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譚驍天：原價300美元，賣給中國報價28萬元，但半年后……

點擊：  作者：譚驍天    來源：觀察者網微信號  發布時間:2023-07-18 12:32:10

 

最近一陣子，關于高考之后選專業的話題非常火熱。作為互聯網瘋傳的理工科“四大天坑”專業——生物、化學、環境、材料，一直被認為是非常不容易實現對口就業的幾個專業。這是因為中國在這幾個方面的產業力量仍然比較薄弱，沒有足夠多的科技公司及高技術崗位來承接這么多的本科、碩士及博士畢業生。僅靠大學里的那幾個科研崗位，是遠遠滿足不了就業需求的。

 

但新冠疫情爆發以來，事情逐漸起了變化。生物、生命科學以及生物工程，這些泛生物類的頭號的天坑專業，逐漸有了“脫離組織”的傾向。這背后的原因，是近幾年來相關企業的快速成長，在疫情期間悄然完成了產業升級。生產防疫用品帶來的產能提升及生產質量提升，是其中的重要因素。

 

舉幾個大家身邊的例子。

 

核酸檢測（RT-PCR測試）是疫情期間重要的防疫工具，由于我國曾將其用于全民病毒篩查，所需的試劑量是非常可觀的。由于大規模核酸檢測帶來的輿論風波，在2022年還曾經出現了一些謠言，說核酸產業每年需要向國外支付數千億以進口檢測試劑，這完全是混淆了早期與目前的產業生態。

 

PCR所用的DNA聚合酶，確實一度是核酸檢測技術鏈條中的“卡脖子”環節，曾經長期需要從外國進口。但這5-10年以來，我國有數家企業突破了這一方面的技術壁壘，能夠篩選、生產出質量完全過關，甚至性能更好的Taq聚合酶。

 

在PCR引物這樣的較短核酸序列的設計與合成上，我國也在很早之前就已經突破了其中的門檻。目前以核酸合成為業務的公司，在每個主要城市都能找到不少。而國產核酸提取儀的生產能力，也在疫情早期就開始了爆發式增值。

 

 

核酸PCR檢測試劑盒 圖片來源：北京日報

 

疾控人員操作某款國產自動化核酸提取設備 圖片來源：新華網

 

中國不僅是世界上第一個開發出新冠特異性核酸檢測試劑盒的國家，也在全球新冠核酸檢測產品中占據了很大份額的市場，核酸檢測試劑盒甚至一度成為了我國出口產品的一大門類。由于我國“爆產能”帶來的規模優勢，2022年進行新冠核酸檢測的成本相比于疫情早期，有了十倍以上的下降。

 

 

在PCR核酸檢測技術之外，用于跟蹤、判定病毒突變的測序技術，也是新冠檢測方面的“隱形英雄”。

 

在流調溯源過程中，疫情的源頭往往撲朔迷離，只有通過高準確度的病毒核酸測序，才能尋找到病毒來源的蛛絲馬跡。在一次次疫情溯源過程中，我們也鍛煉出了一支支能精準分析病毒序列的生物信息分析隊伍。而為這些基于生物信息分析團隊提供技術支持的，是眾多測序儀器、試劑、器件方面的開發團隊。抗疫斗爭讓這些企業的技術水平、生產能力、產品質量得到了很大提升。

 

 

華大智造生產的核酸測序儀 圖片來源：華大智造

 

由于2021年和2022年出現的德爾塔及奧米克戎毒株，在感染者病毒載量方面出現了大幅度提高，相對原始毒株更容易被檢出。這導致了靈敏度較差，但更容易操作、可以在家中完成的快速抗原試紙檢測（RAT）異軍突起，很快就成為了全球最流行的新冠確診方式。

 

此間，我國生產的抗原檢測試劑盒不僅迅速超越核酸試劑盒，成為了最受歡迎的新冠檢測產品，更是占據了全球80%以上的市場。俗話說臺上一分鐘，臺下十年功，中國能在極短的時間內開始爆新冠抗原檢測產品的產能，也與整個產業鏈的進步有著巨大的關系。

 

生產抗原檢測試紙，所需的最重要元件（之二）是可以和新冠病毒N蛋白結合的抗體配對（檢測一個抗原蛋白需要兩個抗體）。為了保證檢測的穩定性及靈敏性，這類抗體均需具有極高的特異性及親和力。可以說，抗體的性能在很大程度上決定了試紙的性能。

