需求牽引、核心技術(shù)驅(qū)動(dòng)的生物經(jīng)濟(jì)

戴建武

【摘要】未來10到20年，生物經(jīng)濟(jì)體量預(yù)計(jì)可達(dá)2萬億到4萬億美元，其中將近一半將來自醫(yī)療衛(wèi)生。人類健康需求將引導(dǎo)核心生物技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新與突破，后者將不斷滿足人類健康需求和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。再生醫(yī)學(xué)是以生物材料為核心、以再生因子及干細(xì)胞為重要元素，通過重建再生微環(huán)境來修復(fù)損傷的組織器官。再生醫(yī)學(xué)關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破正在讓一些不治之癥變成可治之癥，也進(jìn)一步推動(dòng)人體所有組織器官修復(fù)乃至體外制造成為可能。以人體組織器官護(hù)理、修復(fù)及置換等為主要業(yè)務(wù)的“人體4S店”正在變成現(xiàn)實(shí)，它將帶來比汽車4S店更巨大的經(jīng)濟(jì)體量。要加速再生醫(yī)學(xué)核心技術(shù)的轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，必須構(gòu)建促進(jìn)再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的微環(huán)境，即通過打造產(chǎn)業(yè)集群形成從原料到臨床服務(wù)的產(chǎn)業(yè)鏈，配套以政策及產(chǎn)業(yè)基金扶持、人才培養(yǎng)、監(jiān)管政策研究、知識(shí)產(chǎn)權(quán)服務(wù)、產(chǎn)品檢測(cè)及注冊(cè)服務(wù)等重要要素。

【關(guān)鍵詞】再生醫(yī)學(xué)? 生物經(jīng)濟(jì)? 組織器官修復(fù)? 人體4S店

【中圖分類號(hào)】 R318? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2022.14.003

引言

2022年5月10日，國家發(fā)展改革委印發(fā)《“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》），生物經(jīng)濟(jì)在國內(nèi)引發(fā)熱議?！兑?guī)劃》指出，“生物經(jīng)濟(jì)以生命科學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步為動(dòng)力，以保護(hù)開發(fā)利用生物資源為基礎(chǔ)，以廣泛深度融合醫(yī)藥、健康、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、能源、環(huán)保、材料等產(chǎn)業(yè)為特征”，正在勾勒人類社會(huì)未來發(fā)展的美好藍(lán)圖?！兑?guī)劃》還明確了生物經(jīng)濟(jì)的四個(gè)重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域：順應(yīng)“以治病為中心”轉(zhuǎn)向“以健康為中心”的新趨勢(shì)，發(fā)展面向人民生命健康的生物醫(yī)藥;順應(yīng)“解決溫飽”轉(zhuǎn)向“營養(yǎng)多元”的新趨勢(shì)，發(fā)展面向農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的生物農(nóng)業(yè);順應(yīng)“追求產(chǎn)能產(chǎn)效”轉(zhuǎn)向“堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先”的新趨勢(shì)，發(fā)展面向綠色低碳的生物質(zhì)替代應(yīng)用;順應(yīng)“被動(dòng)防御”轉(zhuǎn)向“主動(dòng)保障”的新趨勢(shì)，加強(qiáng)國家生物安全風(fēng)險(xiǎn)防控和治理體系建設(shè)。由此可見，生物醫(yī)藥行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步是生物經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域之一。

國家發(fā)改委創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展中心主任白京羽在解讀《規(guī)劃》時(shí)表示，通過5年的努力，力爭(zhēng)到2025年，我國生物經(jīng)濟(jì)總量達(dá)到22萬億元，其中核心產(chǎn)業(yè)總量超過7.5萬億元，從而使生物經(jīng)濟(jì)成為推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的強(qiáng)勁動(dòng)力。[1]5月14日，《瞭望新聞周刊》刊登《九問生物經(jīng)濟(jì)時(shí)代》一文，提出生物革命將在未來10到20年內(nèi)產(chǎn)生2萬億到4萬億美元的直接經(jīng)濟(jì)影響，其中將近一半來自醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)。[2]

隨著人類對(duì)美好生活的不斷追求，人類的健康需求也不斷提升，醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)對(duì)基于生命科學(xué)及生物技術(shù)的產(chǎn)品與技術(shù)的需求不斷增長。人類健康需求將引導(dǎo)核心生物技術(shù)的創(chuàng)新與突破，持續(xù)的核心生物技術(shù)突破將成為常態(tài)并不斷驅(qū)動(dòng)生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

醫(yī)療衛(wèi)生相關(guān)的生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展將得益于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步。以再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?yàn)槔S著核心技術(shù)的不斷突破，人類的一些不治之癥正在變成可治之癥。例如，神經(jīng)再生膠原支架的成功研制及治療脊髓損傷臨床研究表明其安全有效，可注射膠原再生支架引導(dǎo)心肌再生、膠原支架修復(fù)子宮內(nèi)膜的臨床研究取得成功，必然會(huì)在提高人類健康水平的同時(shí)促進(jìn)生物經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。生物經(jīng)濟(jì)是由需求牽引、由核心生物技術(shù)突破驅(qū)動(dòng)的。

