【摘要】隨著生命科學(xué)與生物技術(shù)研究和應(yīng)用的快速發(fā)展，生物經(jīng)濟也迎來了迅猛的發(fā)展時期，為21世紀是生命科學(xué)的世紀提供了有力的注解。然而，在看到生物經(jīng)濟發(fā)展的同時，也需要關(guān)注生物安全的問題。生物經(jīng)濟的良性發(fā)展和健康發(fā)展，既需要確保環(huán)境生物安全即體外生物安全，同時也要確保體內(nèi)生物安全即人體共生微生物系統(tǒng)的健康安全。因此，亟需以科技向善、為人類謀福祉的負責(zé)任創(chuàng)新發(fā)展理念為先導(dǎo)，在確保體外生物安全和體內(nèi)生物安全的前提下，促進生物經(jīng)濟又好又快發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】生物經(jīng)濟 生物安全 共生安全 科技向善 和合思想
【中圖分類號】F426.7 【文獻標識碼】A
【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2022.14.004
【作者簡介】張成崗，北京中醫(yī)藥大學(xué)教授、博導(dǎo)，國家中醫(yī)藥發(fā)展與戰(zhàn)略研究院智庫專家、研究員。研究方向為中醫(yī)藥與腸道菌群、菌心說與雙腦論、心理認知與精神障礙。主要著作有《生物信息學(xué)方法與實踐》《新醫(yī)學(xué)·菌心說·云醫(yī)院》等。
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日新月異，我們在對人類社會科技進步歡呼之余，也為技術(shù)使人類形成的綁架性依賴隱隱擔(dān)憂，尤其是當(dāng)前已經(jīng)能夠通過基因編輯技術(shù)對人類和其他生物的遺傳物質(zhì)DNA進行精準調(diào)控、任意編輯的時候，我們不得不擔(dān)心其可能給人類帶來的物種安全風(fēng)險與生態(tài)災(zāi)難。因此，在通過多種現(xiàn)代科技手段提高生物經(jīng)濟發(fā)展效率、提高人們生活水平的同時，必須將生物安全放在首位，從而促進人類社會又好又快發(fā)展。國家發(fā)展和改革委員會于2022年5月10日印發(fā)的《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》（以下簡稱“規(guī)劃”）是中國首部生物經(jīng)濟五年規(guī)劃，明確了生物經(jīng)濟發(fā)展的具體任務(wù)，指出要著力做大做強生物經(jīng)濟，目標之一是到2025年生物經(jīng)濟成為推動高質(zhì)量發(fā)展的強勁動力。
生物經(jīng)濟處于快速發(fā)展階段
人類對自然界以及自身的探索精神，是人類創(chuàng)新發(fā)展的內(nèi)在驅(qū)動力。正是在這樣的內(nèi)在動力推動下，人類為了讓自己的生活變得更美好、讓后代的生活更幸福，不斷地在探索中發(fā)展、在發(fā)展中探索而前進。從地球到太空，人類不斷拓展生產(chǎn)疆域，在彰顯科技進步能力的同時，也在生命科學(xué)、生物技術(shù)等與生物經(jīng)濟密切相關(guān)的領(lǐng)域，獲得了長足進步，不僅進一步洞察自身的生命內(nèi)涵，也在不斷提升著對自我的發(fā)展與改造能力。
20世紀末，學(xué)術(shù)界提出“21世紀是生命科學(xué)的世紀”的命題，主要是由于20世紀人類在生命科學(xué)和生物技術(shù)方面取得系列重要突破，例如DNA分子結(jié)構(gòu)和功能的揭示、胰島素的人工合成、哺乳動物體細胞克隆的成功、人類基因組計劃的實施，為21世紀生物經(jīng)濟的發(fā)展打下了良好基礎(chǔ)，在解決人口增長、資源危機、生態(tài)環(huán)境惡化、生物多樣性面臨威脅等諸多問題方面發(fā)揮了重要作用。進入21世紀以來，人類在生命科學(xué)、生物工程、生物技術(shù)、生物醫(yī)藥方面加速發(fā)展，從基因組計劃、轉(zhuǎn)錄組計劃、蛋白質(zhì)組計劃、代謝組計劃、互作組計劃等到精準醫(yī)學(xué)，為生物經(jīng)濟的繁榮帶來了持久動力。通過優(yōu)化遺傳育種策略和發(fā)展轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高糧食產(chǎn)量，為解決農(nóng)業(yè)問題提供了強有力的技術(shù)支撐。同時，隨著基因編輯技術(shù)與合成生物學(xué)領(lǐng)域的快速發(fā)展，人類對地球上以DNA和RNA為代碼的碳基生命的理解和掌控能力得到了顯著提升，理論上已逐漸具備定向改造現(xiàn)有物種、甚至創(chuàng)造新物種的能力，因此，目前也已經(jīng)有這樣的說法，“21世紀不只是生物學(xué)的世紀，更是合成生物學(xué)的世紀”。隨著人類對遺傳代碼從“讀”到“寫”能力的增強，在探索未知、創(chuàng)造未來的好奇心驅(qū)動下，完全有可能創(chuàng)造出更加高級的生命體，這也是合成生物學(xué)領(lǐng)域目前正在深入推進的課題，例如由我國科學(xué)家新近實現(xiàn)的人工合成淀粉技術(shù)。
