普金斯大学和韩国JW CreaGene公司等。全球现在处于研发阶段的治疗性肿瘤疫苗有500多科,已有10科疫苗上市。从10科已上市的治疗性肿瘤疫苗来看,比较成功的疫苗是抗前列腺癌、黑素瘤、肺癌、膀胱癌和肾细胞癌。这些已上市的产品中,有5科是美国公司研发的,日本、古巴、韩国、巴西和加拿大的公司各有1科。

4.体外诊断

体外诊断(IVD)涉及检验医学的生化诊断、免疫诊断、分子诊断等内容。免疫诊断和生化诊断是体外诊断两个最大的细分领域,但两者技术壁垒较低,市场竞争激烈。而采用分子生物学方法检测患者遗传物质做出诊断的分子诊断技术,因为技术壁垒较高,其竞争格局相对稳定,市场发展前景被普遍看好。

不断增加的公众健康意识,极具成本效益的诊断解决方案,准确且更快速的检测结果是驱动全球体外诊断市场增长的主要因素。此外,对能够及早和准确诊断各种疾病的先进设备的需求,也日益刺激全球市场的增长。联合市场调研( Allied Market Research,AMR) 2014年6月发布的报告指出,在未来7年内,全球体外诊断市场(IVD)将以5.34%的复合年均增长率增长,并在2020年达到747亿美元,而该市场在2013年的规模为533亿美元。据报告显示,目前北美占据了全球大部分的市场份额,而在预测期间内,仍将以4.02%的复合年均增长率增长,并在2020年达到301亿美元。而亚洲则具有最快的增长率,复合年均增长率预计为7.49%。

按应用划分,全球体外诊断市场可细分为感染性疾病、糖尿病、癌症、心脏病、自身免疫性疾病、肾脏病、药物检测、艾滋病( HIVIAIDS)诊断。其中,目前排名位列第一、第二位的感染性疾病和艾滋病( HIV/AIDS)检测将继续保持其地位至2020年。而在最终用途方面,鉴于即时诊断(point of caretesting,POCT)设备的日益普及,家用诊断市场预计将成为最快的增长领域。在企业方面,全球体外诊断市场形成两大梯队。第一梯队由罗氏、西门子、雅培、丹纳赫(收购贝克曼)4家组成,第二梯队包括赛默飞、BD、美艾利尔、希森美康等企业。第二梯队是在细分领域具备优势的企业。

(二)生物农业

2013年10月,联合国粮农组织( FAO)发布的一份名为《生物技术促进小农生产:发展中国家作物、牲畜和鱼类的案例研究》报告表示,现代生物技术可以帮助小农改善生活水平和粮食安全。报告呼吁国家和国际加大面向发展中国家小农的生物技术支持力度。该报告总结了14个发展中国家的19个案例,其中包括中国的水产养殖。联合国粮农组织( FAO)表示,通过适当的体制和财政安排,政府、研究机构和组织可以帮助把生物技术传授给农民,提高他们应对气候变化、动植物病虫害和自然资源过度利用等挑战的能力。同时,通过提高产量和促进市场准入,生物技术可以改善与作物、家畜和鱼类相关的生计。报告还指出,国际和国家伙伴关系是确保取得成效的关键,而遗传资源、技术和知识在国家和全球范围的共享也同样重要。

1.全球生物技术作物持续增产

据国际农业生物技术应用服务组织( ISAAA) 2014年年度报告显示,2013年全球生物技术作物种植面积继续增长,生物技术作物的种植面积已从1996年首次商业化的170万公顷增长到2013年的1.752亿公顷。报告显示,目前全球27国家有1800多万农民在种植生物技术作物,其中发展中国家的小户自耕农将格外受益于植物生物技术。

近年,转基因农作物种植的品种也在增加。2013年全球有两个新产品开始种植,包括美国2000个农户开始种植5万公顷的转基因耐干旱玉米,以及巴西大面积推广种植250万公顷的复合性状HT/IR大豆。2014年,印度尼西亚将有望开始种植转基因甘蔗,而巴西将在2015年种植抗病毒大豆,菲律宾于2016年开始种植黄金大米,这3个品种被认为是具有更持久更有效的抗虫和抗除草剂的复合性状产品。

2.美欧等国对转基因农作物依然持不同态度

2014年,美国农业部生物安全管理服务( BRS)开始采用新审批过程,加速转基因产品的审核。而之前,转基因农作物技术在巴西和加拿大的审批过程比美国要快得多。2014年,美国农业部( USDA)计划批准3项具有争议的新型转基因(GM)作物,从而帮助农民处理日益严重的杂草问题。

