陳媛媛

（北京市科學技術(shù)研究院創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略研究所，北京 100089）

基因編輯技術(shù)是對目的基因進行定點突變、插入或敲除的一種有效方法［1］。根據(jù)核酸酶種類的不同，基因編輯技術(shù)可以分為歸巢核酸內(nèi)切酶（MN）、鋅指核酸酶（ZFN）、轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應核酸酶（TALEN）和常間回文重復序列叢集關(guān)聯(lián)蛋白系統(tǒng)（CRISPR/Cas）4 類。從應用的角度來件，TALEN和CRISPR/Cas 兩種技術(shù)在設計、性能、精準性和高效率方面優(yōu)勢明顯，且CRISPR/Cas 因其高效性和簡易性等優(yōu)點成為當前最主流的基因編輯技術(shù)，近年來均在基因研究、疾病治療、作物遺傳改良、工業(yè)微生物設計等方面開展了大量研究，展現(xiàn)出良好的應用前景和市場價值。基因編輯是北京市“十四五”時期重點發(fā)展的醫(yī)藥健康子領(lǐng)域之一，《北京市“十四五”時期高精尖產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》和《北京市“十四五”時期國際科技創(chuàng)新中心建設規(guī)劃》均提出要構(gòu)建基因編輯平臺、精準布局未來產(chǎn)業(yè)，如何有效地發(fā)展基因編輯技術(shù)并將其應用于腫瘤、遺傳病、罕見病等疾病治療以及作物遺傳改良等領(lǐng)域，發(fā)揮北京市的帶頭引領(lǐng)、輻射示范帶動作用，是“十四五”時期北京市發(fā)展醫(yī)藥健康領(lǐng)域的戰(zhàn)略決策重點。基于此，本文應用技術(shù)路線圖進行未來10年北京市發(fā)展基因編輯產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略研究，分析在不同時間節(jié)點上政策舉措、市場、產(chǎn)品、關(guān)鍵技術(shù)等要素的實現(xiàn)情況。

1 研究現(xiàn)狀

1.1 技術(shù)路線圖內(nèi)涵與應用

技術(shù)路線圖是目前國內(nèi)外通用的一種技術(shù)預見方法，最早起源于美國的汽車行業(yè)中，隨后摩托羅拉公司通過繪制新興技術(shù)路線圖和產(chǎn)品技術(shù)路線圖極大推動了技術(shù)路線圖方法在企業(yè)的應用。20 世紀90 年代，美國半導體行業(yè)技術(shù)路線圖揭開了行業(yè)技術(shù)路線圖的序幕，并進一步被應用于國家層面。目前，技術(shù)路線圖已成為美國、歐盟、日本及我國開展技術(shù)預見最常用且有效的方法之一。

學術(shù)界首次提出技術(shù)路線圖這種說法，源于1987 年Willyard 和McClees 合作發(fā)表的論文中提出的關(guān)于新興技術(shù)路線圖和產(chǎn)品路線圖的概念［2］109。隨后，國內(nèi)外很多組織和學者從不同角度對技術(shù)路線圖開展研究，如歐洲工業(yè)研究管理協(xié)會［3］認為技術(shù)路線圖的內(nèi)容是隨著環(huán)境的變化不斷演進的；Routley 等［4］認為技術(shù)路線圖可以用來研究新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢；李櫟將技術(shù)路線圖的發(fā)展分為萌芽階段、起步階段、快速發(fā)展階段和創(chuàng)新發(fā)展階段［2］110。雖然國際上未對技術(shù)路線圖進行統(tǒng)一界定，但普遍認為技術(shù)路線圖是指圍繞特定領(lǐng)域的發(fā)展前景目標，綜合多輪專家意見，建立技術(shù)資源、組織目標和環(huán)境變化之間的動態(tài)聯(lián)系，以直觀展示前景目標實現(xiàn)路徑的工具和方法。