由此可見，生物經(jīng)濟在全球范圍的發(fā)展，仍然處于高峰階段，這是由人類的創(chuàng)新創(chuàng)造能力所決定的，也是時代發(fā)展的必然體現(xiàn)。
生物經(jīng)濟發(fā)展對生物安全的威脅和挑戰(zhàn)
任何事物都有兩面性，正如物理學(xué)對社會發(fā)展的推動作用一樣，基于質(zhì)能公式（E=mc2）的質(zhì)量和能量轉(zhuǎn)換原理，既能夠用于核能的和平利用，也能夠用于研發(fā)原子彈。隨著生物經(jīng)濟領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，由此所帶來的問題也逐漸浮出水面，尤其大量涉及針對DNA和RNA等遺傳物質(zhì)的直接或間接操作，既能夠成就人類，也有可能毀滅人類。隨著合成生物學(xué)的發(fā)展，這一問題的嚴重性，以難以預(yù)料的方式暴露在人類面前，任何人都無法忽視和擺脫這個問題的困擾和挑戰(zhàn)，畢竟誰也不愿意看到通過合成生物學(xué)技術(shù)制造出一個有可能毀滅人類的“怪胎”，因此必須第一時間確保生物安全的核心理念。
一定程度上來說，可能沒有技術(shù)解決不了的問題，但是，技術(shù)是否能夠被掌握在可確保生物安全和國家安全的控制力手中，這是一個關(guān)鍵問題。很多問題一開始是技術(shù)問題，但隨著技術(shù)問題的解決，就逐漸演化為一個倫理安全問題，從而與生物安全乃至生命安全密切相關(guān)。在生物經(jīng)濟的發(fā)展過程中，資本的趨利性很容易帶來生物技術(shù)被誤用、濫用甚至于被惡意利用的問題，這就要求將科技倫理、醫(yī)學(xué)倫理、生物醫(yī)學(xué)倫理盡快提到議事日程上。以電影《我不是藥神》中描述的場景為例，白血病患者因為特效藥而看到生存機會，但高昂的藥價又讓希望變成絕望，價格相對低廉的仿制藥讓患者、警察、藥販子、醫(yī)藥公司等陷入巨大沖突?；膺@些沖突的理想方法，當(dāng)然是通過科技發(fā)展降低治療成本，甚至消除此種病癥。類似問題還有“罕見病藥物”（也被稱為“孤兒藥”），同樣呼喚通過生物醫(yī)藥科技發(fā)展研發(fā)出相應(yīng)藥物以惠及民眾，這是社會公眾對“科技向善”的現(xiàn)實期盼。
以器官移植為例，現(xiàn)實生活中往往存在器官來源不足的問題，因此通過生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展解決器官移植的痛點是剛性需求，在這個過程中，往往會顯著推動相關(guān)技術(shù)的發(fā)展與科學(xué)進步，例如如何解決不同個體之間器官移植之后的免疫排斥問題。此外，在人源性器官移植不能解決問題的情況下，科學(xué)界將視線拓展到異種器官移植方面，例如，一名57歲的心臟病患者，面臨“要么死亡，要么手術(shù)”的選擇，成為人類歷史上首例移植基因編輯豬心病例。他于2022年3月8日去世，距離其接受手術(shù)約兩個月。該次手術(shù)中的供體豬，在出生前曾接受過10處特異性基因改造，去除豬體內(nèi)會引起急性排異反應(yīng)的基因等，以便人體更好地接納豬器官。相關(guān)案例說明需求驅(qū)動創(chuàng)新發(fā)展是生物經(jīng)濟發(fā)展的內(nèi)在動力。然而，從反向角度來思考，一旦有的人或者有的機構(gòu)能夠掌握將部分重要基因進一步優(yōu)化、修飾的技術(shù)，讓自己變得更加強大，就有可能形成生物技術(shù)濫用的安全風(fēng)險。
有需求就會有市場，有市場就會推動技術(shù)發(fā)展，更何況在生物經(jīng)濟領(lǐng)域，有的技術(shù)本身也會被作為引導(dǎo)（消費）需求而被設(shè)計出來。在需要技術(shù)的地方，就會有專利、產(chǎn)品，就必然會被賦予資本屬性，并很容易被資本自我增殖的天性所放大，進而很容易越過生物安全的底線。如果這種能力被個別超級大國所掌控甚至壟斷，例如掌握和操控基因，就很可能帶來對他國的技術(shù)歧視，更可能導(dǎo)致全球性生物安全風(fēng)險的顯著增加。此類研究在早期階段，往往會與減少疾病、抵抗衰老以及解決學(xué)習(xí)障礙等患者的現(xiàn)實需求有關(guān)，但如果生物醫(yī)藥技術(shù)研究獲得突破，就完全有可能將技術(shù)用于正常人的能力提升，從而形成新的生物經(jīng)濟技術(shù)壁壘，引發(fā)生物安全危機。
