《生物经济:一个革命性时代的到来》刘沐芸博士访谈录 节选五

来源:先进细胞智造系统研发平台

承载单位:深圳赛动智造科技有限公司

时间:2022-06-24


面向未来的生物经济时代,才刚刚开始


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数据形成的垄断,有着显著的隐匿性

伴随数据集中度的提升,基因组学领域会不会像互联网时代一样出现垄断的巨头?如何谨防这种现象的出现?

刘沐芸

由于测序通量和效率的提升,测序成本的大规模下降,数字化的工具和理解力的提升,每年仅测序就能为我们带来海量的生物数据。但这种基于基因测序而来的数据,只是我们理解生物和世界的基本构建模块之一,还需要有更多的组学数据和多维度、多层次、高水平的临床表型数据,当然,伴随着算力、生物信息和算法的进步,将赋予人类掌握获得更多维度数据的工具和理解分析这些数据的能力。


未来有可能会有多样性数据集中的趋势,也有可能演绎出生物科技领域的巨头垄断现象,尤其是同时掌握大规模数据获取工具、超量算力设施和算法开发团队的公司更易形成生物经济时代的垄断巨头。Google公司搭建的超量算力设施支持的算法开发正在显示这种集聚的趋势,先后演绎出以AlphaGoZero为代表的围棋数据库,发展出以AlphaFold为代表的蛋白质数据库,还有目前正在优化的以人群行为轨迹结合检索关键词“骤升”的新发疫情预警数据库等。


新时代,以数据集聚和分析、利用为特征的垄断,与传统经济领域中以实物或实体积聚为特征的垄断有着本质的区别,数据形成的垄断有着显著的隐匿性、非排他性以及难以实物分割等特点,并且需要极高投入的算力设施、储存设施做支撑。因此,了解数据垄断的特点,可以从如下几个方面布局,以期尽可能避免。


第一、基于数据的非排他性和设施建设投入的巨大性,可由政府投资建设并所有,巨大投资的算力设施和储存设施作为科技公共品,开放给研究团队进行算法开发、应用衍生。其实就是我国政府的“新基建”部署。


第二、基于数据的公共性和产品的排他性,通过公共算力设施和公共资金支持产生的新数据,回传给公共储存设施。以国际基因数据库为例,其公共性、开放性和共享性,极大地加速了我们了解Covid-19背后病毒的能力,提升了我们快速诊断Covid-19的准确性,缩短了我们开发应对Covid-19疫苗和疗法的周期。


第三、不断放大公共数据边际效应的同时,将公共数据支持形成的下游应用的产品开发分散化和网格化,以积极预防新型垄断的形成,并极大地激发和鼓励下游应用服务的多样性和业态的丰富度。


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未来人和工具之间的边界将日益模糊,甚至融合

2000年,我和同事编辑出版了一本小书,叫《你还是你吗——人类基因组报告》,伴随基因编辑技术的发展、合成生命的出现,您预测未来生命科学将向何处去?合成生命学会有怎样的发展?人类还将会是人类吗?
刘沐芸

生物科技革命将对我们的经济社会带来多重影响,可以在多个维度延展人类自然的生理特性,比如当前的一系列科技进步,极大地扩展了人类与世界交互的广度和深度,手机内存拓展了大脑的记忆容量,FaceTime拓展了人类的视距,将“远在天边”变为“近在眼前”,机械义肢延展了我们肢体的活动半径,移动互联极大的拓展了人类“衣食住行”的边界和能力。

一些新工具和新技术,也极大地拓展了我们观察世界的边界和能力。创新工具的普及拉平了人和人之间的先天差异。如,毫无顾忌的打越洋电话,过去只有少数特权阶层才能实现,但今天我们每个人都能随时打越洋电话,而且还能毫无付费压力地随时视频。今天的CT仪,能极大地缩短临床医生诊疗经验积累的时间长度,是因为工具将个人天赋的差异平均化了。


我举的这些工具的例子,基本都还是“物”的工具,也就是没有生命,并且这些工具如何发挥效应,也还是取决于使用的人,虽然具体使用者之间还是会有差异,但这种差异相较人与人之间资源禀赋的差异,可以通过后发优势加以弥补。并且过去的这些工具和人之间没有产生融合性,也就是工具是工具、人还是人,人和工具之间的边界非常明确,工具需要经由人的使用才能发挥作用,创造价值。

但未来可能就不是这样了,人和工具之间的边界将日益模糊,甚至融合,比如今天我们的基因编辑工具——CRISPR工具,这个工具工作的对象就是一个活的细胞,或者活的人了。这是一个生物工具,和过去物化的工具完全不同,可能是人、物结合,或者是全新的“有生命”的工具了。可以说是工具嵌进生命体,也可以是工具被赋予了生命。