与此同时,欧盟对转基因作物的态度依然保守。2014年欧盟成员国通过一项计划,允许个别国家可以拒绝种植受欧盟制裁的转基因( GM)作物。即使在欧盟内部,各成员国对转基因作物的意见也存在很大分歧。

(三)生物制造

1.各国纷纷出台政策推动生物制造行业

世界主要国家与地区都将生物制造作为生物经济战略中的规划重点。欧盟于2012年2月发布《创新可持续发展:欧洲生物经济》战略,提出增加研发投入和开发生物基产品市场等内容;2012年9月,欧洲工业生物技术研究与创新平台中心启动BIO-TIC项目,目标是为欧洲不断增长的工业生物技术产业进行技术创新和奠定坚实基础。2014年,中心公布了旨在研究解决阻碍欧洲工业生物技术发展创新问题,涉及市场潜力、研究与发展的优先领域、工业生物技术创新的非技术障碍的三大路线图草案。这些路线图全面揭示了欧洲工业生物技术面临的挑战,提出了多种旨在使欧洲在2030年成为工业生物技术领域世界领先地区的解决方案。

2013年11月加拿大推出“工业生物材料计划”,旨在为下一代汽车和家居生产出重量更轻,成本效益更高,以生物质为来源的新材料。“工业生物材料计划”将在未来5年投入5500万加元,其中3000万加元由国家研究理事会( NRC)投资,另外2500万加元通过工业界、学术机构和其他政府部门的合作研究项目筹集。

中国科技部在2011年11月发布《“十二五”现代生物制造科技发展专项规划》,提出到“十二五”末期初步建成现代生物制造创新体系的总体目标。2013年2月,国务院印发了《生物产业发展规划》,提出了提高产品经济性、推动生物制造产业规模化发展的主要任务。

2.新兴市场成为全球生物聚合物主要投资地

德国Nova研究所2013年发布的研究报告显示,从2013年到2020年,生物基聚合物领域的大部分资本投资都将流入亚洲和南美,因为这些地方较容易获取原料,而且政策规定相对更加有利。该研究称,全球生物聚合物产量将从2011年的350万吨增至2020年的1200万吨,预计将快于塑料的总体增长。其中,增速最快的是生物基的PET、聚乙烯和聚丙烯,以及新型聚合物PLA和PHA。

Nova研究所认为亚洲、欧洲、北美和南美地区的生物基聚合物产量都将有所增长,但欧洲和 北美在全球产量中所占份额将有所减少。欧洲的全球份额预计将从20%降至14%,而北美的份额将少一些,预计将从15%降至13%。南美所占份额将从13%攀升至18%,从原来的第4位上升至第2位。而亚洲仍成为生物基聚合物是最大的生产地,全球份额将从52%增至55%。其中,发展最快的包括泰国、印度、中国台湾和大陆及日本,亚洲还将进一步发展可利用现有设备来生产的新型生物聚合物。

三、生物产业热点技术发展趋势

(一)新型基因测序技术

基因测序属于体外诊断行业,是指分析DNA的碱基序列分子,用于预测患某种病的风险,从而提前采取措施,被广泛应用于个性化医疗、肿瘤和遗传病、微生物、农业、器官移植、法医鉴定等领域,是目前评估已知遗传疾病最好的技术,也是全球体外诊断技术的重要发展方向。随着基因测序技术的发展和成熟,测序成本快速降低,预计基因测序将有越来越多的临床应用,随之带来相关产业的高速增长。

至今,基因测序技术已经历了三代,分别是桑格法、高通量新一代测序法和单分子测序法,其中第二代高通量基因测序日趋成熟。目前第二代测序中主要有3种主流测序技术,分别为2005年罗氏公司推出的应用焦磷酸测序原理的454测序技术及在454基础上的GS FLX、GS Junio。测序平台,2006年美国Illumina公司推出的基于合成测序原理的新一代Solexa Genome Analyzer测序平台,以及2007年ABI公司推出其自主研发的使用连接技术的SOLiD测序平台。这3个技术平台各有优点。

2012年1月,在摩根大通保健大会上,测序业两大巨头Illumina和Life Technologies几乎同时推出新一代测序仪,实现“一天测试一个基因组”,让测序竞赛立即升级。随着测序通量不断提升,测序成本不断降低,全基因组测序进入了新的时代。继2010年和2011年推出HiSeq 2000和MiSeq平台以后,2012年初Illunima公司又推出了新的HiSeq 2500测序平台;Life Technologies公司2012年初推出了基于半导体技术的Ion Proton测序仪,利用Ion Proton系统和Ion PI芯片,可在2-4小时内对外显子组和转录组进行测序。