基因編輯技術(shù)尤其具有形成此類風(fēng)險的可能性。曾經(jīng)引發(fā)輿論廣泛關(guān)注的賀建奎事件，就是使用基因編輯技術(shù)對兩個人類胚胎進行了基因修改，觸動了禁區(qū)，違背了科學(xué)倫理，觸犯了法律。2021年7月，世界衛(wèi)生組織發(fā)布了《人類基因編輯管治框架》和《人類基因組編輯建議》，從技術(shù)、道德、安全等多個領(lǐng)域?qū)θ祟惢蚪M編輯的治理和監(jiān)管提出建議。涉及生物經(jīng)濟發(fā)展與生物安全的典型案例，其中很重要的一點是涉及醫(yī)學(xué)倫理學(xué)的問題，很容易引發(fā)道德危機和倫理挑戰(zhàn)，例如，在技術(shù)上可通過生物工程技術(shù)將蛋白質(zhì)進行表達純化并用于提高人造肉的品質(zhì)（如成分、口感、外觀），但是，如果其中表達的是和人類蛋白質(zhì)序列高度相似或一致的成分，將其用于人造肉并作為食物使用，那么，當(dāng)這些人造肉被用戶消費的時候，是否具有倫理風(fēng)險，即攝入的是否為“人體成分”？這雖然并不存在技術(shù)障礙，但都需要通過醫(yī)學(xué)倫理甚至道德法律來進行規(guī)范。如果遇到醫(yī)學(xué)倫理的挑戰(zhàn)，很容易引發(fā)嚴重輿情，導(dǎo)致社會和公眾擔(dān)憂，從而影響該領(lǐng)域健康發(fā)展。
就國際領(lǐng)域而言，當(dāng)前最大的問題是在生物經(jīng)濟發(fā)展的推動下，個別國家對生物技術(shù)霸權(quán)的控制意圖所導(dǎo)致新發(fā)突發(fā)傳染病的風(fēng)險問題，為全球帶來巨大的人道主義災(zāi)難。如果說20世紀之前引發(fā)人類烈性傳染性疾病主要是天災(zāi)的話，那么，21世紀以來的傳染性疾病起因，則很有可能從天災(zāi)變成人禍，而其中生物經(jīng)濟推動下的基因編輯和遺傳操控以及合成生物技術(shù)就有可能起到了推波助瀾的作用，這更加凸顯出必須同步甚至優(yōu)先強調(diào)生物安全的重要性。
因此，生物技術(shù)推動下的生物經(jīng)濟發(fā)展，為生物安全帶來了巨大的風(fēng)險和挑戰(zhàn)，亟需在發(fā)展、安全與健康之間把握好理想的平衡點。
發(fā)展生物經(jīng)濟與生物安全治理需要找到新的平衡點
在確保生物安全的前提下發(fā)展生物經(jīng)濟，需要找到新的平衡點，否則就會由于威脅人類安全而導(dǎo)致整體失控。
一是需要確保人類安全。這一點是顯而易見的，也是發(fā)展經(jīng)濟的第一原則，即在發(fā)展生物經(jīng)濟的過程中，應(yīng)該嚴格禁止發(fā)展嚴重危害人類健康、甚至導(dǎo)致人類滅絕的生物技術(shù)，例如基因武器、生化武器、人種武器等。在個別國家單邊主義思潮主導(dǎo)下，在資本逐利思想的驅(qū)動下，很容易在發(fā)展生物經(jīng)濟的外衣下將生物技術(shù)的能力無限放大、精心包裝甚至偽裝，假以幫助發(fā)展中國家發(fā)展生物經(jīng)濟的名義，開展生物技術(shù)和生物醫(yī)藥研發(fā)活動，將發(fā)展中國家的遺傳資源等非常隱秘地進行轉(zhuǎn)移和控制，導(dǎo)致發(fā)展中國家形成潛在的人種危機。發(fā)展中國家應(yīng)提高警惕，避免成為個別大國以技術(shù)霸權(quán)掠奪資源，并通過掠奪資源鞏固技術(shù)霸權(quán)的犧牲品。
二是需要確保自然環(huán)境生物安全。這里自然環(huán)境中的生物安全，不僅包括工作場所、家居環(huán)境等，而且也包括人類生活環(huán)境的全部。應(yīng)該避免通過生物技術(shù)的過度發(fā)展繁榮生物經(jīng)濟，卻帶來嚴重危及人類生存環(huán)境安全的結(jié)果，例如過量使用農(nóng)藥、化肥、抗生素等，此方面教訓(xùn)深刻。
農(nóng)藥為提高農(nóng)作物產(chǎn)量、發(fā)展農(nóng)業(yè)作出了巨大貢獻，也是生物技術(shù)成功應(yīng)用的典范。然而，農(nóng)藥的大量使用導(dǎo)致全球生態(tài)系統(tǒng)、微生態(tài)系統(tǒng)失衡，甚至一度在南極企鵝體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了殺蟲劑（DDT），在一定程度上形成了生態(tài)災(zāi)難。近年來，國內(nèi)外對農(nóng)藥的使用作出了很多規(guī)定，既讓農(nóng)藥發(fā)揮更好效果，也能夠更好保護生態(tài)環(huán)境。此外，大量使用化肥固然能夠提高產(chǎn)量，但是伴隨的問題，例如土壤結(jié)塊、肥力下降也是不爭的事實，這很容易導(dǎo)致生物安全問題，例如土壤微生物、土壤微生態(tài)失衡失控，最終反過來影響人類安全。因此，通過研發(fā)新技術(shù)，例如使用土壤微生態(tài)制劑，既能顯著提高土壤活力，更好地提高農(nóng)作物產(chǎn)量，也能夠?qū)崿F(xiàn)生物經(jīng)濟發(fā)展、更好地保障生物安全的目標。