再生醫(yī)學(xué)核心技術(shù)是構(gòu)建組織器官再生的微環(huán)境

一些低等動(dòng)物如海星、渦蟲、蠑螈等，肢體受到嚴(yán)重傷害后，在一定時(shí)間內(nèi)（如兩個(gè)月左右）可以長出新的肢體;海參在應(yīng)激狀態(tài)下可以完全去掉自身的消化器官，在外界環(huán)境恢復(fù)正常后，整個(gè)消化系統(tǒng)可以完美再生。人類一直夢(mèng)想能再生，甚至長生不老。然而，相對(duì)于低等動(dòng)物來講，由于經(jīng)歷了長期的生命進(jìn)化過程，人體組織器官結(jié)構(gòu)與功能高度精細(xì)分化，但同時(shí)也失去了再生能力。

20世紀(jì)80年代出現(xiàn)的再生醫(yī)學(xué)為人類的再生夢(mèng)想帶來了希望。再生醫(yī)學(xué)是在對(duì)人體組織器官發(fā)育過程充分了解的基礎(chǔ)上，通過生物材料支架、再生因子、干細(xì)胞等來重建組織器官發(fā)育的微環(huán)境，引導(dǎo)組織器官再生或者在體外實(shí)現(xiàn)組織器官制造。再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展建立在許多基礎(chǔ)科學(xué)之上，經(jīng)過40年的發(fā)展已經(jīng)趨于成熟。發(fā)育生物學(xué)是再生醫(yī)學(xué)的根基。發(fā)育生物學(xué)研究組織器官及個(gè)體的形成過程，通過對(duì)組織器官形成過程的了解，可以解析組織器官發(fā)育的微環(huán)境，包括細(xì)胞的變化及互作、信號(hào)分子的空間分布等。生物材料是構(gòu)建再生微環(huán)境的核心，它可以作為支架調(diào)控微環(huán)境再生因子信號(hào)的分布，調(diào)控微環(huán)境中的細(xì)胞包括干細(xì)胞的生長、遷移、分化及組織的形成。再生因子在組織再生過程中可以激活細(xì)胞，特別是內(nèi)源細(xì)胞。微環(huán)境中再生因子存在時(shí)空分布及濃度梯度。干細(xì)胞由于具有分化為多種功能細(xì)胞的能力而被稱為種子細(xì)胞，也被再生醫(yī)學(xué)寄予厚望。在組織原位再生過程中，內(nèi)源干細(xì)胞發(fā)揮了重要作用。

二十多年來，干細(xì)胞研究的兩次重大突破引起了社會(huì)對(duì)再生醫(yī)學(xué)的極大關(guān)注，推動(dòng)了再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展。第一次是1998年胚胎干細(xì)胞的克隆。胚胎干細(xì)胞的分離和培養(yǎng)成功讓科學(xué)家可以更好地研究和利用干細(xì)胞。2006年通過四個(gè)因子誘導(dǎo)成體細(xì)胞獲得具有胚胎干細(xì)胞特性的細(xì)胞（iPS細(xì)胞）是干細(xì)胞研究的另外一個(gè)里程碑，日本京都大學(xué)教授山中伸彌因此獲得2012年度諾貝爾獎(jiǎng)。體外培養(yǎng)的干細(xì)胞作為再生醫(yī)學(xué)的種子細(xì)胞，在實(shí)際應(yīng)用中還存在許多障礙，例如，在體內(nèi)向功能細(xì)胞分化的調(diào)控及分化效率的提高還有賴關(guān)鍵技術(shù)的突破。

用于再生醫(yī)學(xué)的生物材料除了能提供物理支撐外，還需要具備可降解特性及良好的生物相容性。生物材料作為再生醫(yī)學(xué)的核心，其來源具有多樣性。有生物來源，如膠原蛋白、殼聚糖、透明質(zhì)酸（玻尿酸）、絲素蛋白等，也有化學(xué)合成的高分子生物材料，如多聚乳酸等。膠原蛋白材料的主要來源是動(dòng)物組織，如動(dòng)物皮膚、肌腱等組織富含膠原蛋白。膠原蛋白是哺乳動(dòng)物進(jìn)化過程中高度保守的結(jié)構(gòu)蛋白，常見哺乳動(dòng)物如豬牛羊的膠原蛋白與人的高度相似。以動(dòng)物膠原蛋白材料為基礎(chǔ)的組織修復(fù)醫(yī)療器械產(chǎn)品有長達(dá)幾十年的臨床應(yīng)用歷史，被證明安全、有效。隨著膠原蛋白提取工藝的發(fā)展及滅菌技術(shù)的提升和對(duì)原料來源的管控，動(dòng)物來源的膠原蛋白將具有更廣泛的用途。近三十年來，陸續(xù)有研發(fā)人員通過基因重組技術(shù)生產(chǎn)人膠原蛋白。但由于膠原蛋白分子巨大（單鏈氨基酸數(shù)量超過1000），而基因工程重組的人膠原蛋白只能是膠原蛋白片段（300～500個(gè)氨基酸），這些片段不能形成膠原蛋白固有的三螺旋超級(jí)結(jié)構(gòu)。因此重組人膠原蛋白缺乏組織再生支架需要的力學(xué)強(qiáng)度，且容易降解，目前多用于護(hù)膚品的添加劑。

