基因行业内涵、技术演变及应用潜力如何？

在未来农业方面，基因型选择、基因编辑、合成生物等技术实现新一代生物育种及土 壤改良，缩短约 1/3 育种世代间隔。

基因行业的本质是生命数字化，通过翻译和学习生命编码语言，来以高分辨率、多维 以及实时技术来展示生命健康的特征并在规范框架下加以改造，应用于未来健康、未来农 业和绿色工业等。 整体上，基因行业作为生命科学前沿方向，融合了分子生物学、生物信息学等交叉学 科，作为核心生物技术，快速迭代且不断延展应用边界，从科研服务走向临床及工业服务， 是全球多个国家的战略性新兴产业和未来产业，极具丰富的价值底蕴和想象空间，在生物 安全边界内不断增长出更大规模的应用市场。

从学科上，基因组学是生命科学前沿方向，主要是研究核酸序列和结构的解读、改造、 合成、功能发现以及生物计算等。基因组学融合了分子生物学、医学遗传学、生物信息学、 生物化学等学科，与生物物理、高等数学、计算机科学以及人工智能等密切相关。

从技术上，基因技术属于生物技术，包括聚合酶链式反应（PCR）、生物芯片（micorarray）、 酶、高通量测序（NGS）、单细胞、基因编辑、基因合成等技术。不同技术互为补充。基 因技术与信息技术（IT）及数字技术（DT）紧密结合。 从应用上，基因行业包括基因检测、基因治疗和基因合成三大核心技术方向，分别对 应精准医疗、生物医药和合成生物三大热点领域，从基因数据的“读”、“改”和“写” 角度逐步深入应用。 从产业上，基因产业是未来产业，自 1990 年人类基因组计划而加速。其中，基因检 测在中期阶段，2007 年形成科研服务市场，2014 年进入临床阶段，2020 年在大规模应用 感染疾病的防控中得到了应用；基因治疗在早中期阶段，与生物医药密切相关；基因编辑 植物育种获得品种审定；基因合成在早期阶段，为合成生物及生物制造提供共性技术工具。 基因行业的边界是生物安全、生命伦理和数据隐私等合规要求，属于强监管领域。

基因技术除了从基因检测、基因编辑到基因合成等不断迭代的技术特点外，还通过高 通量测序等工具将基因序列解析成结构化文本，结合数以百万级人群队列研究，使得 BT 具有与 IT 类似乃至更大的规模效应。正如互联网的初始化来自美国国防部高级研究计划 管理局 1969 年联合研发的阿帕网，加速了信息技术、计算机以及人工智能的广泛应用； 基因组学的初始化来自美国能源部于 1985 年推动的人类基因组计划草案（由 Sinsheimer 等科学家 1985 年提出，1990 年启动，2003 年正式完成），加速了基因等生物技术（BT）、 生物医药以及合成生物的应用和产业化。 基因行业的核心基础设施是数据库。2015 年前后，冰岛、英国、美国、中国和阿联 酋等国家陆续开展十万级的大规模人群队列研究（基因组计划），为基因科技研究和应用 积累了丰富的数据库。

在我国，2021 年发布的“十四五”规划明确将“基因技术”作为科技前沿攻关领域 和未来产业，同年，首部生物经济五年规划出台。2023 年，由中国科学院和国家自然科 学基金委员部署的《中国精准医学 2035 发展战略》发布；2024 年，生命科学、生物制造 作为新质生产力核心内容被写入政府工作报告，同年农业农村部发布首个植物基因编辑安 全证书。对外开放中，我国允许在北京、上海、广东等自由贸易试验区选择符合条件的外 资企业在基因诊断和基因治疗领域扩大开放试点等。

在国际上，白宫政府于 2023 年公布《美国生物技术和生物制造的明确目标》，提出 5 年内对 100 万种微生物进行基因组测序，并深入了解至少 80% 新基因的功能；美国《关 键与新兴技术清单（2024 年）》多处提及基因组学；英国于 2022 年提出针对基因编辑的《基 因技术法案》仅一年后即生效；欧盟早在 2007 年将基因治疗纳入《先进技术治疗医学产 品法规》。

基因产业作为生物经济的基石，除了形成未来产业规模，也作为其他产业的重大技术 支撑，在未来健康、未来农业、绿色工业等多个领域都展现出重大的应用价值及潜力。 在未来健康的临床医疗领域，基因技术应用生殖健康筛查、肿瘤治疗、遗传病、罕见 病以及感染性疾病诊断等。以生殖健康为例，携带者筛查、无创产前筛查（NIPT）、胚胎 植入前遗传学检测、新生儿筛查几乎覆盖全生命周期。其中，NIPT 作为基因技术应用典范， 在多个省市的民生工程累计服务超过 5000 万名孕妇，并出口海外；孕前携带者筛查有望 准入市场；胚胎植入前遗传学检测的市场增长率近 50%。肿瘤治疗方面，基于基因检测的 伴随诊断已纳入治疗指南，与抗肿瘤药物同步研发及上市；基因治疗纳入全球前十大药企 的研发管线。在健康筛查领域，基因技术在健康体检、直接面向消费者以及医院端的肿瘤 早筛等方面均有不同程度的应用。例如，基于实时荧光 PCR 和 NGS 的结直肠癌早筛分别 于 2015 年、2020 年上市。

在未来农业方面，基因型选择、基因编辑、合成生物等技术实现新一代生物育种及土 壤改良，缩短约 1/3 育种世代间隔；2023 年 4 月，我国农业农村部发放首张植物基因编辑 生物安全证书。同月，英国政府颁布《基因技术法案》，允许通过基因编辑来实现动植物 精准育种。 在绿色工业方面，环境 DNA（eDNA）应用到土壤检测、生物多样性基线调查、港口 监测等；基于合成生物开发生物基材料在医药原料、农业食品、生物材料等方面应用已落 地大规模生产基地。此外，基因技术在司法安全、生物多样性、深海空天开发等方面具有 重大应用价值。