還有一個典型的例子是抗生素，例如青霉素在第二次世界大戰(zhàn)期間拯救了上千萬人的生命。受青霉素成功的啟發(fā)，制藥領(lǐng)域研發(fā)了更多的抗生素，為人類治療感染性疾病發(fā)揮了巨大作用。不過，不論是人用抗生素、還是獸用抗生素，都會對環(huán)境中的微生物產(chǎn)生顯著影響，尤其是獸用抗生素也會隨著食物鏈的傳播而走向餐桌，反過來影響人體健康。隨著抗生素的廣泛使用，導(dǎo)致超級耐藥菌增加，反過來增加了新的疾病的風(fēng)險。近年來各國陸續(xù)限制抗生素的使用，我國也出臺了相關(guān)法律法規(guī)，這也是生物經(jīng)濟與生物安全之間平衡發(fā)展的典型例子，即以資本受益為動力的經(jīng)濟發(fā)展推動了社會發(fā)展，但是卻不能以付出生物安全為代價。
三是需要確保人體共生微生物的生物安全。人類生活在地球自然環(huán)境中，自然環(huán)境中的微生物失衡必然會從外向內(nèi)影響人體健康，同時，與人體共生的微生物也會自內(nèi)而外地影響身心健康。在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，目前已經(jīng)將人體內(nèi)的共生微生物的生物安全（即體內(nèi)生物安全，簡稱為“內(nèi)生安全”）的重要性已經(jīng)提到議事日程，即由于人體不僅生活在充滿微生物的自然環(huán)境中（即體外環(huán)境中的微生物安全，簡稱為“外生安全”），而且人體本身就在消化道、呼吸道等部位含有大量的共生微生物。健康的人體含有健康的共生微生物群體，罹患疾病的人體則含有大量與疾病相關(guān)的共生微生物群體。以容易導(dǎo)致胃炎和胃癌的細菌病原體幽門螺旋桿菌（Helicobacter pylori, Hp）為例，60%～70%的正常人都帶有該細菌，但并非所有人都發(fā)病。Hp誘發(fā)胃炎和胃癌主要與胃腸道菌群微生態(tài)體系是否失衡密切相關(guān)。臨床上目前主要使用四聯(lián)療法（質(zhì)子泵抑制劑、膠體鉍劑聯(lián)合兩種抗生素如阿莫西林或克拉霉素或左氧氟沙星或四環(huán)素等）進行根治性治療，但是在治療過程中，也會看到抗生素對胃腸道其他正常菌群的副作用，從而影響人體的“內(nèi)生安全”，對人體健康產(chǎn)生不利影響。
此外，如果在嬰幼兒發(fā)育早期階段，過度使用多種疫苗激活免疫系統(tǒng)，也會導(dǎo)致嬰幼兒腸道菌群嚴重紊亂失調(diào)，從而誘發(fā)嚴重的人體“內(nèi)生安全”問題，與自閉癥、多動癥、精神心理異常等密切相關(guān)，甚至還是導(dǎo)致這些疾病的重要原因之一。確保人體內(nèi)的生物安全（尤指微生態(tài)安全）是保持健康、減少慢病的關(guān)鍵。前述導(dǎo)致生物安全問題的抗生素，不僅會影響體外的微生物，而且會影響體內(nèi)的共生微生物，從而構(gòu)成導(dǎo)致人體疾病的重要來源因素。尤其是隨著生命科學(xué)與生物醫(yī)藥領(lǐng)域研究的快速發(fā)展，學(xué)術(shù)界逐漸意識到人體的慢病可能與體內(nèi)的共生微生物失衡密切相關(guān)，更是將人體內(nèi)的生物安全問題推進到生物經(jīng)濟的最前沿、甚至可能會成為發(fā)展生物經(jīng)濟不可或缺的前置條件，后文將詳細討論。
由此可見，必須在生物安全和生物經(jīng)濟發(fā)展之間找到一個重要的平衡點。全球新冠肺炎疫情的肆虐，充分說明在將生物經(jīng)濟發(fā)展做大做強的同時，一定要確保做好生物安全，不僅需要確保體外（環(huán)境中）的生物安全，而且更要把控好體內(nèi)的生物安全，否則很容易導(dǎo)致生物經(jīng)濟發(fā)展成果毀于一旦。
從人體與微生物的進化共存角度分析生物經(jīng)濟與生物安全的矛盾關(guān)系
通常意義上來說，發(fā)展與安全之間具有一定的矛盾性，問題的關(guān)鍵是如何把握好兩者之間的平衡。在社會發(fā)展過程中既需要安全，也需要發(fā)展。沒有安全，發(fā)展就沒有意義。沒有發(fā)展，安全也就沒有價值?！兑?guī)劃》中指出，順應(yīng)“以治病為中心”轉(zhuǎn)向“以健康為中心”的新趨勢，發(fā)展面向人民生命健康的生物醫(yī)藥，更好地保障人民生命健康，是對正確把握發(fā)展與安全關(guān)系的科學(xué)闡釋?？紤]到當(dāng)前國內(nèi)外仍處于與新冠肺炎疫情密切相關(guān)的生物安全的高風(fēng)險狀態(tài)，以及肥胖、糖尿病、心腦血管疾病和腫瘤等疾病大量存在的現(xiàn)實情況，需要結(jié)合生物安全與人體健康的密切關(guān)系進行分析。針對此問題進行科學(xué)研判，迫切需要從進化角度對人的存在與發(fā)展進行深入思考，因為只有從生命發(fā)展的歷史進程來看，才有可能徹底解決長期以來困擾我們的經(jīng)濟發(fā)展與身心安全關(guān)系問題。