綜上所述，再生醫(yī)學(xué)是以生物材料支架為核心，以再生因子、細(xì)胞（包括干細(xì)胞）等要素來重建發(fā)育的微環(huán)境，讓損傷的組織器官再次發(fā)育。生物材料產(chǎn)品在再生醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用中適應(yīng)癥及產(chǎn)品路徑清晰，大多數(shù)產(chǎn)品符合國家規(guī)定的二類、三類醫(yī)療器械分類標(biāo)準(zhǔn)，植入性醫(yī)療器械是生物經(jīng)濟(jì)中高端醫(yī)療器械的重要組成部分。2021年3月，《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》在“構(gòu)筑產(chǎn)業(yè)體系新支柱”中提出，“推動(dòng)生物技術(shù)和信息技術(shù)融合創(chuàng)新，加快發(fā)展生物醫(yī)藥、生物育種、生物材料、生物能源等產(chǎn)業(yè)，做大做強(qiáng)生物經(jīng)濟(jì)”。作為再生醫(yī)學(xué)核心的生物材料，無疑會(huì)成為生物經(jīng)濟(jì)的熱點(diǎn)之一。

再生醫(yī)學(xué)核心技術(shù)突破推動(dòng)生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展

再生醫(yī)學(xué)關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破正在讓一些不治之癥變成可治之癥，讓不斷增加的老齡化相關(guān)的退行性疾病有了治療方案，讓出生缺陷得以修復(fù)以提升人口質(zhì)量，讓傳統(tǒng)生物材料填充及修復(fù)的醫(yī)美技術(shù)變成靶向組織再生的再生醫(yī)美技術(shù)來滿足人類對(duì)健康和美的不懈追求，并不斷驅(qū)動(dòng)生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

脊髓損傷、子宮內(nèi)膜損傷等不再是不治之癥。盡管近百年來人類醫(yī)療衛(wèi)生水平已經(jīng)有了非常大的提高，但是還有不少疾病依然讓醫(yī)生束手無策。近年來，再生醫(yī)學(xué)關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破，正在將一些不治之癥變成可治之癥。

脊髓組織是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的一部分，它像電纜一樣承擔(dān)大腦與四肢的通訊鏈接，傳遞感覺信號(hào)及運(yùn)動(dòng)指令。由于事故及疾病等導(dǎo)致的脊髓損傷，在損傷部位以下，患者將失去感覺與運(yùn)動(dòng)能力，也稱為截癱。幾千年來，脊髓損傷是不治之癥，盡管近代以來康復(fù)醫(yī)學(xué)有很大的發(fā)展。脊髓損傷患者多為年輕人，受傷后的幾十年里，殘疾人的生活會(huì)給家庭帶來巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。即使是一個(gè)富裕的家庭，也會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)家庭成員的脊髓損傷變得一貧如洗。據(jù)美國統(tǒng)計(jì)，一名脊髓損傷患者一生護(hù)理費(fèi)用高達(dá)500萬～1000萬美元。[3]脊髓損傷成為不治之癥是因?yàn)橹袠猩窠?jīng)損傷后形成了抑制神經(jīng)再生的微環(huán)境。筆者帶領(lǐng)的再生醫(yī)學(xué)團(tuán)隊(duì)用了20年時(shí)間研制了有序膠原支架（NeuroRegen??支架），可重建脊髓再生微環(huán)境，引導(dǎo)脊髓神經(jīng)再生。該產(chǎn)品于2014年開始臨床試驗(yàn)，2015年1月16日，首例脊髓損傷病人順利入組。7年多來，NeuroRegen?支架治療脊髓損傷的臨床研究共入組了100多例完全性脊髓損傷病人，近期針對(duì)近70例患者長達(dá)5年的臨床隨訪證明，NeuroRegen?支架治療脊髓損傷安全、有效。脊髓損傷正在成為可治之癥，我國現(xiàn)有脊髓損傷病人200余萬，每年新增12～14萬人，NeuroRegen?支架產(chǎn)品給脊髓損傷病人搭起了希望之橋。

人工流產(chǎn)手術(shù)會(huì)導(dǎo)致子宮內(nèi)膜損傷，部分人群（2%～20%）將會(huì)發(fā)生宮腔粘連、瘢痕化，導(dǎo)致不孕不育。我國大約有幾百萬由子宮內(nèi)膜損傷導(dǎo)致不孕不育的婦女。重度宮腔粘連導(dǎo)致的不孕不育曾經(jīng)是不治之癥。筆者帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)針對(duì)內(nèi)膜再生的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一款膠原蛋白材料支架，并與南京鼓樓醫(yī)院胡婭麗教授團(tuán)隊(duì)合作，在動(dòng)物模型中證明其可以引導(dǎo)子宮內(nèi)膜再生;2013年，南京鼓樓醫(yī)院開始將該產(chǎn)品用于子宮內(nèi)膜再生修復(fù)的臨床研究。2014年7月17日，第一個(gè)子宮內(nèi)膜再生臨床研究的健康嬰兒誕生，標(biāo)志著子宮內(nèi)膜重度粘連成為可治之癥。至今該臨床研究共誕生了70余位再生醫(yī)學(xué)寶寶。子宮內(nèi)膜再生修復(fù)產(chǎn)品的成功研制，可以拯救許多因不能生育而破碎的家庭。