 

中國生產的抗體，曾一度被詬病為“廉價、低質”的代名詞，但在新冠相關抗體的生產中，我國的生物制品企業在追求極限性能方面，可以用前赴后繼來形容。不僅使用新技術將抗體親和力提高到了逼近理論極限的皮摩爾水平，更是把一度“金貴”的單克隆抗體（一些性能突出的單克隆抗體，其價值密度甚至是黃金的上萬倍）產量提高到了百克、千克級，幾乎實現了“抗體論斤賣”。目前市面上銷售的大部分試紙產品，對新冠病毒的檢測靈敏度都達到了皮克每毫升的水平，而且售價甚至在10元以下（成本甚至更低），可以說是把高科技產品白菜化了。

 

 

新冠抗原快速檢測試紙 圖片來源：央廣網

 

在快速診斷試劑之外，中國也是新冠科研用試劑開發的領跑者之一。全球首個開發出新冠相關重組蛋白及相關特異性抗體的就是一家中國公司。在此之后，中國的多個企業也一直在不斷根據病毒的突變，開發最新毒株的病毒重組蛋白及相關檢測抗體。這些科研試劑大量出口海外知名科研機構，而且廣受好評。在幾年時間中，我國頭部企業的蛋白設計、生產水平也得到了質的飛躍。

 

這里說一個我曾在工作中親歷過的小故事吧。

 

新冠病毒S蛋白的三聚體蛋白由于與真實病毒上的天然結構高度接近，在免疫反應研究中有非常高的實用價值。但因其結構較為復雜，產品開發需要蛋白工程學、合成生物學等新學科的參與，開發生產門檻比單體蛋白及蛋白亞單位高很多。

 

2021年上半年，美國某知名科研試劑公司首先開發出了此類產品。當其得知中國尚無法生產同類產品時，其出口溢價甚至達到了上百倍。原價300美元（約2100RMB）的一管蛋白，在中國銷售時甚至報價28萬元RMB，近乎于對中國實施了封鎖。中國企業當然也沒讓他們得意太久，在2021年底，中國的一兩家企業就開發出了同類產品。根據我自己的測試體驗，它們的性能與美國產品幾乎沒有區別。目前，這些產品早已返銷美國。

 

 

新冠病毒S蛋白的細胞外結構，呈三聚化結構。每個三聚體S蛋白由三個單體蛋白相互纏繞而成。優于結構較為復雜，此類蛋白生產難度較高。圖片來源：維基百科

 

在這幾年的新冠疫苗接種中，我們也親歷了一次肉眼可見的技術升級。2021年我國剛剛開始推廣新冠疫苗接種時，使用的還主要是滅活疫苗。究其原因，一方面是作為傳統技術的滅活疫苗，安全性在多種疫苗里仍然是最好的。另一方面，其實也是疫情前我國的疫苗技術與輝瑞等行業領頭企業出現了代差。

 

在2020年疫情剛爆發時，中國就決定進行飽和式救援，布局了多條技術路線。國家也投入了大量資源，幫助采用新路線的疫苗開展技術公關及后續臨床實驗。在2021-2022年，這些方面的布局逐漸取得了成果。其中吸入式腺病毒載體疫苗、多價重組蛋白疫苗在真實世界驗證實驗中獲得了極佳效果。目前我們能夠接種的“第四針”，大部分是采用了這些新技術路線的新一代疫苗。它們的成功研發為未來與流行病的長期斗爭積累了重要工具。

 

萬眾矚目的mRNA疫苗，在三年的時間里同樣也取得了質的突破，不過受限于脂質體載體性能上的限制，目前其綜合表現還沒能超越國際上的頂尖產品。比較可惜的是，雖然我們在2022年下半年已經研發了很多的新一代疫苗，但相比于來勢洶洶的奧米克戎BA5、BF7毒株，這些疫苗推廣得還是太晚了一些，沒能阻止2022年底那如同海嘯一般的疫情浪潮。

 

 

吸入式腺病毒載體新冠疫苗 圖片來源：businesswire.com

 

四價重組蛋白新冠疫苗 圖片來源：神州細胞

 