縱觀國內(nèi)外針對人的研究，無論是來自自然科學(xué)、生命科學(xué)還是人文社科領(lǐng)域的研究，都是將人作為一個完整的、獨立的生命個體來看待的，通常不考慮人在結(jié)構(gòu)上與功能上是否存在可分割性（此處指的并非是解剖學(xué)意義上的可分割性，而是指遺傳角度上的可分割性）。隨著歷史的發(fā)展和時代的進步，新的研究指出，從生命科學(xué)和生物學(xué)角度而言，人體不再只是一個傳統(tǒng)意義上的、獨立的人的存在，而是由與人體共生的微生物組成的一個聯(lián)合體，即“人微共生體”。其中的微生物可以被分為兩類，最重要的一類是在卵細胞中就已經(jīng)存在、并被受精過程激活、從受精卵到胚胎發(fā)育乃至從出生到死亡、并伴隨肉體一起消失的微生物即線粒體（mitochondria）。該類微生物以細胞器的方式終生生活在人體細胞的細胞質(zhì)中（除過成熟的紅細胞之外），由16,569個DNA堿基對組成，僅編碼37個基因。另一類微生物則是在嬰兒出生后，從環(huán)境中向人體傳遞過來、并與人體共生共存直至人體消亡的微生物系統(tǒng)，包括細菌、真菌、病毒等，共生于人體的內(nèi)外表面，包括皮膚、消化道、呼吸道、泌尿生殖道等部位，正常情況下不進入人體細胞中（否則會導(dǎo)致人體感染而出現(xiàn)病理狀態(tài)）。這些與人體共生的微生物構(gòu)成了龐大的微生態(tài)體系，以腸道菌群數(shù)量為最多，可編碼超過400萬個微生物基因，是人類基因組所編碼的2.5萬個基因的150倍以上。這些與人體共生的微生物為人體提供促進營養(yǎng)物質(zhì)分解消化吸收、合成維生素、激活免疫等功能，人體則為其提供共生環(huán)境。
近年來國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，大量慢性病如肥胖、糖尿病、心臟病、自閉癥甚至阿爾茨海默癥等都與腸道菌群異常密切相關(guān)，從而促使學(xué)術(shù)界對于人的研究不再只是局限于人本身，而是擴展到人作為由人體與共生微生物聯(lián)合組成的“超級共生體”的新角度。在筆者實驗室的研究中則發(fā)現(xiàn)，腸道菌群為人體提供了攝食所必須的信號源，即“饑餓源于菌群”，結(jié)合前述線粒體是人體細胞通過氧化磷酸化產(chǎn)生能量來源的動力工廠而形成“呼吸源于線粒體”的認識，尤其是在中醫(yī)經(jīng)典理論陰陽學(xué)說的啟發(fā)下進行深入思考，提出了“菌粒陰陽學(xué)說”，從腸道菌群在人體相對主“陰”（簡稱為“菌腦主陰”）、線粒體相對主“陽”（簡稱為“粒腦主陽”）以及“人體主和”（即人體調(diào)控陰陽平衡）的角度進行了系統(tǒng)闡釋，不僅為理解“全人”提供了新的思路，而且為討論生物經(jīng)濟與生物安全的關(guān)系提供了關(guān)鍵的切入點。
眾所周知，生物安全領(lǐng)域最重要的問題之一，是人體是否接觸到影響人體健康的病原微生物。以新冠肺炎疫情為例，最有效的防控措施是隔離，避免新冠病毒與人體接觸而致病，這一點是非常正確的，而且也是行之有效的。然而，考慮到人體本身就含有大量共生微生物，不僅包括細菌、真菌，而且還包括大量病毒（例如2021年2月有研究認為正常人腸道中有14萬種病毒），說明人體與微生物之間需要具有良好的選擇性，有利于人體健康的微生物可以與人體共生共存，否則就會導(dǎo)致微生態(tài)失衡紊亂而引發(fā)慢病風(fēng)險。因此，在討論生物安全這一主題時，一定不能拋開人體共生微生物這個核心的角度而單純討論人體疾病的問題，否則就是孤立的、片面的、不完整的。事實上，種種跡象提示，在破解人體慢病難題的關(guān)鍵點方面，需要對“人微共生體”進行深入詮釋與科學(xué)解讀。只有當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)人體與共生微生物的共同健康即“人微同康”時，人類才有可能從慢病高發(fā)的困局中走出來，走向身心健康的新階段。相反，如果仍像當(dāng)前一樣，只是局限于關(guān)注人體本身的健康，而忽視甚至破壞了人體共生微生物的健康，那么，就不可能實現(xiàn)《規(guī)劃》中所指出的“身心健康”的目標。