在第二代测序技术不断发展的同时,第三代测序技术开始出现。第三代基因测序技术是基于纳米孔的单分子读取技术。纳米孔技术不需要荧光标记物并且很可能不需要进行扩增,能直接并快速“读”出DNA,同时足够廉价,使进行大量重复实验成为可能。第三代测序技术的大规模发展将为科研人员带来更加快速、成本更低的DNA测序。全球首代测序平台-PacBio RS单分子实时测序系统自2012年4月底由Pacific Biosclences公司推出,受到很多研究者的关注。随着超长测序试剂(XL系列)的发布,PacBio RS的平均读长将达到5000碱基对,其中5%的读长将超过13000bp,最长超过20000bp。此系统的读长技术是对现有基因组测序技术的巨大突破。

(二)分子育种技术

分子育种(molecular breeding),又称为分子标记辅助育种(marker-assisted selection),是根据分子标记检测所提供的信息,对育种过程中所产生的中间产品进行有目的的选择。目前分子育种正在以前所未有的规模和速度发展,日益成为植物育种的主流方向。从近年来发表的文献可以看出,在全基因组水平上开发与应用分子标记是国际上现代育种技术领域极具特色的一个发展方向,也是将来作物分子育种发展的主要趋势。

分子育种技术的创新点很多,譬如,巢式关联作图( NAM)。这是一种结合遗传连锁作图和高代染色体区段渗入检测的筛选可用分子标记的方法,最早在玉米中采用,主要应用于数量性状的鉴定,涉及连锁分析和关联作图两部分内容。此外,一种祓称为序列相关扩放多态性SRAP的标记筛选法,在针对基因或调控序列多态性的应用方面有很大的改进。

农作物全基因组关联作图(GWISE)在过去几年取得了许多新的进展。全基因组关联作图的研究已从具有很好研究基础的少数农作物,扩大到基因组组成较为复杂的农作物,特别是棉花和麦类作物。

譬如,法国的一个研究小组利用棉花的种间杂交构建了88个陆地棉Gossypium hirsutumL-和海岛棉G.barbadense杂种自交系,随后在棉花纤维的伸长时期分离基因表达产物mRNA,再利用AFLP技术检测与筛选与纤维发育有关的多态性分子标记,这一技术在全基因组表达水平研究棉花纤维的遗传调控提供了很好的工作平台;印度国家植物研究所的棉花研究人员在草棉Gossypium herbaceumL.中开发了一组基于短重复序列和转录物组相关的SSR分子标记,利用这些开发的分子标记对15个不同基因型的草棉进行了遗传多样性比较分析,证实具有应用价值;英国伯明翰大学的一个研究小组收集了615个基因型不同的大麦品系,针对32个形态特征和10个农艺性状,采用SNP分子标记进行全基因组关联分析等。

主要国家政府也通过实施相关计划,推动铃子育种领域的发展。例如,美国国家科学基金会( NSF)实施的植物基因组研究计划(PG-RP)。2013年度,该计划(PCRP)重点支持4项行动:一是支持基因组学基础上的植物研究,以解决植物科学全基因组规模的根本问题;二是开发植物基因组研究工具和资源,包括用于发现的新技术和分析工具;三是给予从事植物基因组研究的科研人员( MCA-PGR)经费,支持他们参加植物基因组领域及相关领域的研究与职业培训;四是寻找构建有重要经济值的植物基因组( GPF-PG)的低成本创新方法。

(三)3D生物打印技术

3D生物打印技术可以利用金属、树脂、石膏、陶瓷、高分子、生物大分子等多种材料,创造性地生产出各种人造器官和组织,满足临床患者个体要求。

3D打印人造器官具有两大优势,一方面患者无须担心不同机体器官之间的排异反应,另一方面相较于人体器官,3D打印成本非常低,例如打印一个人体心脏瓣膜,只需要价值10美元的高分子材料即可。目前,科学家已用胚胎干细胞打印出了骨骼和皮肤。3D技术可用来制作患者骨骼1:1的精确模型,使医生在手术前就能直观地看到和触摸到患者骨骼,从而进行精确的手术规划。随着医疗技术个性化发展,此项技术已广泛用来制作精确的患者骨骼模型,度身定做个体化的骨缺损修复体。