當前，技術(shù)路線圖廣泛地應用于產(chǎn)業(yè)發(fā)展等戰(zhàn)略、規(guī)劃制定中，而專利分析與文獻計量分析對產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖制定起到了重要的數(shù)據(jù)支撐作用，有效彌補了技術(shù)路線圖以定性方法為主、依賴專家經(jīng)驗的不足。在具體實踐中，日本第8 次技術(shù)預見在德爾菲調(diào)查的基礎上引入文獻計量，通過對22 個領(lǐng)域的4 萬多篇文獻進行共引分析，確定技術(shù)前沿并形成技術(shù)預見方向［2］132；劉彤等［5］以電動汽車鋰電池新興領(lǐng)域為例，將多重關(guān)系專利網(wǎng)絡分析技術(shù)應用于產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖的繪制；李欣等［6］將文獻計量和專利分析引入技術(shù)路線圖應用中，以染料敏化太陽能光伏技術(shù)產(chǎn)業(yè)為例，構(gòu)建了新興技術(shù)產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展分析框架；王倩等［7］采用專利地圖法繪制出中國大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的共性技術(shù)路線圖，從近、中、遠3 個維度對大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)的共性技術(shù)進行預見；林原等［8］則利用深度預訓練模型輸出專利文本的表示向量來分析專利間的演化關(guān)系，提出一種基于深度學習的技術(shù)路線圖構(gòu)建方法，并針對冠狀病毒領(lǐng)域進行實證分析。

1.2 基因編輯技術(shù)研究進展

基因編輯技術(shù)自2012 年被《科學》《麻省理工科技評論》等權(quán)威學術(shù)期刊評選為年度十大突破技術(shù)以來，越來越引起科學界和學術(shù)界的關(guān)注，從文獻調(diào)研來看，目前對基因編輯技術(shù)的研究主要是從微觀與宏觀兩大視角進行分析。其中，微觀視角主要是以基因編輯具體技術(shù)應用為主，如早在2013年，中國科學院遺傳與發(fā)育高彩霞團隊率先利用CRISPR/Cas 對水稻和小麥的多個基因進行編輯，并獲得世界上第一株CRISPR 編輯的植物［9］；北京大學、307 醫(yī)院以及北京佑安醫(yī)院等研究人員利用CRISPR-CAS9 技術(shù)在祖細胞中編輯CCR5 基因，并成功將其移植到罹患艾滋?。℉IV）和急性淋巴細胞白血病的患者，使病人的急性淋巴細胞白血病得到完全緩解［10］；張鋒研究團隊在2020 年開發(fā)出利用基于CRISPR/Cas13 的SHERLOCK 系統(tǒng)快速檢測新型冠狀病毒［11］。宏觀視角主要是基于專利分析和文獻計量進行基因編輯技術(shù)演化與發(fā)展態(tài)勢分析，如鐘華等［12］利用incoPat 數(shù)據(jù)庫對基因編輯技術(shù)全球概況、主要研發(fā)機構(gòu)、技術(shù)主題、技術(shù)流向進行專利布局分析；劉佳等［13］利用德溫特數(shù)據(jù)庫對基因編輯技術(shù)從申請態(tài)勢、國家地區(qū)分布、主要專利權(quán)人和核心技術(shù)主題進行技術(shù)演化過程分析；宋秀芳等［14］通過專利和期刊文獻分析，從專利申請與發(fā)文、技術(shù)構(gòu)成與流向、發(fā)明人合作、主要創(chuàng)新主體等維度對基因編輯技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢進行分析。

從文獻分析和應用實踐來看，目前對基因編輯的研究成果多以具體應用和專利布局為主，利用技術(shù)路線圖為基因編輯產(chǎn)業(yè)提供宏觀指導的研究寥寥可數(shù)。通過繪制技術(shù)路線圖探析不同時間節(jié)點上基因編輯關(guān)鍵技術(shù)、相關(guān)產(chǎn)品、市場以及政策舉措等要素的實現(xiàn)情況，對有效支撐北京基因編輯產(chǎn)業(yè)的區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略具有較強的理論與現(xiàn)實意義。

2 基于技術(shù)路線圖的產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展分析框架

在專利分析的基礎上，結(jié)合基因編輯領(lǐng)域?qū)＜抑R的支持，構(gòu)建基于技術(shù)路線圖的基因編輯產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展分析框架（見圖1）。具體流程如下：

圖1 基于技術(shù)路線圖的基因編輯產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展分析框架

（1）從產(chǎn)業(yè)鏈的維度進行產(chǎn)業(yè)邊界范圍的界定。

（2）現(xiàn)狀分析?；趯＠麛?shù)據(jù)來源，利用專利分析法來分析基因編輯產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與態(tài)勢，包括國家地區(qū)分布、技術(shù)熱點、研發(fā)主體、技術(shù)領(lǐng)先者等。