之所以從“人微同康”角度討論生物安全問題，是源于從生命起源與進化角度對“人”在地球上出現(xiàn)的重要思考，即自然界在形成“人”之前，已經(jīng)進行了大量前期準備過程，首先在36億年前出現(xiàn)細菌，于24億年前進化出線粒體，逐步進化出植物、動物乃至人類。在此漫長的地球生命發(fā)展過程中，分別通過將線粒體內(nèi)置于人體細胞向人體賦予有氧代謝的能力（即“呼吸源于線粒體”）、通過將腸道菌群在嬰兒出生后接種于腸道向人體賦予因饑餓而攝食的能力（即“饑餓源于菌群”），從而形成以人體為依托、人體細胞與線粒體的“細胞內(nèi)共生”、腸道與腸道菌群的“腸道內(nèi)共生”的聯(lián)合共生體，突破了傳統(tǒng)意義上“人就是人、人只是人”的樸素認識。當(dāng)然，除了這兩種“內(nèi)共生”形式之外，人類所在環(huán)境中的微生物以及動植物體系，可被認為屬于與人體“外共生”的生態(tài)環(huán)境體系。
由此可見，在討論生物安全即生命安全和健康安全方面，必須結(jié)合近年來的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，認識并接納人本身就是自然界使用作為宿主的人體和作為共生的微生物的聯(lián)合進化的結(jié)果。只有確保人體內(nèi)部的兩套“內(nèi)共生”微生物體系，人體外部即所在自然環(huán)境的一套“外共生”微生物體系和動植物生態(tài)體系的共同安全，才有可能實現(xiàn)真正意義上的生物安全。通過實現(xiàn)人與共生微生物的聯(lián)合安全與共生安全，即同時滿足體內(nèi)生物安全和體外生物安全的條件，突破以往只是以人為本、以人類為中心研究和應(yīng)用的局限性，擴展到以人微共生體的協(xié)同安全與共同安全的廣域認識，在發(fā)展生物經(jīng)濟的時候，就能夠有新的科學(xué)遵循，確保人類可持續(xù)發(fā)展，這同時也是提升國民健康水平的關(guān)鍵所在。
和合思想為生物經(jīng)濟的安全發(fā)展提供理論依據(jù)
和合思想是中華傳統(tǒng)文化的精髓，在人類命運共同體的提出與實現(xiàn)過程中得到了充分體現(xiàn)。該思想同樣也適合于本文討論的生物經(jīng)濟與生物安全主題，這是因為就社會發(fā)展的主體要素與對象即“人”而言，也必須把握好“和合”的客觀邏輯——“人”的出現(xiàn)、存在和發(fā)展，本身就是自然界在地球碳基生命方面以“和合”方式而運行的特殊產(chǎn)物。
就“和合”而言，“和”演化出和諧、和睦、和平等意，“合”演化出匯合、結(jié)合、聯(lián)合、融合、合作等意。這兩個要素，在前述基于“人微共生體”理念對“什么是‘人’”的科學(xué)解讀過程中，得到了充分體現(xiàn)，即為人體提供能量來源、作為細胞器、共生于細胞質(zhì)、本質(zhì)上屬于微生物的線粒體，需要與人體和平共處、合作共贏，人體通過呼吸系統(tǒng)為線粒體提供氧氣，線粒體則通過生化反應(yīng)將碳源中的能量以氧化磷酸化的方式釋放。如果線粒體出現(xiàn)DNA突變和損傷，將引發(fā)人體細胞出現(xiàn)自噬、細胞凋亡、持續(xù)性炎癥反應(yīng)甚至誘發(fā)癌癥，表現(xiàn)為線粒體與人體之間“和合”關(guān)系的破壞而導(dǎo)致“兩敗俱傷”。在高原缺氧、人體組織缺血缺氧以及急性呼吸窘迫綜合征等情況下，線粒體將無法通過人體呼吸系統(tǒng)獲得充足氧氣完成有氧代謝，無法為人體提供能量，從而導(dǎo)致人體出現(xiàn)嚴重損傷甚至死亡，表現(xiàn)為人體與共生線粒體（簡稱為“人粒”）的雙雙消亡，共生關(guān)系消失，肉體不復(fù)存在。由于線粒體只能通過母系遺傳給子代，因此，一旦一個人自身的“人粒”共生關(guān)系結(jié)束，就意味著這個人的肉體死亡、與其肉體共生的線粒體也同步死亡。新的線粒體則伴隨著新的卵細胞被精子激活后，形成并啟動另外一個新的個體的發(fā)育過程，從胚胎到出生，從青少年到中老年，開始一個新的“人粒”和合共生周期。
除了上述“人粒”之間存在從受精卵到肉體死亡而終生“（胞質(zhì)）內(nèi)共生”的典型“和合”關(guān)系之外，“人菌”之間所存在的“（腸道）內(nèi)共生”顯然也符合“和合”思想的客觀邏輯，只不過區(qū)別在于“人粒”之間的“和合共生”關(guān)系是從卵細胞受精后啟動個體生命的發(fā)育過程開始的、并持續(xù)人體終生；但“人菌”之間的“和合共生”關(guān)系，則是從嬰兒出生后，自然界將以腸道菌群為主的微生物向腸道主動接種后啟動個體生命的饑餓與攝食過程開始的、并持續(xù)人體終生。如果以腸道菌群為主的共生微生物群體處于正常、健康狀態(tài)，就能夠表現(xiàn)為“人菌”之間的“和合共生”關(guān)系的健康存在，兩者之間也是和平共處、合作共贏的狀態(tài)。相反，如果由于各種原因例如不良的生活方式和不健康的飲食習(xí)慣以及使用抗生素等導(dǎo)致腸道菌群微生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)失調(diào)、紊亂，就會導(dǎo)致大量不利于人體健康的腸道菌群的代謝產(chǎn)物持續(xù)從腸道進入人體而導(dǎo)致出現(xiàn)慢病，與古人所說的“糞毒入血、百病蜂起”以及西方醫(yī)學(xué)開創(chuàng)者希波克拉底所說“慢病源于腸道”是一致的，這也是慢病的重要根源。