麥肯錫：生物革命正在顛覆我們的世界

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二十年前，我們常言：「21世紀是生命科學的世紀」。

歷史的車輪滾滾向前，人類社會在經歷了農業革命、工業革命、數字革命（信息革命）後，正見證基因工程等生物技術在醫學健康、食品農業、工業製造業等各個領域帶來的巨變。

然而，生物革命也是一把雙刃劍，我們在享受其帶來的顛覆性變革的同時，也需時刻警醒其潛在的隱患，並恪守倫理學的界限。

請閉上雙眼，想像一個世界：我們可以食用不需要通過宰殺動物而生產的肉，通過編輯個人基因以治療不治之症，並在發酵工廠中大批量製造工業化學品……

然而，這並非天方夜譚，使所有這些成為現實的基礎技術可能已經存在。快速而廉價的DNA測序加深了我們對生物學原理的理解，而CRISPR等基因編輯工具正被用於改造生物，以治療疾病或使農作物不易受到氣候變化的影響。這就是我們所說的生物革命。

生物革命帶來的巨變

麥肯錫全球研究所的最新報告指出，生物革命已為社會做出重要貢獻。生物科學突破性進展聯合更快、更複雜的計算、數據分析和人工智慧技術，大大提高了人類對Covid-19大流行的反應能力。

科學家們在幾周而不是幾個月內就對病毒的基因組進行了測序；

生物科學以創新的姿態幫助人們深入研究病毒的傳播方式，快速引入疫苗的臨床試驗，尋找有效的療法……

該報告估計，生物學相關的創新將通過這些應用，在未來10~20年內減輕全球疾病總負擔的1％~3％，大約相當於消除肺癌、乳腺癌和前列腺癌的負擔總和。如果能夠充分發揮生物科學潛力，則可以使用當今可以想像的科學技術來解決全球疾病負擔的45％。

原則上，隨著時間的推移，佔全球經濟產出60%的產品將能夠通過生物學手段來生產。

例如：尼龍已可以由轉基因酵母代替石油化工產品來製造，「皮革」可以由蘑菇的根製成，而一種水泥已經可以由細菌生產。

這場生物革命可能像進行中的數字革命一樣，帶來商業和經濟的變革，在每個領域創造價值，打破原有價值鏈並創造新的商機。企業敏銳捕捉到了這個領域的潛力——截至2018年，對新一代生物技術的投資已激增至200多億美元。

許多科研成果正在商業化。基於當下科學轉化的可行性，我們分析了400條處於研發初期的產品生產線，它們將在未來10~20年內產生2~4萬億美元的直接經濟影響——其中一半以上來自醫療衛生以外的領域，包括農業和紡織業。

生物學和計算技術的融合創生了新的能力。計算正在加速生物學的發現，顯著提高了分析能力。由於測序成本低廉，生物技術公司和研究機構正在使用爆炸性增長的數據，並越來越多地在實驗室中使用自動化機器人和傳感器。

例如，生物技術公司Zymergen 發現生物篩選的通量可提高多達10倍。在研發過程中，科學家們引進了更高級的分析，更強大的計算技術以及人工智慧AI，以產生更有見地的分析結果。

基於生物的新型製造正在削減成本、提高性能並減少對環境和自然世界的影響。

例如，在化妝品行業，Amyris現在使用轉基因酵母發酵糖來製造角鯊烷（許多護膚產品中的保溼油），以取代傳統工藝中提取、加工深海鯊魚肝油的做法，後者不僅昂貴，而且威脅著該物種的生存。

在紡織品領域，美國初創公司Tandem Repeat使用魷魚基因編碼的蛋白質生產可自我修復、可生物降解和可回收的織物。

隨著實驗室培養肉類的流行，生物革命將徹底顛覆食品行業，並減少森林砍伐和畜牧業產生的溫室氣體排放。

一項研究發現，如果生產中使用的所有能源均來自無碳資源，那麼與傳統肉相比，人造肉可以減少至少80％的溫室氣體排放。

不過，非傳統養殖的肉類和海鮮生產涉及體外培養動物細胞的實驗室過程。在尋找一種經濟有效的細胞生長方式時，生產者仍然面臨著重大的技術挑戰。

Finless Foods，Mosa Meat，Memphis Meats和Meatable等公司正在嘗試不同的方法，包括使用合成分子和多能幹細胞來替代昂貴的促細胞生長因子。不到十年的時間，與傳統的動物養殖產業相比，人工培養的肉類和海鮮就可能具有成本競爭力。

在農業中，對微生物群落（microbiome）的深入了解為提高生產效率和產量提供了機會。通過對土壤中的細菌和真菌的分析，Trace Genomics可以提供幫助選擇定製種子和營養素的建議，並能夠對土壤疾病進行早期預測。在消費市場中，正在進行對腸道微生物群落和皮膚之間關係的研究，以使皮膚護理個性化。

例如，總部位於新加坡的基因組學公司Imagene Lab根據客戶皮膚DNA測試的結果，評估膠原蛋白過早降解等特徵，以提供量身定製的精華素。

雙刃劍

這樣的例子使人們對生物創新的適用範圍有了一定的了解，也提出一個重要的警告：風險。

生物學可通過針對我們的基因組和微生物群落開發創新療法來保護生命，但若被用來製造生物武器或基因工程病毒，而對人類健康或生態系統造成持久損害，那麼生物學也可能是生命的最大威脅。

CRISPR基因編輯工具正在徹底改變醫學，並被廣泛應用於農業。但CRISPR套件在網際網路上可以以100美元的價格購買，所謂的生物黑客正在家裡使用它們，這帶來巨大的隱患。

像數字革命一樣，生物革命也伴隨著其他風險。如果人們對收集其購物習慣的數據的做法存有疑慮，那麼他們會對從自己身體收集基因數據以進行醫療或追溯祖先的做法更加緊張——因為沒有比基因數據更私密的了。

另一個風險是生物本身具有自我維持和自我複製的能力。基因改造的微生物、植物和動物可能長期繁殖和維持自身，進而會影響整個生態系統。

潘朵拉盒子一旦打開——而蓋子已被弄碎——我們可能對接下來發生的事毫無掌控能力。

展望

除非對這些風險進行管理，否則生物革命的全部潛力可能無法實現。大約70％的潛在影響可能取決於社會態度以及在現有監管制度下對創新的管理方式。但是，如可以控制和減輕風險，生物革命將重塑我們的世界。

科學家們正與具有遠見卓識的公司一起，利用自然的力量來解決醫藥、農業等領域的緊迫問題，並幫助應對從流行病到氣候變化的全球挑戰。

本文作者馬蒂亞斯•埃弗斯（Matthias Evers）是麥肯錫的高級合伙人，醫藥公司的全球研發領導者；麥可•崔（Michael Chui）是麥肯錫全球研究所、麥肯錫商業和經濟研究部門的合伙人。

資料來源：

TheBio Revolution is changing business and society

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