2009年,澳大利亚Invetech公司与美国Organovo舍作开展研制3D生物打印机,集成了2个打印头,分别放置人体细胞和水凝胶,成功打印出由多种类型细胞组成的三维人体肝脏;2012年,麻省理工学院巴蒂亚教授的研究团队率先成功通过3D打印机,打印了一个基础动脉网络并进入临床实验。据介绍,这项打印技术的关键是对血管中空结构的处理,先构建一个坚实的外层结构,但中心层由可溶解物质如蔗糖、葡萄糖等混合物填充,以此解决空心结构的问题;2013年,英国牛津大学哈干·贝雷教授团队打印出类生物组织材料,这一成果将有望应用在生物工程、神经纤维以及医疗领域;美国康奈尔大学由Lawrence J.Bonassar博士领导的研究小组在利用3D打印技术,借助一种可以注入胶原蛋白和活细胞的凝胶,造出人造耳朵,随后,他们又借助3D打印技术,修复退化的脊椎间盘。

一些3D生物打印的成果已进入产业化阶段。世界3D打印巨头Stratasys公司非常重视医用市场,特别是细分的牙科市场。该公司已于2013年3月份开发出Ortho Desk系统,为牙科实验室、诊所提供服务,即将上市。其中,Stratasys的新产品-Objet30 0rthoDesk 3D打印机专为小型牙科实验室和诊所设计.该机器每运行一次,最多可打印20件模型。该产品的问世,让不同规模的诊所和实验室都可以开展数字化的牙齿矫正。Objet30 OrthoDesk能够喷射出超细材料层,制作出光滑、精细的模型。借此,石膏模型、牙齿矫正工具、传送和定位托盘、隐形矫正器、牙架和手术导模等都可快速地制作出来,同时在准确性方面也较传统方式更具优势。

四、主要国家和地区生物产业发展动态

研发投入是衡量国家创新能力的重要指标之一。近年,美欧等发达国家在生物产业方面继续保持明显领先优势,而亚洲也正处于快速崛起中。据2014年首期美国《新英格兰医学杂志》(NEJM)刊登的研究报告显示,2012年全球生物医药研发投入已经达到2683亿美元。美国仍是全球排名第一的生物医药科研大国,2012年在该领域的研发投入达到1193亿美元,虽较前两年有所回落,但仍占到全球生物医药研发投入总额的44.4%;欧洲的生物医药研发投入为817亿美元,占全球的30.4%;亚太地区的生物医药研发投入连续5年保持增长,在2012年达到了620亿美元,中国、韩国、日本、印度的数据分别增长了64亿美元、25亿美元、9亿美元和6亿美元,其中中国与韩国生物医药产业界的投入增长尤为显著,分别达到了48亿美元与23亿美元,远远超过了公共部门投入的增长(表3)。

3  2007-2012年全球主要国家和地区生物医药公共部门与产业界研发投入  10亿美元

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资料来源:The New Englandjoumal ofMedicineNEJM

(一)美国探索未来产业增长的新驱动力

1.基本情况

据安永报告显示,2012年美国生物技术产业收入达到588亿美元,较上年增长8%;其中,上市公司316家,市值达到3603亿美元,较上年大幅增长30%,年募集资金184亿美元,较上年下降了25%;1859家私人企业年募集资金41亿美元,较上年下降2%(表4)。美国生物技术产业经过多年发展,已形成旧金山湾、新英格兰、圣地亚哥、纽约州、新泽西、东南地区、中部一亚特兰大、洛杉矶/橙县等多个集聚区(表5)。

4  2012年美国生物技术产业基本表现

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5  2012年麦国王要地区生物技术上币公司表现          100万美元

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(续表)

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说明:括号内为2012年较2011年的增长情况

资料来源:Emst& Young

2012年美国生物技术领域的商业领袖(年收入超过5亿美元的企业)有16家,与2011年持平。

连续两年进榜的企业有Alexion制药、安进(Amgen)、百健艾迪(Biogen Idec)、伯乐(Bio-Rad)、塞尔基因( Celgene)、Cubist、吉利德(Gilead)、IDEXX实验室、Illumina、生命技术(Life technology)Salix制药、联合治疗和Vertex制药。2012年新晋人榜的3家企业为Biomarin制药、Regeneron制药和Medicines公司。Amylin和基因探针(Gen-Probe)分别被百时美施贵宝(BMS)和Hologic收购,从而退出榜单,而2011年进入榜单的ViroPharma也因销售滑坡而落选。