隨著作為腸道菌群承載者的肉體逐漸出現(xiàn)慢病，免疫力逐漸下降，人體自愈能力降低，對腸道菌群紊亂失調(diào)的糾正能力也會持續(xù)下降，最終會導(dǎo)致“人菌”關(guān)系的破裂，即“人菌”之間“和合共生”關(guān)系遭破壞。當(dāng)人體走向死亡之后，腸道菌群則從腸道內(nèi)部開始分解肉體，并回歸到自然界，為尋找下一個宿主、建立與新個體的共生關(guān)系、形成新的和合生命周期做準備。
由此可見，在人的形成與發(fā)展過程中，自然界本身就使用了“共生”與“和合”的內(nèi)在科學(xué)邏輯，而不是直接通過一步登天的方式來形成人這樣的個體。事實上，筆者在2021年年底發(fā)表的論文《人體結(jié)構(gòu)與功能的四元數(shù)矢量數(shù)學(xué)模型構(gòu)想》中，從數(shù)學(xué)角度（超復(fù)數(shù)、四元數(shù)）進行了表述，指出對于完整的人的表述，可能必須從“肉體的人（標量）、線粒體的人（矢量）、腸道菌群的人（矢量）以及大腦和思想的人（矢量）”的角度，以聯(lián)合存在和聯(lián)立共生的方式進行解讀，方才能夠?qū)崿F(xiàn)對于人的完整理解。這一點也是確保在生物安全前提下實現(xiàn)生物經(jīng)濟科學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵。因此，在社會發(fā)展過程中，不僅要將生物經(jīng)濟做大做強，而且同時也要將生物安全做好做穩(wěn)，表現(xiàn)在人體這個層面，就是要實現(xiàn)傳統(tǒng)意義上的人與人體共生微生物之間的均衡發(fā)展，這也是和合思想在生物經(jīng)濟與生物安全之間的自然體現(xiàn)，因為從人微共生這個新的角度來看，線粒體和以腸道菌群為主的共生微生物，本來就是自然界在形成人的過程中不可或缺、不可分割的一部分，具有天然的、自然而然的和合邏輯，從而形成了人的和合存在。人的出現(xiàn)源于和合，人的發(fā)展需要和合。只有確保內(nèi)生安全，才能確保經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，從而更好地實現(xiàn)人的和合式生物安全發(fā)展。
生物經(jīng)濟的未來是確保生物安全前提下的和諧發(fā)展
縱觀人類社會的發(fā)展歷程，從石器時代到青銅時代，從鐵器時代到蒸汽時代，從電氣時代到信息時代，發(fā)展始終是主旋律。當(dāng)前，人類正在走向生命科學(xué)時代，未來也必將迎來生物經(jīng)濟的更好發(fā)展，為人類發(fā)展帶來更好的福祉。雖然在發(fā)展過程中會出現(xiàn)很多問題，諸如疾病等，但是，隨著人們逐漸認識到疾病實際上是以往在發(fā)展過程中對生物安全、尤其是人體內(nèi)的共生生物安全缺乏足夠的認識和把控能力而導(dǎo)致的問題之后，就能夠在后續(xù)的發(fā)展過程中進行糾正，例如通過噬菌體療法對異常腸道菌群進行精準調(diào)控、通過將健康個體的腸道菌群向患者移植來替換慢病患者的異常菌群（即菌群移植），通過基因編輯等方式糾正導(dǎo)致人體炎癥和癌癥的人類基因DNA突變和線粒體DNA突變，通過研發(fā)更加高效的藥物（化學(xué)藥、中藥、生物藥）提高疾病的治療效果，結(jié)合人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)在診斷水平方面的顯著提高，必將成為生物經(jīng)濟發(fā)展的重要增長點，也是確保人體健康密切相關(guān)的生物安全的關(guān)鍵，確保實現(xiàn)生物經(jīng)濟發(fā)展與生物安全治理的良性運行與均衡發(fā)展，即實現(xiàn)生物經(jīng)濟的可控發(fā)展、安全發(fā)展。
在21世紀的生物經(jīng)濟發(fā)展過程中，必然要鼓勵創(chuàng)新，但需要的是負責(zé)任的創(chuàng)新、尤其是將生物安全作為前置條件的創(chuàng)新。可以說，在人類社會發(fā)展處于信息時代之前，尚未出現(xiàn)會嚴重影響人類安全的科技水平與能力；但是，到了信息時代之后，人們對信息科學(xué)技術(shù)的依賴性不斷增強，計算機、手機、大數(shù)據(jù)、人工智能等幾乎對人們的日常活動形成了綁架性依賴，例如，當(dāng)前大量使用的健康碼已經(jīng)成為應(yīng)對新冠肺炎疫情的有效管理技術(shù)，如無綠碼則會為出行帶來諸多不便。