（3）產(chǎn)業(yè)環(huán)境分析。主要從政策環(huán)境和市場環(huán)境兩方面進行分析，其中政策環(huán)境體現(xiàn)為對北京市基因編輯未來技術(shù)、產(chǎn)品、市場發(fā)展具有影響力的相關(guān)政策與法律法規(guī)；市場環(huán)境體現(xiàn)為北京市基因編輯相關(guān)技術(shù)與產(chǎn)品發(fā)展所面臨的區(qū)域市場競爭環(huán)境，上下游產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈環(huán)境和應用困境等。

（4）主要產(chǎn)品。體現(xiàn)目前及未來10 年較為重要的基因編輯產(chǎn)品品類或服務類情況，基于問卷調(diào)查和專家研討明確不同產(chǎn)品的成熟時間、市場前景及在北京市的適宜發(fā)展階段。

（5）關(guān)鍵技術(shù)?；趯＜已杏懞蛦柧碚{(diào)查凝練未來10 年影響基因編輯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，明晰技術(shù)熱點與實現(xiàn)時間、技術(shù)重要程度、適宜在北京市發(fā)展的階段。

3 北京市基因編輯產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖要素分析

3.1 邊界確定

從產(chǎn)業(yè)鏈維度對北京市基因編輯技術(shù)路線圖進行界定，包括基因編輯技術(shù)、基因編輯技術(shù)平臺、基因編輯技術(shù)應用以及影響基因編輯發(fā)展的市場環(huán)境、政策環(huán)境、監(jiān)管環(huán)境等。其中，基因編輯技術(shù)是對基因進行修飾、編輯而獲得新的特征或功能的技術(shù)［11］，主要是高校、科研機構(gòu)和一些高技術(shù)企業(yè)提供基礎研究成果的專利技術(shù)授權(quán)，處于基因編輯產(chǎn)業(yè)鏈上游；基因編輯技術(shù)平臺主要是產(chǎn)品類供應商和技術(shù)開發(fā)類的基因編輯公司提供基因編輯相關(guān)產(chǎn)品、設備和技術(shù)服務等，將產(chǎn)業(yè)鏈上游的基礎研究成果轉(zhuǎn)化為商業(yè)化應用技術(shù)；基因編輯技術(shù)應用，主要是包括制藥企業(yè)、臨床試驗企業(yè)以及動植物育種公司等終端用戶［15］102，實現(xiàn)基因編輯技術(shù)在疾病治療、作物育種、工業(yè)微生物等領(lǐng)域的應用。

3.2 現(xiàn)狀分析

通過專利分析和實地調(diào)研來分析北京市基因編輯技術(shù)優(yōu)勢與產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀。使用incoPat 專利數(shù)據(jù)庫進行專利檢索，采用技術(shù)分解與關(guān)鍵詞相結(jié)合的檢索策略，檢索時間范圍確定為1980 年1 月1 日—2020 年12 月31 日。具體分析結(jié)果如下：

（1）中國基因編輯領(lǐng)域的專利申請僅次于美國，但專利技術(shù)熱點布局領(lǐng)域有待提高。近20 年來，全球基因編輯專利技術(shù)經(jīng)歷了萌芽、發(fā)展與爆發(fā)的過程，目前正處于爆發(fā)期的后期。如圖2 所示，全球基因編輯領(lǐng)域的專利主要分布在美國和中國，中國僅次于美國，日本、德國、法國等國緊隨其后。與美國前沿專利布局的技術(shù)領(lǐng)域相比，中國在基因編輯技術(shù)小組的專利布局綜合性相對較弱、專利規(guī)模相對較小，在核糖核酸酶、脫氧核糖核酸（DNA）/核糖核酸（RNA）分離制備或純化方法、DNA/RNA片段、基因重組藥品及基因治療、載體與宿主表達等領(lǐng)域的專利技術(shù)布局水平較低。

圖2 基因編輯領(lǐng)域?qū)＠暾垏鴦e分布

（2）高校是北京市基因編輯領(lǐng)域的重要戰(zhàn)略力量。全球排名前十的基因編輯領(lǐng)域?qū)＠暾埲酥校? 位均為美國機構(gòu)，中國缺位。如表1 所示，基因編輯領(lǐng)域在華專利2006—2010 年排名前十的申請人中，有5 家為企業(yè)；到2011—2015 年，企業(yè)數(shù)量減少至2 家；到2016—2020 年，排名前十的申請人全部為高校和科研機構(gòu)。可見中國的高校院所在基因編輯領(lǐng)域的專利戰(zhàn)略力量有所提升，其中，中國農(nóng)業(yè)大學、中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所和中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所榜上有名，不論從專利申請人數(shù)（3 個）還是專利數(shù)量（195 件）來看，北京市均居第一。