子宮內(nèi)膜再生修復(fù)產(chǎn)品與脊髓損傷修復(fù)產(chǎn)品一起被選入中國科學(xué)院改革開放四十周年成果展。再生醫(yī)學(xué)關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破和產(chǎn)品的研制，可為越來越多的不治之癥提供治療手段。這不僅可以更全面地滿足人類的健康需求，讓更多患者恢復(fù)健康，同時(shí)，其所帶來的醫(yī)療收入也在不斷提升生物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)規(guī)模，為再生醫(yī)學(xué)的進(jìn)一步突破提供資金支持。

再生醫(yī)學(xué)為老齡化相關(guān)的組織器官退行性疾病的治療帶來希望。隨著生活水平與醫(yī)療健康水平的提升，我國人口平均壽命顯著增長，同時(shí)人口老齡化也日趨嚴(yán)重。2020年，我國65歲以上老齡人口達(dá)到1.91億，占總?cè)丝诒戎氐?3.5%，全球每4個(gè)老年人中就有1個(gè)中國人。預(yù)計(jì)2057年中國65歲以上人口將達(dá)峰值的4.25億人，占總?cè)丝诒戎氐?2.9%～37.6%。2020年中國80歲及以上人口約3660萬，預(yù)計(jì)2050年將增至1.59億，高齡老人可能面臨更為嚴(yán)峻的健康問題（如表1所示）。[4]

人體的所有組織器官隨著年齡的增長都會(huì)逐漸出現(xiàn)退行性病變，逐漸喪失正常的生理機(jī)能，直至失能。組織器官的退行性病變發(fā)生率是隨著年齡增長而升高的。隨著年齡增長，一系列退行性病變?nèi)珀P(guān)節(jié)損傷、眼底黃斑變性等都會(huì)影響高齡老人的健康，嚴(yán)重降低其生活質(zhì)量。

關(guān)節(jié)特別是膝關(guān)節(jié)損傷是高頻率影響老年人生活的一種退行性疾病。膝關(guān)節(jié)在人一生的運(yùn)動(dòng)中承擔(dān)比體重大得多的重力，所以非常容易受到傷害。由于成熟的關(guān)節(jié)腔內(nèi)缺乏豐富的血液供應(yīng)，關(guān)節(jié)損傷后很難痊愈。日積月累，老年人關(guān)節(jié)損傷發(fā)病率非常高，關(guān)節(jié)損傷也是導(dǎo)致高齡老人喪失運(yùn)動(dòng)能力，生活質(zhì)量嚴(yán)重下降的疾病之一。臨床上使用金屬材料做成的人工關(guān)節(jié)進(jìn)行置換，是目前解決這一問題的主要手段。雖然人工關(guān)節(jié)在使用上還有許多局限，但其使部分病人重新獲得了行走能力，同時(shí)也帶來了千億級(jí)的市場(chǎng)。

通過生物材料支架，利用再生因子、干細(xì)胞等可以重建關(guān)節(jié)再生的微環(huán)境，可以在關(guān)節(jié)損傷后及時(shí)幫助機(jī)體修復(fù)，可以減少老年人換關(guān)節(jié)的概率。隨著年齡的增長，人體組織功能是系統(tǒng)退化的。關(guān)節(jié)僅是運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的一部分，骨質(zhì)疏松也是高發(fā)的老年性病變。如果關(guān)節(jié)損傷伴有嚴(yán)重骨質(zhì)疏松，即使做人工關(guān)節(jié)置換，也不能支撐人體運(yùn)動(dòng)，所以運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的修復(fù)和維護(hù)還需要解決老年人骨質(zhì)疏松的問題。再生醫(yī)學(xué)可以通過提前對(duì)機(jī)體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)做好再生修復(fù)，減少或減慢由于年齡增長導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)退化，提高高齡老人生活質(zhì)量。

眼底黃斑變性是老年人喪失視力的重要病因。眼睛的黃斑位于眼球壁最內(nèi)層的后極部，由于該區(qū)含有豐富的黃色素而得名。黃斑的中央有一個(gè)小凹陷區(qū)，稱為黃斑中心凹。中心凹處只有視錐細(xì)胞，該處神經(jīng)元的傳遞呈單線連接，是視網(wǎng)膜上視覺最敏銳的部位。黃斑區(qū)沒有血管，因此黃斑病變后很難自身修復(fù)。通過再生醫(yī)學(xué)技術(shù)重建再生微環(huán)境，減少黃斑區(qū)神經(jīng)細(xì)胞的死亡，補(bǔ)充損失的視錐細(xì)胞，將可為老年性黃斑變性提供干預(yù)手段，對(duì)于減少由于眼底黃斑變性導(dǎo)致老人失明、提高其生活自理能力及生活質(zhì)量有重要意義。

