【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
【作者簡(jiǎn)介】戴建武，中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員、博導(dǎo)，再生醫(yī)學(xué)研究中心主任，中國(guó)遺傳學(xué)會(huì)再生醫(yī)學(xué)分會(huì)常務(wù)副理事長(zhǎng)，中國(guó)細(xì)胞生物學(xué)會(huì)干細(xì)胞分會(huì)副理事長(zhǎng)兼秘書長(zhǎng)。研究方向?yàn)榻M織器官發(fā)育、組織器官再生修復(fù)、組織器官體外制造。主要著作有《Advances in Biomaterial‐Based Spinal Cord Injury Repair》（論文）、《脊髓損傷再生研究進(jìn)展——搭建脊髓損傷修復(fù)的希望之橋》（論文）、《Collagen-targeting Vascular Endothelial Growth Factor Improves Cardiac Performance After Myocardial Infarction》（論文）等。
引言
2022年5月10日，國(guó)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(jiǎn)稱《規(guī)劃》），生物經(jīng)濟(jì)在國(guó)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(yíng)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(zhǎng)。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?，隨著核心技術(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(zhǎng)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(zhǎng)生不老。然而，相對(duì)于低等動(dòng)物來講，由于經(jīng)歷了長(zhǎng)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(zhǎng)、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(zhǎng)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(guó)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(guó)國(guó)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(guó)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(zhǎng)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)人口平均壽命顯著增長(zhǎng)，同時(shí)人口老齡化也日趨嚴(yán)重。2020年，我國(guó)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(guó)人。預(yù)計(jì)2057年中國(guó)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(guó)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(zhǎng)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(zhǎng)而升高的。隨著年齡增長(zhǎng)，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(zhǎng)，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(zhǎng)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(guó)國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(zhǎng)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(zhǎng)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(guó)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(guó)出生缺陷防治報(bào)告》統(tǒng)計(jì)，我國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(zhǎng)最快的領(lǐng)域。近年來，玻尿酸作為我國(guó)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(zhǎng)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(zhǎng)。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(zhǎng)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。總之，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(jiǎn)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(guó)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(zhǎng)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(zhǎng)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?jī)?nèi)容。中國(guó)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(zhǎng)、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(guó)家政策鼓勵(lì)在京津冀、長(zhǎng)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)內(nèi)投資機(jī)構(gòu)普遍缺乏國(guó)外投資機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)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(zhǎng)。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(guó)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?、技校或中專合作，定向培養(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(guó)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)。基本要點(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(guó)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(guó)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。
Bioeconomy Driven by Demand and Core Technology
—High Quality Development of Bioeconomy from the Perspective of Regenerative Medicine
Dai Jianwu
Abstract: In the next 10 to 20 years, the size of bioeconomy is expected to reach $2 trillion to $4 trillion, nearly half of which will come from health care. Human health needs will guide the continuous innovation and breakthrough of core biotechnology, and the latter will in turn continue to meet human health needs and economic development. Regenerative medicine is to repair damaged tissues and organs by rebuilding regenerative microenvironment with biomaterials as the core and regenerative factors and stem cells as important elements. The continuous breakthrough of key technologies in regenerative medicine is turning some incurable diseases into curable ones, further increasing the possibility in the repair of all human tissues and organs and even in vitro manufacturing. The "Human Body 4S Shop" with human tissue and organ care, repair and replacement as the main business is becoming a reality, which will bring more economic output than Automobile 4S Shop. To accelerate the application of the core technology of regenerative medicine and the development of the industry, it is necessary to build a microenvironment to promote its development, which requires the formation of an industrial chain from raw materials to clinical services by creating industrial clusters, supplemented by support policies, industrial funds, professional training, regulatory policy research, intellectual property services, product testing and registration services.
Keywords: regenerative medicine, bioeconomy, tissue and organ repair, Human Body 4S Shop
責(zé) 編／陳璐穎