表1 基因編輯領(lǐng)域在華專利申請人情況

（3）北京市在植物基因編輯研究領(lǐng)域處于國際領(lǐng)先地位。中國在植物基因編輯研究領(lǐng)域已走在世界前列，領(lǐng)域內(nèi)超過一半的文章與專利都來自中國［11］。當前中國有約20 個從事作物基因編輯的研究團隊，尤其是中國科學院擁有從事作物基因編輯研究的國際領(lǐng)先團隊，取得了顯著的引領(lǐng)性成果，不但有如上述高彩霞團隊獲得具有廣譜抗白粉病的小麥品種，還開發(fā)出新型胞嘧啶堿基編輯工具，為植物分子設計育種提供強有力的工具支撐［16］。

（4）北京市基因編輯產(chǎn)業(yè)鏈條有待進一步完善。全球基因編輯技術(shù)市場已初步形成較為完整的上、中、下游產(chǎn)業(yè)鏈條，一些藥企（福泰制藥、輝瑞公司等）和動植物育種公司（Calytx、孟山都公司等）均開始布局基因編輯技術(shù)應用，但北京市尚未形成完整且順暢的基因編輯產(chǎn)業(yè)鏈，雖然上游有中國科學院、北京大學等高校院所從事基礎研究，但中游的企業(yè)，如博雅輯因（北京）生物科技有限公司（以下簡稱“博雅輯因”）等主要集中在試劑盒開發(fā)、載體構(gòu)建和核算序列合成等服務上，缺少較為成熟的專利授權(quán)技術(shù)開發(fā)的技術(shù)研發(fā)企業(yè)；同時，下游初步展開基因編輯臨床探索，但參與研發(fā)的企業(yè)較少，雖有以博雅輯因為代表的藥企和以北京昭衍新藥研究中心股份有限公司為代表的藥物研發(fā)服務外包企業(yè)，但依舊缺乏動植物育種公司。

3.3 產(chǎn)業(yè)環(huán)境分析

北京市基因編輯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響因素眾多，通過對國內(nèi)外政策體系和市場需求的分析，結(jié)合領(lǐng)域內(nèi)專家意見，分別從政策體系和市場環(huán)境兩個維度來分析未來10 年北京市基因編輯產(chǎn)業(yè)環(huán)境的實現(xiàn)情況。具體分析如下：

（1）未來10 年基因編輯技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的政策環(huán)境將越來越成熟。首先，在2022 年年初，政策層面已經(jīng)清除了轉(zhuǎn)基因植物用于農(nóng)業(yè)的阻礙，未來的政策很有可能放寬對基因編輯的制藥、臨床醫(yī)學等方面的限制。其次，隨著如《深圳經(jīng)濟特區(qū)細胞和基因產(chǎn)業(yè)促進條例（征求意見稿）》等地方政策的出臺，為應對未來更多的基因編輯技術(shù)研發(fā)應用活動，未來2 年～3 年內(nèi)北京市需盡早推進相關(guān)行業(yè)規(guī)范和政策指南等制定工作，對未來有可能出現(xiàn)的違法違規(guī)問題作出明確規(guī)定。此外，為應對基因編輯可能帶來的生物安全與社會倫理等問題，未來4 年～5 年內(nèi)要加強基因編輯領(lǐng)域的風險評估與創(chuàng)新管理模式，健全科研倫理審查制度，提前布局并制定相關(guān)的公共風險管理預案與監(jiān)管制度；同時由于很多關(guān)鍵性基因編輯技術(shù)都來自于國外，且大多已完成專利布局，北京市還亟須組織政策、法律、學科等相關(guān)專家建立一套基因編輯相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)運營及預警機制，為基因編輯技術(shù)未來的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展保駕護航［15］113。最后，鑒于國內(nèi)對基因編輯技術(shù)及產(chǎn)業(yè)如何監(jiān)管尚未明確，未來5 年～6 年北京市還需推動制定基因編輯規(guī)范化治理框架，保障技術(shù)、產(chǎn)品及其產(chǎn)業(yè)化的良好發(fā)展。