應(yīng)對(duì)人口老齡化已上升為我國國家戰(zhàn)略，2022年《政府工作報(bào)告》提出，“積極應(yīng)對(duì)人口老齡化”“優(yōu)化城鄉(xiāng)養(yǎng)老服務(wù)供給”“推動(dòng)老齡事業(yè)和產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”。生物經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展將推動(dòng)再生醫(yī)學(xué)不斷發(fā)展，推動(dòng)老年人疾病治療技術(shù)不斷實(shí)現(xiàn)突破，為積極應(yīng)對(duì)人口老齡化提供支撐，讓老年人享受健康幸福生活;與此同時(shí)，再生醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步也將推動(dòng)生物經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷擴(kuò)大。

出生缺陷的再生修復(fù)與人口質(zhì)量提升。出生缺陷又稱先天異常，是指胚胎或胎兒在發(fā)育過程中所發(fā)生的結(jié)構(gòu)或者功能異常。出生缺陷的病因復(fù)雜，可由遺傳因素和環(huán)境因素導(dǎo)致。WHO提出的出生缺陷預(yù)防和控制三級(jí)干預(yù)的措施包括：以出生缺陷病因?qū)W預(yù)防為目標(biāo)的一級(jí)措施;以宮內(nèi)早診斷減少缺陷兒出生或進(jìn)行宮內(nèi)治療為目標(biāo)的二級(jí)預(yù)防措施;以出生后早診斷和早治療來提高患兒生存質(zhì)量、減少致殘率為目標(biāo)的三級(jí)預(yù)防措施。

2016年，國家啟動(dòng)了生殖健康及重大出生缺陷防控研究專項(xiàng)。首批立項(xiàng)項(xiàng)目涉及“建立和完善中國人群育齡人口隊(duì)列和出生人口隊(duì)列”、“開展生殖健康與出生缺陷相關(guān)疾病發(fā)病機(jī)制研究”及“實(shí)現(xiàn)出生缺陷出生前阻斷的前沿技術(shù)突破，研發(fā)出生缺陷和遺傳病治療新技術(shù)新產(chǎn)品”3個(gè)重點(diǎn)任務(wù)，共立項(xiàng)9個(gè)，國撥經(jīng)費(fèi)總計(jì)3.6億元。筆者主持的“出生缺陷組織器官再生修復(fù)產(chǎn)品的研發(fā)”項(xiàng)目，針對(duì)常見出生缺陷如唇腭裂、脊柱裂、尿道裂、新生兒疝、新生兒無陰道及先天性心臟房室膈缺損等（如表2所示）開展了再生醫(yī)學(xué)修復(fù)產(chǎn)品的研發(fā)，設(shè)計(jì)出針對(duì)上述出生缺陷的基于生物材料的一系列醫(yī)療器械產(chǎn)品，其中一些產(chǎn)品已經(jīng)或者即將開展臨床研究。

陰道缺失或缺損的出生缺陷在每年出生嬰兒中大約發(fā)生1萬例左右。但是大多數(shù)患者在青少年性成熟時(shí)才被確診。目前臨床上常用的手術(shù)重建陰道主要有兩種方法，一種是通過使用不同體積的支具來制造穴道，另一種是用自體腸道的一部分來重建穴道，兩種方法都會(huì)發(fā)生攣縮、黏連，患者需要長期帶支具，在生活中常常有自卑、遠(yuǎn)離社交的傾向。根據(jù)人體陰道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原創(chuàng)性的雙層結(jié)構(gòu)的陰道重建膠原基質(zhì)材料支架產(chǎn)品，一層將引導(dǎo)陰道上皮化，防止黏連，另外一層將引導(dǎo)肌肉組織再生與神經(jīng)再生，既可以減少攣縮，又可以為患者帶來感覺，減少帶支具的不便，將可能提高患者生活質(zhì)量和社交信心。通過長期豬陰道缺損模型中的陰道重建研究，發(fā)現(xiàn)該陰道重建支架產(chǎn)品能有效引導(dǎo)上皮、肌肉組織及神經(jīng)末梢的再生，該產(chǎn)品正在開展臨床研究。

人體通過膈肌把胸腔和腹腔隔開，保障了腹腔內(nèi)器官不對(duì)胸腔內(nèi)的肺呼吸及心跳動(dòng)帶來干擾。新生兒膈疝是胎兒發(fā)育過程中膈肌出現(xiàn)缺陷。由于胸腔的負(fù)壓，腹腔的器官就可能進(jìn)入胸腔對(duì)嬰兒肺的擴(kuò)張帶來影響，我國每年會(huì)有幾千例新生兒膈疝發(fā)生，但大多在出生缺陷二期防控階段被終止妊娠。隨著新生兒醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，兒外科專家們發(fā)現(xiàn)，如果在新生兒出生后立即進(jìn)行手術(shù)，修復(fù)膈肌缺損，新生兒大概率可以生存和正常發(fā)育。根據(jù)膈肌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三層膈肌再生修復(fù)生物材料支架產(chǎn)品，目前正在動(dòng)物模型中試驗(yàn)，希望不久的將來可以用來治療新生兒膈疝，拯救成百上千的幼小生命。