從另一角度而言，當(dāng)前民眾所經(jīng)歷的社會變化過程，實際上體現(xiàn)的是“信息時代”與“生物時代”（或稱生命科學(xué)時代）的交織與交替過程。就新型冠狀病毒的來源來看，如果不是來源于自然界，那么就有可能是人工（通過生物工程技術(shù)和基因編輯技術(shù)而形成）的產(chǎn)物，畢竟在個別國家從事具有高度生物安全風(fēng)險的研究過程中，存在失控和泄露的風(fēng)險，從而很容易對人類社會造成嚴重災(zāi)難。將基因編輯技術(shù)用于提高人類健康福祉無可厚非，但如果將該技術(shù)用于研發(fā)基因武器，就是嚴重的不負責(zé)任。人類越掌握與人類DNA密切相關(guān)的基因編輯技術(shù)，就越容易帶來生物安全威脅，必須通過國際社會和各國的努力進行防范。在此過程中，完全可以通過生物經(jīng)濟的健康發(fā)展，實現(xiàn)能夠惠及人類健康，而不是危及人類安全只顧實現(xiàn)自身霸權(quán)的不負責(zé)任的科技創(chuàng)新?？萍枷蛏撇粌H是發(fā)展生物經(jīng)濟過程中的重要遵循，而且也是負責(zé)任的科技創(chuàng)新的關(guān)鍵。
總結(jié)與展望
在發(fā)展生物經(jīng)濟過程中，需要把控好人體與共生微生物，即人微共生體的聯(lián)合安全、共生安全，這不僅符合和合共生、和諧發(fā)展的理念，而且也是人體健康與慢病防控的關(guān)鍵。人類健康的未來并不一定是依靠藥物就能實現(xiàn)的，正如從新冠肺炎疫情的防控與治療方面可見人體自身的免疫力才是關(guān)鍵，與《黃帝內(nèi)經(jīng)》所說“正氣存內(nèi)，邪不可干”是高度一致的。因此，擁有良好的人體與體外微生態(tài)以及體內(nèi)微生態(tài)的共生生物安全、聯(lián)合生物安全，在確保科技向善以及符合人類長期健康發(fā)展的醫(yī)學(xué)倫理原則下，促進生物經(jīng)濟的可控發(fā)展，是未來健康發(fā)展之路。
（本文系北京中醫(yī)藥大學(xué)高層次人才科研啟動經(jīng)費資助項目成果，項目編號：90011451310015）
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Academic Thinking on Improving the Development Efficiency of Bioeconomy
under the Premise of Ensuring Biosafety
Zhang Chenggang
Abstract: With the rapid development of life science and biotechnology research and application, the bioeconomy has also ushered in a period of rapid development, which provides a powerful footnote for the observation that "the 21st century is the century of life science". However, with the development of the bioeconomy, it is also necessary to pay attention to the issue of biosafety. The benign and healthy development of the bioeconomy requires not only ensuring environmental biosafety, that is, in vitro biosafety, but also ensuring in vivo biosafety, that is, the health and safety of the human symbiotic microbial system. Therefore, it is urgent to promote the sound and rapid development of the bioeconomy on the premise of ensuring in vitro biosafety and in vivo biosafety by adopting the concept of responsible and innovative development of science and technology for social good and the well-being of mankind.
Keywords: bioeconomy, biosafety, symbiotic safety, science and technology for social good, harmony and convergence
責(zé) 編／張 曉