（2）北京市在基因編輯市場產(chǎn)業(yè)化過程中會有較大優(yōu)勢。首先，隨著中國《農(nóng)業(yè)用基因編輯植物安全評價指南（試行）》和國家級轉(zhuǎn)基因大豆、玉米品種審定標準的出臺，可以預見應用基因編輯形成的新型農(nóng)作物種子將會快速獲批并商品化，隨后，在政策允許的情況下，北京市會積極推進基因編輯技術(shù)在遺傳性疾病、腫瘤治療、異種器官移植等具有廣泛應用前景領(lǐng)域的臨床試驗工作。未來6～7年內(nèi)，新型研發(fā)的基因編輯藥物將會逐漸面世，除治療罕見病外，還可能成為北京市對抗病毒感染的一大潛在治療方法；同時，豁免或取消基因編輯作物育種的國內(nèi)監(jiān)管將會促使大學、研究機構(gòu)、技術(shù)公司、食品公司及作物育種公司等開展合作［15］104，北京市將重塑種業(yè)市場“百花齊放”競爭格局。未來7 年～8 年內(nèi)，以基因編輯為核心技術(shù)的新興生物醫(yī)藥公司將逐漸崛起并替代傳統(tǒng)化學制藥公司，顛覆傳統(tǒng)醫(yī)藥銷售模式，帶來新一輪的競爭。最后，隨著越來越多的新技術(shù)、新產(chǎn)品和新公司的出現(xiàn)，終將改變基因編輯藥物價格普遍很高的現(xiàn)狀。

3.4 主要產(chǎn)品分析

基于文獻分析、專家訪談和調(diào)查問卷進行凝練分析，對北京市未來基因編輯主要產(chǎn)品在實現(xiàn)時間、應用前景和發(fā)展階段等方面進行預見和判定。首先，以第一和第二眾數(shù)作為產(chǎn)品成熟技術(shù)實現(xiàn)時間的基礎判斷，綜合得出各項產(chǎn)品的成熟估計實現(xiàn)時間。未來基因編輯產(chǎn)業(yè)的13 個重點產(chǎn)品中，基因檢測、體外診斷試劑盒、病毒載體、核酸序列合成、基因編輯作物、基因?qū)崿F(xiàn)動物、疾病動物模型、基因編輯產(chǎn)品檢測8 項產(chǎn)品已實現(xiàn)成熟技術(shù)，基因編輯數(shù)據(jù)庫在5 年內(nèi)可實現(xiàn)成熟，治療罕見病、腫瘤、遺傳病、細菌和病毒感染的基因治療藥物4 項產(chǎn)品可在5 年～10 年內(nèi)實現(xiàn)成熟。

其次，參考李玲等［17］的研究，通過加權(quán)平均方法計算某項產(chǎn)品的應用前景綜合評價值Bi來分析產(chǎn)品未來在市場上獲益的潛能。應用前景分值范圍為1～5 分，1 分代表應用前景差，3 分代表應用前景一般，5 分代表非常具有應用前景。計算公式如下：

式（1）中：Bi為第i項基因編輯產(chǎn)品的應用前景綜合評價值；Bij表示第j位專家對第i項基因編輯產(chǎn)品的評價分數(shù)；Aij表示第j位專家對第i項基因編輯產(chǎn)品的熟悉程度；n表示專家數(shù)。

結(jié)果如表2 所示，92%的基因編輯產(chǎn)品應用前景綜合評價值都大于或等于4，未來都具有較好的應用前景。其中體外診斷試劑盒、治療腫瘤的基因治療藥物、基因檢測3 項產(chǎn)品應用前景很好，應該得到更多的支持與推動；基因編輯實驗動物未來獲益前景一般，不作為產(chǎn)品研發(fā)重點。

表2 北京市基因編輯領(lǐng)域主要產(chǎn)品應用前景評價

最后，基于問卷調(diào)查結(jié)果，明確基因編輯產(chǎn)品未來適于在北京市發(fā)展的階段。如圖3 所示，基因編輯產(chǎn)品在京最適于基礎研發(fā)，其次是技術(shù)應用，再次是提供產(chǎn)品和技術(shù)服務。其中，遺傳病、細菌及病毒感染基因治療藥物、基因編輯作物等7 種產(chǎn)品特別適用于基礎研發(fā)；基因編輯產(chǎn)品檢測特別適于提供產(chǎn)品和技術(shù)服務；基因編輯數(shù)據(jù)庫由于隱私保密問題不適于在京應用。