據(jù)《中國出生缺陷防治報(bào)告》統(tǒng)計(jì)，我國每年新生兒約為1600萬人，出生缺陷發(fā)生率約為5.6%，接近100萬例。近年來，隨著“三胎”政策出臺(tái)，產(chǎn)婦高齡、環(huán)境等因素對(duì)提升人口素質(zhì)帶來了新挑戰(zhàn)，再生醫(yī)學(xué)將在出生缺陷的組織器官修復(fù)、我國人口質(zhì)量提高以及人口健康相關(guān)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮重要作用。

醫(yī)美行業(yè)的藍(lán)海。醫(yī)美經(jīng)濟(jì)的發(fā)展可以在一定程度上反映人類生活水平的提升和人們對(duì)生活品質(zhì)的不懈追求。醫(yī)學(xué)美容可分為手術(shù)類（重整形）和非手術(shù)類（輕醫(yī)美）。我國非手術(shù)類醫(yī)美市場(chǎng)規(guī)模在整體醫(yī)美市場(chǎng)規(guī)模中占比較大（如圖1所示）。美國2012年醫(yī)學(xué)雜志統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在非手術(shù)類醫(yī)美中，無創(chuàng)或微創(chuàng)進(jìn)行組織填充的注射美容占比為86%[5]。按材料來源及性質(zhì)分類，當(dāng)前注射填充劑基本可分為人工合成材料、生物性材料、自體移植物、干細(xì)胞和其他注射藥物（如圖2所示），其中基于生物材料的組織填充是醫(yī)美行業(yè)增長最快的領(lǐng)域。近年來，玻尿酸作為我國注射醫(yī)美填充物市場(chǎng)份額最高的組織填充材料（如圖3所示），造就了愛美客、華熙生物等多個(gè)市值超過千億的制造企業(yè)。玻尿酸又名透明質(zhì)酸，通過將玻尿酸注射到真皮淺層或者深層，可以幫助局部面部輪廓塑形、填充。玻尿酸代謝相對(duì)比較快，而且由于其較強(qiáng)的吸水性，細(xì)胞不易長入，故不能引導(dǎo)組織再生，玻尿酸填充整形幾個(gè)月后往往需要重復(fù)注射。

除了玻尿酸以外，不斷有新的生物材料用于組織填充，如膠原蛋白材料、高分子微球以及近期受到關(guān)注的重組人膠原蛋白等。來源于動(dòng)物的膠原蛋白具有膠原蛋白的三螺旋結(jié)構(gòu)，具有良好的生物相容性，是非常優(yōu)秀的填充材料。由于高分子微球使用的材料是化學(xué)合成高分子，在體內(nèi)降解較慢，填充時(shí)間可能比玻尿酸更長。新近進(jìn)入醫(yī)美領(lǐng)域的重組人膠原蛋白，是通過基因工程生產(chǎn)的人的膠原蛋白的片段，由于達(dá)不到完整膠原蛋白超長分子及三螺旋的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)蛋白特點(diǎn)，支撐組織的強(qiáng)度可能不夠高，降解速度可能較快?？傊?，目前用于組織填充的醫(yī)美產(chǎn)品主要還是通過組織的物理占位，往往需要重復(fù)填充。

隨著對(duì)人的皮膚及其附件發(fā)育過程的深度理解，基于組織再生的再生醫(yī)美正在實(shí)現(xiàn)。通過靶向引導(dǎo)皮下組織再生而不是簡單填充，可以實(shí)現(xiàn)輪廓塑形;通過引導(dǎo)皮膚細(xì)胞的活性，可以有效提升皮膚的彈性;通過調(diào)控毛囊干細(xì)胞的活性，可以促進(jìn)毛發(fā)再生;通過皮膚的完美再生，可以有效消除皮膚瘢痕。靶向組織再生技術(shù)將不斷滿足人類對(duì)美的不懈追求。

此外，醫(yī)美不僅針對(duì)皮膚組織。整形醫(yī)學(xué)涉及人體的多種組織，骨組織、軟骨組織、肌腱組織、神經(jīng)組織，以及血管組織等組織再生技術(shù)都是醫(yī)美所需要的。骨組織及軟骨組織的有效再生，對(duì)于輪廓整形至關(guān)重要。

持續(xù)進(jìn)步的再生醫(yī)學(xué)技術(shù)，將會(huì)源源不斷用于滿足人的美學(xué)重建，同時(shí)也將馳騁于醫(yī)美經(jīng)濟(jì)這片浩瀚的藍(lán)海。據(jù)艾瑞咨詢數(shù)據(jù)，2020年，中國輕醫(yī)美用戶市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1520萬人，市場(chǎng)規(guī)模為545億元（如圖1所示）。在醫(yī)美行業(yè)快速增長的同時(shí)，醫(yī)美用戶還在同時(shí)向低年齡用戶群和男性用戶群擴(kuò)展。

“人體4S店”正在變成現(xiàn)實(shí)。汽車4S店是一種集整車銷售（Sale）、零配件（Spare parts）、售后服務(wù)（Service）、信息反饋（Survey）為一體的汽車銷售企業(yè)。在汽車4S店的獲利中，整車銷售、配件、維修的比例為2：1：4，維修服務(wù)獲利是汽車獲利的主要部分。筆者于2014年提出了“人體4S店”的概念（如圖4所示）。人和汽車一樣，也需要對(duì)每個(gè)“零部件”進(jìn)行及時(shí)養(yǎng)護(hù)，預(yù)防出故障;在生命發(fā)展過程中，不斷會(huì)有“零部件”出現(xiàn)問題，需要及時(shí)修理;當(dāng)某些部件不能修復(fù)時(shí)，也需要更換。隨著再生醫(yī)學(xué)的技術(shù)突破及產(chǎn)品涌現(xiàn)，“人體4S店”提供的人體組織器官護(hù)理、維修乃至器官更換的服務(wù)將保障更多人健康地活到120歲。