單靠新冠疫情帶來的短時刺激，顯然不是振興整個行業的長久之計。隨著防疫逐漸走向常態化，疫情期間產生的技術進步也會找到新的用武之地。近幾年來，猴痘、埃博拉、流感等傳染性病原體輪番登場，我們所面臨的生物安全威脅儼然有加劇的趨勢。在防疫過程中大放異彩的測序技術、核酸檢測、抗原檢測技術，還將在防范未來的傳染病爆發中繼續發揮作用。

 

在這兩三年間，一些新興學科也正逐漸浮出水面，合成生物學就是其中的一個代表。其實在疫苗的故事里，合成生物學就已經出場過。由于病毒不斷的突變，使用單一毒株的蛋白制作疫苗已經不足讓人體產生足夠的免疫反應。科學家們設計出了一種自然界沒有的蛋白，將多種毒株的抗原集成在了同一個蛋白分子上，成功開發了廣譜性更好的疫苗，這就是比較直白的合成生物學研究思路。

 

再舉一個例子，在研究分子傳感技術過程的工作中，我們也越來越清晰地意識到，開發高性能的生物分子探針是提高檢測靈敏度的關鍵因素。而抗體這樣的天然分子，其性能存在一定的上限。我們希望在未來的研究中，能夠通過AI等計算機技術輔助的蛋白設計，突破天然分子的性能極限。

 

在前文提到的人工設計生化分子（包括探針蛋白/核酸以及抗體等藥物分子）之外，工程化微生物、用于醫學治療的工程化細胞、乃至于設計自然界不存在的生命體，都屬于合成生物學的研究范疇。作為一個新興領域，目前很多與合成生物學有關的研究仍處在早期探索階段。我國的科研機構在這一方向也已有相關布局，筆者所供職的中國科學院深圳先進技術研究院就擁有全國最大的合成生物學研究所，每年都能產出不少世界級的科研成果。

 

 

雙特異性抗體可同時和兩個不同的細胞表面蛋白分子發射相互作用，有望增強腫瘤治療的效果。圖片來源：義翹神州

 

除了我上面介紹的合成生物學外，在最近的三五年間，基于測序的腫瘤分子診斷、個性化免疫治療等技術，逐漸從PPT變成了大眾可以接觸到的產品，挽救了不少患者的生命。技術的突破同樣也催生了一大批想在行業內產生一些影響的初創企業。雖然燒了不少融資，但也貨真價實地帶來了一批符合國家目前需要的新興工業產業。雖然它們不一定像傳統重工業企業那樣擁有大型廠房、重型機床，但他們生產的產品卻是如假包換的工業品。這些產品包含的附加價值相比于傳統日用品已經不可同日而語，“十億雙襪子換一架飛機”的時代已經被我們甩在了身后。更為重要的事，此類產品生產過程所導致的污染物排放也比較少，有助于我國同時擁有“綠水青山”和“金山銀山”。

 

因為產業領域的長足進步，我國在生物相關行業的高薪崗位相比于本世紀初增長了數十倍。“二十一世紀是生物的世紀”由一句略帶諷刺意味的預言，也逐漸變成了現實。

 

值得警惕的是，生物相關產業仍有許多環節尚不能完全實現國產化。尤其是在儀器設備方面，大規模細胞培養系統、細胞分析分選設備、高分辨率熒光顯微鏡、冷凍電子顯微鏡等高端大型設備仍然較為依賴外國公司。更令人遺憾的是，目前還沒有多少廣泛投入實用的生物技術是由我國科學家首先發明的，這也說明我們肩上的責任很重，能努力的方向還有很多。

 

在未來10-20年內，生物技術領域還有可能繼續出現突破，有望成為新興技術的培育土壤。樂觀一點說，如果能在其中的幾個子領域內，誕生像賽默飛、Ilumina、輝瑞這樣的國際知名龍頭企業，生物科技沒準還能成為我國新興工業的制高點之一及下一代工業革命的發力點。讓我們對這個可能產生眾多“顛覆性技術”的龐大產業方向持續保持期待，看看后面會不會發生更令人興奮的故事吧！

 

文 觀察者網專欄作者 譚驍天 中國科學院深圳先進技術研究院副研究員，海歸留學生；來源|底線思維