圖3 基因編輯產(chǎn)品適于在北京市發(fā)展的階段

3.5 關(guān)鍵技術(shù)分析

基于文獻研究、專利分析和專家咨詢凝練成多項技術(shù)列表，通過問卷調(diào)查對北京市未來基因編輯關(guān)鍵技術(shù)的熱點、難點與實現(xiàn)時間1），以及技術(shù)的重要程度、發(fā)展階段進行預見和評判。首先，對專利數(shù)據(jù)進行文本挖掘，形成技術(shù)主題聚類，結(jié)合專家意見發(fā)現(xiàn)未來10 年北京市基因編輯技術(shù)熱點主要是底層技術(shù)、基因編輯技術(shù)、遞送技術(shù)三大類的17項技術(shù)。再以眾數(shù)為基準進行預估得出各項技術(shù)的成熟實現(xiàn)時間，并進行技術(shù)難點分析，具體如表3所示。其中，新型底層技術(shù)在于實現(xiàn)中國主導的基因編輯技術(shù)革命，但其難點在于無可指導的理論依據(jù)，獲得新工具的機會渺茫；基因編輯衍生技術(shù)的難度則在于對具有修飾功能的結(jié)構(gòu)模塊的獲得、如何實現(xiàn)與底盤的融合及新型衍生技術(shù)的開拓，2030年預計在基因儲存、DNA 讀寫等會有突破。

表3 北京市基因編輯技術(shù)熱點、難點與實現(xiàn)時間

其次，通過加權(quán)平均計算各項技術(shù)的重要程度綜合評價值。結(jié)果得出，未來10 年北京市基因編輯產(chǎn)業(yè)發(fā)展最需要的是CRISPR/Cas9 等系統(tǒng)、精準基因編輯和傳統(tǒng)基因編輯技術(shù)；基因編輯衍生技術(shù)、引導基因編輯、堿基基因編輯等8 項技術(shù)需要實現(xiàn)技術(shù)突破與創(chuàng)新；RNA 編輯技術(shù)、蛋白遞送系統(tǒng)、生物可降解材料遞送系統(tǒng)、多肽遞送系統(tǒng)4 項技術(shù)的重要程度一般；ZFN 和TALEN 等 2 項技術(shù)則不是未來發(fā)展重點。

最后，基于問卷調(diào)查結(jié)果明確基因編輯各技術(shù)是否適合在北京市發(fā)展。結(jié)果顯示，基因編輯技術(shù)最適于在北京市研發(fā)，其次是應用示范，再次是產(chǎn)業(yè)化。作為全國重要的研發(fā)中心，北京市在基因編輯領(lǐng)域同樣更適合進行研發(fā)，但需注意的是，不同技術(shù)要實行不同的發(fā)展策略，如圖4 所示，要加快精準基因編輯、新型底層技術(shù)、基因編輯衍生技術(shù)等7 項技術(shù)的研發(fā)與難點突破；加快推進CRISPR/Cas9 等系統(tǒng)、生物遞送系統(tǒng)落地應用，而ZFN、TALEN和RNA編輯技術(shù)可選擇性在外地進行產(chǎn)業(yè)化。

圖4 各階段特別適于北京市發(fā)展的基因編輯技術(shù)

4 北京市基因編輯產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖的繪制

運用Microsoft Vis io 軟件繪制北京市基因編輯領(lǐng)域技術(shù)路線圖，如圖5 所示，依據(jù)各技術(shù)的重要性和產(chǎn)品的應用前景得分以不同黑白深淺的方框予以區(qū)分，連線代表強關(guān)聯(lián)關(guān)系。其中，政策環(huán)境是影響北京市基因編輯技術(shù)、產(chǎn)品、市場健康發(fā)展的政策法規(guī)體系與制度建設；市場環(huán)境是基因編輯產(chǎn)業(yè)在北京市發(fā)展的未來市場變化與發(fā)展前景；產(chǎn)品是目前及未來10 年在北京市主要推出的基因編輯產(chǎn)品品類或服務類情況；研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)體現(xiàn)在基因編輯產(chǎn)業(yè)基礎研發(fā)、技術(shù)平臺、具體應用等上下游不同環(huán)節(jié)的關(guān)鍵核心技術(shù)情況；交叉技術(shù)與科學體現(xiàn)對基因編輯領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新影響較大的交叉技術(shù)與科學。由于政策環(huán)境、市場環(huán)境均為環(huán)境性要素，因此路線圖僅對研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)和交叉技術(shù)及科學對基因編輯產(chǎn)品的影響角度進行關(guān)聯(lián)分析，將共性關(guān)鍵技術(shù)與基因編輯產(chǎn)品直接連線，如CRISPR 新系統(tǒng)、DNA 編輯技術(shù)、RNA 編輯技術(shù)、新型底層技術(shù)、脂質(zhì)遞送系統(tǒng)、生物遞送系統(tǒng)、生物可降解材料遞送系統(tǒng)、蛋白遞送系統(tǒng)均是基因治療藥物研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，而合成生物學、計算科學、人工智能技術(shù)與生物信息技術(shù)均是影響未來基因編輯產(chǎn)業(yè)研發(fā)的共性技術(shù)。