“人體4S店”的技術(shù)基礎(chǔ)是不斷進(jìn)步的再生醫(yī)學(xué)技術(shù)。再生醫(yī)學(xué)的技術(shù)與產(chǎn)品將為人體的組織器官護(hù)理提供有效手段。例如，皮膚的及時(shí)修復(fù)可以防止皮膚的進(jìn)一步損傷;關(guān)節(jié)的及時(shí)養(yǎng)護(hù)，可以避免年長后關(guān)節(jié)完全喪失功能;接觸粉塵環(huán)境后及時(shí)進(jìn)行肺的再生護(hù)理可以避免肺纖維化;眼睛的再生護(hù)理可以預(yù)防近視眼和老花眼;消化道的再生護(hù)理可以提升整個(gè)人體的生理機(jī)能。再生醫(yī)學(xué)的技術(shù)與產(chǎn)品也可在人體組織器官受到損傷時(shí)進(jìn)行及時(shí)修復(fù)。如果脊髓損傷在兩周內(nèi)能得到治療，運(yùn)動(dòng)功能得以恢復(fù)的幾率會(huì)大大提高;心梗以后及時(shí)引導(dǎo)心肌再生可以避免心衰;子宮內(nèi)膜的及時(shí)再生修復(fù)可以避免人流手術(shù)可能導(dǎo)致的不孕不育;角膜的再生修復(fù)可以避免角膜損傷致盲;肌腱斷裂后及時(shí)再生修復(fù)可以讓運(yùn)動(dòng)員盡快返回運(yùn)動(dòng)場(chǎng)。以生物材料為核心的再生醫(yī)學(xué)技術(shù)及產(chǎn)品將可以讓所有人體組織器官損傷得以再生修復(fù)。

發(fā)育生物學(xué)指導(dǎo)下的基于生物材料、細(xì)胞與組織器官發(fā)育的關(guān)鍵信號(hào)分子等要素的體外組織器官制造是再生醫(yī)學(xué)的重要研究內(nèi)容。中國科學(xué)院在2017年啟動(dòng)了“器官重建與制造”戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)。筆者所在團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了體外制造脊髓組織的任務(wù)。通過對(duì)人脊髓發(fā)育過程中細(xì)胞的動(dòng)態(tài)變化及微環(huán)境解析，我們初步完成了多種細(xì)胞的脊髓組織制造，在猴子脊髓損傷模型上初步證明了體外制造脊髓的生物學(xué)功能，2022年有望開展臨床研究。人體組織器官的制造為未來人體組織器官替換提供了可能。

正在變成現(xiàn)實(shí)的“人體4S店”基于再生醫(yī)學(xué)技術(shù)及產(chǎn)品，以護(hù)理店及臨床機(jī)構(gòu)群為形式，提供人體組織器官護(hù)理、修復(fù)、更換等服務(wù)，不僅可以顯著提升人類的健康水平，同時(shí)也將貢獻(xiàn)更大的生物經(jīng)濟(jì)體量。

構(gòu)建再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的微環(huán)境

組織器官再生的核心是重建再生的微環(huán)境。微環(huán)境可以提供組織再生需要的多種細(xì)胞并促進(jìn)這些細(xì)胞生長、分化及形成組織器官的多種信號(hào)分子。同樣，再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展也需要一個(gè)合適的微環(huán)境。

國家政策鼓勵(lì)在京津冀、長三角和粵港澳發(fā)展醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)集群，完善產(chǎn)業(yè)鏈。與醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)相比，再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)處于幼年期，規(guī)模小，很多技術(shù)及相關(guān)法規(guī)都有待完善。但這正是千載難逢的發(fā)展機(jī)遇，再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展也需要形成產(chǎn)業(yè)集群，從原料供應(yīng)到臨床服務(wù)的產(chǎn)業(yè)鏈，打造一個(gè)適合行業(yè)發(fā)展的微環(huán)境。

圍繞再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)，最為關(guān)鍵的是加速再生醫(yī)學(xué)核心技術(shù)的轉(zhuǎn)化。盡管國家出臺(tái)政策鼓勵(lì)企業(yè)加大研發(fā)投入，但與海外醫(yī)藥龍頭企業(yè)相比，我國醫(yī)藥企業(yè)研發(fā)投入仍普遍偏低，部分原因還是由于國內(nèi)企業(yè)研發(fā)基礎(chǔ)弱、產(chǎn)出效率低。因此，加大高校和科研院所成果的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化及團(tuán)隊(duì)的引進(jìn)可能更為重要。這需要地方政府著眼于未來，為再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)量身定制配套的產(chǎn)業(yè)支撐政策。