2.美国生物医药产业的未来增长前景与驱动因素

2014年4月,美国药品研究与制造商协会( PhRMA)发布《美国生物医药产业:未来增长前景和驱动因素》报告,探讨了在未来几年中促进其增长与可持续性发展的关键政策。这份报告的独特之处在于通过将量化研究方法与行业实际状况相结合,同时吸取美国生物医药产业界从事战略规划的众多行业高级主管的相关见解与知识背景,来对这些政策因素相对重要性进行评价。

报告指出,生物医药行业目前跻身美国经济最具创新性的先进制造业之列。作为植根于科学技术并被先进的制造业所驱动的行业,生物医药行业定位独特,能够帮助美国保持在全新科技突破方面的领导地位,并将继续创造高品质、高收入的研发与制造相关的就业机会,同时有助于提升美国在未来的全球竞争力。现如今,美国的生物医药行业在整个美国经济中共支持340万个就业机会,其中包捂超过81万个直接就业机会,带来约7890亿美元的经济产出,同时在美国企业用于国内研发总额中占1/5。

报告提出,在美国生物医药的研发和生产领域,营造更有利的商业环境的10大关键性政策措施包括:重视创新药物的医疗保险覆盖范围与支付政策;基于科学证据的强大的医药监管体系;在美国国内与海外的强大的知识产权(IP)权利和执法;具有竞争力的企业所得税税率;处于发展早期阶段的与新兴的生物医药公司的私人研发资金的可获取性与稳健性;充足的政府基础研发经费与良好的技术转移环境;强大的研发投入和人员队伍;有利于美国生物医药产品的贸易政策环境;强健的制造业劳动力队伍;具有竞争力的国家级创新奖励。

最为关键的3个政策性因素主要是:支持和鼓励医药创新的医药保险政策,一个以科学为基础且运作顺畅的监管机制,以及强有力的知识产权保护。根据评估,推动美国生物医药行业未来增长的至关重要的因素是其国内的知识产权制度,即在全新药物开发所需的冗长而昂贵的研发过程中,提供充分的专利权与相应的数据保护政策,以便于维持稳定而持续的投资保障。

(二)欧洲地区生物产业处于重要转折期

1.基本情况

据安永报告显示,2012年欧洲坐物技术产业收入达到204亿欧元,较上年增长8%;其中,上市公司165家,市值达到798亿欧元,较上年上涨了12%,年募集资金29亿欧元,较上年大幅上涨了88%; 1799家私人企业年募集资金12亿欧元,较上年下降7%(表6)。欧洲生物技术领先的国家有英国、瑞典、以色列、法国、德国、挪威、丹麦、瑞士、比利时以及荷兰等(表7)。


6  2012年欧洲生物技术产业基本表现

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资料来源:Emst& Young

7  2012年欧洲主要国家生物技术上市公司表现            100万美元

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说明:括号内数值为2012年较2011年增长情况

资料来源:Ernst& Young

2.欧洲生物产业联合会( EuropaBio)为转型出谋划策

2014年3月,安永会计事务所与欧洲生物产业联合会( EuropaBio)共同发布《欧洲的生物技术:税务、金融和监管框架以及全球政策对比》报告,指出欧洲生物技术产业维护世界领先创新地位面临新挑战,欧洲各国政府需要继续致力于生物技术研究、开发和创新( RDI)的激励机制。

同期,欧洲生物产业联合会( EuropaBio)发布致新一届欧洲委员会和欧洲议会的声明《2014-2019年欧洲生物产业发展宣言——欧洲从生物技术中获益的时机已到》。在宣言中,欧洲生物产业联合会(EuropaBio)概述了欧洲工业生物技术、生物医疗和生物农业的发展情况,并提出欧洲生物技术已经处于重要发展转折期,呼吁打造一个成功、运转良好、智慧的欧洲生物技术产业,进而列出生物技术产业界领先企业有关创新激励政策的“愿望清单”。

主要政策需求如下:在研发阶段,由欧盟资助的项目应提出清晰的发展目标,并向终端产品转化;整合各成员国的研究项目,以发挥其最大效用;为欧洲研发项目建立强大的专利体系,并赋予其数据专属权利,以激励其发展创新;为生物技术中小企业提供资金支持,使其完成从资金密集型产业向商业化的转变;支持转化型研究,借助联合企业(如基于生物技术的产业联合行动BIJU、欧洲创新药物计划IMI)进行概念验证。