圖5 北京市基因編輯產(chǎn)業(yè)技術(shù)路線圖

5 北京市發(fā)展基因編輯產(chǎn)業(yè)的建議

基于以上對北京市基因編輯產(chǎn) 業(yè)技術(shù)路線圖的繪制，從政策與標準制定、加強原創(chuàng)性基礎研究、對產(chǎn)品和技術(shù)選擇性商業(yè)化應用、帶動基因編輯產(chǎn)業(yè)鏈上中下游協(xié)同發(fā)展、加大科普宣傳等五方面提出推動北京市發(fā)展基因編輯產(chǎn)業(yè)的對策建議如下：

（1）在基因編輯的政策及標準上可做國內(nèi)領(lǐng)先者。一是借鑒《深圳經(jīng)濟特區(qū)細胞和基因產(chǎn)業(yè)促進條例》，出臺北京市基因編輯產(chǎn)業(yè)相關(guān)條例，明確基因編輯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)責任主體，并就其職能及可能出現(xiàn)的違法違規(guī)問題作出明確規(guī)定。二是積極牽頭制定相關(guān)標準規(guī)范。北京市可優(yōu)先制定基因編輯技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化應用的使用規(guī)范與指南，再逐步擴展到制藥、臨床等方面，通過制定不同領(lǐng)域的標準規(guī)范，逐漸實現(xiàn)基因編輯技術(shù)在北京市的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

（2）發(fā)揮科技資源集中的優(yōu)勢，加強基因編輯技術(shù)的原創(chuàng)性基礎研究。一是發(fā)揮中國科學院、北京大學、博雅輯因、昭衍新藥等不同創(chuàng)新主體的研發(fā)優(yōu)勢，加強其在基因領(lǐng)域重大理論、原創(chuàng)技術(shù)、前沿交叉科學的技術(shù)研究與聯(lián)合攻關(guān)。二是加強基因編輯技術(shù)的源頭創(chuàng)新、改進與優(yōu)化。加強新型微生物核酸免疫系統(tǒng)及基因編輯新資源的研究，發(fā)現(xiàn)其中具有靶向功能的新穎性核酸免疫系統(tǒng)并揭示其工作機制，為發(fā)展新型基因編輯工具提供基礎；同時加強對基因編輯瓶頸技術(shù)的研究，如降低脫靶效應、提升靶向的精準度與效率、提高特異性等。

（3）推動基因編輯各產(chǎn)品及相關(guān)技術(shù)研發(fā)，但需有選擇性地進行產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。要大力推動病毒載體、核酸序列合成、腫瘤與遺傳病基因治療藥物、基因編輯實驗動物、疾病動物模型的技術(shù)應用和商業(yè)化?；蚓庉嫾夹g(shù)在北京市進行遺傳性疾病、腫瘤治療等生物醫(yī)學領(lǐng)域應用具有廣泛的前景，有些已進入臨床試驗階段，而基因編輯動物和疾病動物模型的研究是基因編輯從實驗室走向臨床應用的最有效途徑，北京亟須在這兩個環(huán)節(jié)取得突破性進展。此外，北京可在1～2 家三級醫(yī)療機構(gòu)試點設立內(nèi)部臨床研究管理機構(gòu)和研究型病房，用于開展基因編輯領(lǐng)域的臨床研究與臨床試驗；但由于患者及受試者隱私權(quán)問題，基因編輯數(shù)據(jù)庫在北京市應用難度較大。

（4）帶動基因編輯產(chǎn)業(yè)鏈上中下游協(xié)同發(fā)展。打破產(chǎn)業(yè)鏈條不順暢的阻礙，鼓勵從事基因編輯基礎研發(fā)的高校、科研機構(gòu)，與提供產(chǎn)品與技術(shù)服務的企業(yè)，以及藥企、動植物育種公司等，合作共建研發(fā)平臺，以市場需求引導研究成果的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，推進北京市基因編輯產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化進程，如重點推進農(nóng)作物基因組編輯育種的生產(chǎn)應用、加快臨床疾病治療及藥物治療等的應用。