未来可能是这样的,我们不需要畜牧家畜就可以吃上肉了,瘫痪卧床的患者在干细胞的帮助下实现脊髓再生,化工原料可以在实验室中应用微生物合成,遗传性疾病可以在出生前加以干预和预防,基于个体基因、微生物等组学特征制定个性化的饮食和健身方案就能高质量地延长寿命,而脑机交互则能进一步提高大脑的神经控制力等。

20世纪90年代,我们开始通过基因测序的方法“阅读”我们自身,熟读了之后,自然而然地就想要“写”,然后就想要“改”了,为什么呢?因为想要更好啊,然后就想要凭空“造”了。

那未来“人”还是“本人”吗?这一点,需要大家共同思考和回答。

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图为赛动智造交付的国际首台套全自动细胞智造系统


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将自己的研究成果转化为人人用得起的健康促进

您在生命健康领域奋斗多年,能否说说您的实践和梦想?
刘沐芸

我一直学习和工作的领域都是致力于改善人民的生命健康,通过自己的学习研究、工作实践,将自己的研究成果转化为人人用得起的健康促进和质量提升的解决方案。

2018年以前,我主要是从事细胞产业下游的细胞治疗技术和产品的开发,通过打造“区域细胞库+细胞制备中心+细胞质量检测公共服务平台”国家网络,为许多“诊断明确、但宣告无效”的患者和家庭提供了改变命运轨迹的救助治疗。


2018年后,成立“赛动智造”这家企业,期望以工业自动化平台推动具有革命性疗效的细胞治疗产品“大规模、高质量、低成本、可重复”地给每个有需要的个体和家庭,实现先进细胞治疗的“质量一致性、应用可及性、人人可负担”。


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COVID-19是大自然给我们的一个提示

我们急需建立起一个全球性的、能收集世界各地观测结果的基因组观测网络,这样才能给出这些问题的答案。”“追踪‘环境DNA’正如同使用烟火报警器一样,警报响起后,我们还需要确认火源、查明危险级别,然后才决定要采取何种措施。‘基因监测’也属于这种早期预警系统。”在《基因组革命——基因技术如何改变人类的未来》中,共同致力于“生物多样性基因组学”的两位作者——牛津大学的道恩·菲尔德和加州大学的尼尔·戴维斯这样呼吁。在新冠肺炎疫情仍然全球蔓延的今天,您怎么看这一呼吁?
刘沐芸

我觉得这样的早期预警系统是否建立,主要是基于我们设定的目标,以及我们的成本和收益比。有几个问题需要明白:一是需要评估追踪环境DNA的意义是什么?或者需要解决什么问题?或者说,我们当前的技术是否支持建立类似的“基因监测”系统。二是谁来做?这也是一个要回答的问题,就如同前述的基因测序可能会加剧人群之间、阶层之间、国家之间的不公平。我们假定这个“基因监测”系统非常有意义,那谁来做就比较有意思了。三是如何使用?等等。这些是需要我们思考清楚的。

不过,提到生物多样性正在逐渐失去,我想我们需要反思的是人类自身的活动。前面讲到科技成果演绎出的工具极大地拓展了我们的“视力”、“听力”、“脑力”和“脚力”,是否我们不断被拓展的能力让我们不断地“入侵”本该属于其他物种的生存环境和空间呢?是否可以说,生物多样性的失去,新发传染病的增加,正是和我们人类不断增强的能力、不断拓展的活动边界有关呢。如果从预警新发传染病的角度,可能监测人的行为会比监测基因的效率更高一些。


从历史上出现的新发传染病,或已知传染病的复发,我们可以发现一些特征和规律。许多传染病的发生、流行与人类的行为、活动以及这些行为和活动与自然间的互动有关。比如,1997年发生的H5N1禽流感,2003年发生的SARS,2013年的H7N9型禽流感和现在仍在流行的COVID-19,均是首先出现在“湿性”市场,表明人类的行为可能是新发疾病的关键性因素。当人类在其主导社会中,在自然界的活动空间和范围不断增加、所处环境更加复杂的同时,也可能为一些原本“人畜无害”的病原菌“创造”了宿主迁移的机会,受到“进化压力”的驱使,这些病原菌为了生存必须寻找新的寄生环境和宿主。现在,仍在全球肆虐的COVID-19可能是大自然给我们的一个提示,是时候重新思考人与自然的关系了。因此,在机会性的宿主迁移机制下,防控疫情的焦点不应局限在对病原菌和疫苗的研究,还应包括我们人类行为的防控、调整。
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