在评估审批阶段,欧盟决策过程中应采用创新原则,避免创新计划被一些毫无根据的忧虑所干扰:生物产品创新应就个性化医疗、孤儿药品和先进的治疗药品等领域构建适应的评估和访问框架;在对农业生物技术产品( GMO)进行审批时,应尊重法定时间安排;采取措施,消除那些等待审批的农业生物技术产品( GMO)的案例积压,妥善应对法律体系的不稳定性;建立执行时间充裕且不溯及既往的科学的评估标准;公共主管部门应加强快速风险沟通以应对那些没有事实依据的言论。

在市场准入阶段,所有成员国的公民都能平等、快捷地体验到生物技术的创新产品和过程;构建公平、可持续的激励体系,支持生物技术的研发;贯彻执行欧盟委员会的生物经济战略和行动计划;借助公共采购计划及其他支持措施,来刺激生物经济的发展;通过独立的沟通机制,与消费者、投资者、行业以及政策制定者保持交流,使他们认识到发展生物技术和生物经济的福利与效益。

3.英国领跑欧洲生物技术产业

生物医药产业在英国经济中扮演着“皇冠上的明珠”的角色,该产业的每年营收超过500亿英镑。除金融业和保险业之外,生物医药是英国增速最快的产业。

2013午12月,英国医学研究理事会( MRC)和卫生部(DH)、威康信托基金(Wellcome Trust)、英国癌症研究院( CRUK)、英国心脏基金会(BHF)、英国关节炎研究院(ARUK)、英国研究理事会(Research Councils)联合宣布,设立1.5亿英镑的临床研究基础设施基金,在先进临床研究上有可靠表现的国际机构中寻找项目意向。

2014年5月,英国政府公布了2015- 2016财年英国生物技术与生物科学研究理事会(BBSRC)和英国医学研究理事会( MRC)的预算,两者的预算额分别为4.3亿英镑和7.84亿英镑。前者将在生命科学的研究、技术和创新方面加以投资,旨在处理一些社会面临的最重大问题,如食品安全、传染病、可持续能源和化合物,以及促进更长久、更健康的生活,研究重点包括维持英国生物科学和技术研究基地的优势、确保经济和政府部门的人才供给、资助支持生物产业的研究和基础设施、深入发展研究和创新园区以及探索使理事会研究策略更具影响力方法;后者将继续支持卓越的科学发现,并增强合作,从中探寻实现健康改善和经济效果的巨大潜能,研究重点为包括大数据/医学生物信息学、能力/基础设施和技能、痴呆症,抗生素耐药性、实验医学、分层医学与个性化医学,以及再生医学。

(三)印度发布新的国家生物技术发展5年战略

为实现“生物技术愿景2020”,印度生物技术部继2007年启动第一期的国家生物技术发展战略后,于2014年3月公布第二期的国家生物技术发展战略,即《国家生物技术发展战略2014》。新战略旨在将印度建成世界级的生物产业中心,与之前版本相比,充分借鉴和吸取了当前国际生物技术发展的重要共识。

新战略旨在:为实现重新认识生命过程并利用这些知识和工具为人类服务提供动力;通过加大投资等重要、直接的措施,产生更好的生物技术产品、工艺及技术,提高农业、食品安全、可负担的医疗、环境安全、生物制造领域的效率、生产力、安全性和成本效益;大力培养科学、技术人才,建设良好的基础设施用于研发与商业化,以发展生物经济。

新战略提出的10条指导原则:打造一流的技术能力;继续为基础、学科和跨学科研究提供强有力的支持;鼓励应用激发的发现研究;增加对研发的直接投资,也以同样的方式提高经济和社会影响;通过国家或地区联盟,促进研发合作;构建世界一流的转化能力;加强监管、认证、验证和标准化;投资世界级的人力资源,为公共部门及产业界的研发提供优秀的劳动力和领导人才;重新规划管理模式以加强机构职能;建立战略实施进度及结果的评估标准。

具体的措施:在班加罗尔按照细胞与分子平台中心( C-CAMP)模式建立新的中心,为所有生物集群服务;建立“创新的智慧理念”(intelligent ideas for innovation,Ⅲ-Units)的特殊机构;设立快速联系资助基金( QUICK LINK grants);在20个机构内建立生物联系(BIOCONNECT)办公室(最好位于大学内);通过生物技术产业研究援助委员会( BIRAC)加强现有的“点火基金计划”(Ignition grantscheme)的实施;在印度国内建立5个类似于欧洲分子生物学实验室(EMBI)的中心等。



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