（5）加強基因編輯的科學知識普及。一是北京市政府及相關(guān)部門需聯(lián)合有關(guān)科學團體開展多種形式的科普活動，讓公眾全面了解基因編輯技術(shù)與產(chǎn)品的優(yōu)缺點及潛在風險，理性看待基因編輯這把“雙刃劍”。二是北京市政府及有關(guān)部門需將基因編輯產(chǎn)業(yè)鏈條的各類主體及利益方連接起來，打造一個便于溝通與參與的交流與研發(fā)平臺［15］114，不僅可對外發(fā)布相關(guān)消息，還可有利于公眾監(jiān)督相關(guān)技術(shù)的研發(fā)及應用推廣。

6 結(jié)論

基因編輯是對北京市經(jīng)濟社會發(fā)展能起到引領(lǐng)帶動作用的新興產(chǎn)業(yè)，通過時間維度對基因編輯產(chǎn)業(yè)未來10 年發(fā)展進行預見，明確北京市高質(zhì)量發(fā)展對基因編輯關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品的需求，明晰市場及政策等因素對基因編輯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響，為北京市未來發(fā)展基因編輯產(chǎn)業(yè)提供更具方向性和前瞻性的戰(zhàn)略建議。

繪制未來10 年北京市基因編輯產(chǎn)業(yè)詳細、精準的技術(shù)路線圖，我們可以發(fā)現(xiàn)：一是北京市在基因編輯的技術(shù)開發(fā)、基礎研究上取得了一定突破，為產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展提供了良好基礎，雖然在植物基因編輯研究領(lǐng)域處于國際領(lǐng)先地位，但CRISPR/Cas9 等核心專利仍基本處于技術(shù)外圍，且上中下游產(chǎn)業(yè)鏈條協(xié)同配合仍有待完善。二是從政策舉措和市場環(huán)境來看，未來10 年需要建立健全基因編輯相關(guān)的法律和制度來引導和規(guī)范產(chǎn)業(yè)發(fā)展，面對可能帶來的生物安全與社會倫理等問題需要建立科研倫理審查和技術(shù)監(jiān)管；基因編輯未來市場產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢明顯，主要表現(xiàn)在基因編輯已成功應用于植物育種等農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，在遺傳性疾病和腫瘤治療等醫(yī)學領(lǐng)域中也具有廣泛的應用前景，未來基因編輯技術(shù)的發(fā)展和應用還會快速推動醫(yī)療行業(yè)產(chǎn)生重大變革。三是從基因編輯主要產(chǎn)品來看，體外診斷試劑盒、治療腫瘤的基因治療藥物、基因檢測等3 項產(chǎn)品應用前景廣闊，未來要加大遺傳病、細菌及病毒感染基因治療藥物、基因編輯作物等產(chǎn)品的基礎研發(fā)，加強對基因編輯產(chǎn)品檢測的技術(shù)服務，加快遺傳病、腫瘤治療藥物、病毒載體等產(chǎn)品的技術(shù)應用。四是從基因編輯技術(shù)難點來看，梳理分析了若干中長期需要攻克的技術(shù)，如中期需要開發(fā)新型CRISPR 工具，實現(xiàn)基因插入和表觀編輯、靶向示蹤的傳統(tǒng)基因編輯及其衍生技術(shù)；中遠期需要開發(fā)新型底層技術(shù)，能對未來生命體進行理想改造、創(chuàng)制及控制的時空量三維精準調(diào)控技術(shù)；遠期需要布局能與DNA 編輯相媲美的RNA 編輯技術(shù)，著重解決器官靶向問題的脂質(zhì)遞送系統(tǒng)和顯著提升基因編輯靶向效率的生物遞送系統(tǒng)。

在未來10 年，北京市基因編輯領(lǐng)域?qū)鸩叫纬捎筛咝?、研究機構(gòu)、生物科技公司、制藥公司、動植物產(chǎn)品生產(chǎn)商等構(gòu)成的愈發(fā)完整的產(chǎn)業(yè)全鏈條，創(chuàng)新研發(fā)更安全、更準確、更具特異性、更易操作的基因編輯技術(shù)，形成更安全與高效的基因編輯產(chǎn)品與服務，更廣泛地應用于人類常見病及罕見病的疾病治療等。

注釋：

1）基因編輯技術(shù)的實現(xiàn)時間與技術(shù)難點，均是根據(jù)專家咨詢意見進行整理得出。