第一，地方政府的再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)基金是再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)的資金保障。國內(nèi)投資機(jī)構(gòu)普遍缺乏國外投資機(jī)構(gòu)的長線投資忍耐度，更偏好短平快項(xiàng)目或者成熟的項(xiàng)目。錦上添花對(duì)于再生醫(yī)學(xué)這個(gè)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展來說絲毫無益，再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要產(chǎn)業(yè)基金做更多雪中送炭的事情，確保襁褓中的初創(chuàng)企業(yè)能夠正常發(fā)育和成長。面對(duì)初創(chuàng)的再生醫(yī)學(xué)企業(yè)，政府產(chǎn)業(yè)基金應(yīng)引領(lǐng)首輪投資，幫助企業(yè)盡快啟動(dòng)，待企業(yè)初具規(guī)模、產(chǎn)品管線清晰后，可以協(xié)助引進(jìn)投資機(jī)構(gòu)，引導(dǎo)企業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展軌道。

第二，健全的法律制度和監(jiān)管機(jī)制是再生醫(yī)學(xué)集群發(fā)展創(chuàng)新與規(guī)范化發(fā)展的基礎(chǔ)。再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)不斷創(chuàng)新，很多產(chǎn)品設(shè)計(jì)與應(yīng)用沒有現(xiàn)成的法規(guī)可依。因此，需要建立專業(yè)團(tuán)隊(duì)，與國家食品藥品監(jiān)督管理相關(guān)部門保持溝通，共同制定行業(yè)監(jiān)管政策，創(chuàng)新產(chǎn)品的審評(píng)路徑，讓企業(yè)在再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)品研發(fā)過程中少走彎路，同時(shí)引導(dǎo)企業(yè)突破產(chǎn)品研發(fā)過程中的思維瓶頸。

第三，專業(yè)的人才隊(duì)伍是推動(dòng)再生醫(yī)學(xué)不斷實(shí)現(xiàn)突破的核心力量。當(dāng)前，再生醫(yī)學(xué)缺乏產(chǎn)業(yè)化人才。作為產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)的一部分，做好人才引進(jìn)和培養(yǎng)可以極大助力再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因?yàn)樵偕t(yī)學(xué)是一個(gè)新興行業(yè)，人才隊(duì)伍建設(shè)需要以自主培養(yǎng)為主。培養(yǎng)方式既包括開辦專業(yè)人才培訓(xùn)班，也可以與當(dāng)?shù)馗咝?、技?；蛑袑：献鳎ㄏ蚺囵B(yǎng)再生醫(yī)學(xué)人才，不斷為企業(yè)輸送新鮮血液。

第四，高效的技術(shù)平臺(tái)和專業(yè)且強(qiáng)有力的企業(yè)服務(wù)團(tuán)隊(duì)是再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展的助推器。專業(yè)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)服務(wù)團(tuán)隊(duì)、產(chǎn)品檢驗(yàn)及注冊(cè)服務(wù)團(tuán)隊(duì)可以在初創(chuàng)期為企業(yè)節(jié)省大量人力成本，同時(shí)也會(huì)顯著提升企業(yè)產(chǎn)品研發(fā)效率。

以上是再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)微環(huán)境的重要組成部分。筆者大約8年前提出建立再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)集群微環(huán)境的想法，近年來在不斷同地方政府官員溝通過程中，該想法從不被理解到慢慢得到認(rèn)可。再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展不需要和數(shù)百個(gè)國家級(jí)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)園比規(guī)模，非常適合在二三線城市的高新區(qū)建設(shè)?；疽c(diǎn)是建立一個(gè)10億元規(guī)模的再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)基金;引進(jìn)、孵化30～50家再生醫(yī)學(xué)企業(yè);建立一支專門團(tuán)隊(duì)來服務(wù)這批企業(yè)，覆蓋從人才招引、培訓(xùn)，到知識(shí)產(chǎn)權(quán)、產(chǎn)品檢驗(yàn)、產(chǎn)品注冊(cè)，再到投資服務(wù)的全流程。30～50家良性發(fā)展的企業(yè)所形成的再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)集群，將成為世界上首屈一指的再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)高地。

注釋

[1]《我國將提高重大烈性傳染病應(yīng)對(duì)能力 2025年生物經(jīng)濟(jì)總量有望達(dá)22萬億元》，央視網(wǎng)，https：//news.cctv.com/2022/05/10/ARTIut2oTpI8FM8p9byPmDYI220510.shtml，2022年5月10日更新。

[2]李斌：《九問生物經(jīng)濟(jì)時(shí)代》，新華網(wǎng)，http：//m.news.cn/gd/2022-05/14/c_1128648998.htm，2022年5月14日更新。

[3]Selvarajah， S. et al.， "The Burden of Acute Traumatic Spinal Cord Injury among Adults in the United States： An Update"， Journal of Neurotrauma， 2014， 31（3）， pp. 228-238.

[4]任澤平團(tuán)隊(duì)：《澤平宏觀：中國人口老齡化的五大趨勢(shì)》，搜狐網(wǎng)，https：//www.sohu.com/a/528179636_114984，2022年3月8日更新。

[5]楊森等：《注射美容專家共識(shí)》，《臨床皮膚科雜志》，2015年第5期。

責(zé) 編/陳璐穎