孟八一：中美生物技术脱钩的可能与影响

本期直播免费参加，点击上方链接马上报名！

2022年9月12日，美国总统拜登签署了一项‘鼓励美国生物技术生产和研究’的行政命令，意在鼓励美国进一步加快生物技术发展，降低美国对海外生物制品的依赖，同时，也意在回应中国对美国在生物技术方面的挑战。这是继同年8月，拜登签署‘芯片法案’后，明显针对中国的另一项法案。

为什么美国会提出这样的法案？生物技术和生物经济真的那么重要吗？中美之间在生物技术上有着什么样的联系？中国和美国在生物技术上会脱钩吗？能脱钩吗？会以怎样的方式脱钩？一旦脱钩，对中美双方有哪些影响？

本人不懂生物技术，仅就文献材料，谈一下自己的看法，一定错误百出，仅为引起大家的注意。错误之处，敬请指正！

1为什么美国会通过生物技术法案？

美国对中国生物技术发展的警惕，由来已有，美国在API和基因测序等方面对中国的依赖，一直在美国饱受争议。2020年新冠爆发，美国发现，其用于抗疫的绝大多数物资，不得不向中国购买，叠加2018年开始的中美贸易冲突，和后来的意识形态对抗，加剧美国对中国生物技术发展的担忧。

也正是美国，从上世纪70年代开始，不断把化学和生物制造移出美国 ，转移到了中国和印度，其空心化制造窘境，造成他对海外的依赖。摆脱对中国的依赖，吸引美国制造回归美国，对所谓‘美国安全’显得十分重要。正是在中美对抗和疫情政治冲突大背景下，拜登政府先是出台‘芯片法案’，紧接着出台‘生物技术发展法案’。

我国是基因测序大国，目前承接了全球测序业务的大约11%，美国一部分政治家，一直反对美国将大量的基因测序拿到中国，甚至威胁说，中国已经并且正在收集世界体量最大、数量最多、多样性最丰富DNA数据。他们认为，中国在测序、蛋白质合成、基因剪辑技术、CAR-T的中下游产业已经超过美国，对美国国家安全形成了威胁，所以，需要向芯片产业那样，收紧对中国生物技术的贸易，交流和互动。以阻止中国生物技术发展。

2生物技术和生物经济真的那么重要吗？

1什么是生物技术和生物经济？

1）所有生物工程和基因改造的生物系统，都称之为生物技术，由此而产生的经济，称之为生物经济。

2）第一代和第二代生物技术

第一代生物技术，是基于基因在不同物种之间转移（transferring）和修饰（modification）的技术；

第二代生物技术是基于对基因的识别（reading）和编辑（writing）的技术，也称之为基因‘读写’技术。

3）合成生物技术

把现代工程学概念引入生物技术的一门学科，是一门极端依赖数据（大量的高质量数据）、依赖数字转化（data transformation）、依赖自动化（automation）、依赖对DNA‘阅读’和‘编辑’，促成信息与物质可互换可替代的科学。也有人说，合成生物学是从试验科学进入 ‘数据密集型科学’的第四范式科学。

我个人理解，合成生物学是现代生物学、计算机学和现代工程学融合为一体，理解生命，设计生命，改造生命，创造生命的一门学科。

2生物技术和生物经济的重要性

19世纪是化学世纪，20世纪是物理学世纪， 21世纪应该是生物学世纪。20世纪初的量子力学导致了核武器，它改变世界军事和外交。上世纪80年代物理学的发展，产生半导体经济和计算机学经济，它改变并且仍然在改变着我们现今的生活。

2035年，生物技术将影响全球60%的物理输入（physical input），所涉及的经济规模将达到4万亿美元/年。到2050年，世界人口将从现在的80亿，提高到100亿，多出来的20亿人口的吃喝拉撒，将主要靠生物技术进步来解决。英国赢了19世纪，美国赢了20世纪，中国能不能赢21世纪？

3中美生物技术和生物经济状况

有关生物技术和生物经济的定义和界限一直很模糊，所以，统计数据也千差万别。例如，从1950年以来，美国就一直对半导体、矿业、汽车等做经济学统计，而至今，也没有生物经济的准确数据。以下数据，仅供参考，可以看出中美两国生物技术和生物经济的大概情况。“以下数据”

1美国生物技术和经济概况

2019年美国的生物技术收入大约是4000亿美元，应该超过了美国半导体、矿业和服务业收入，占美国当年GDP的2%。美国生物技术产业大概分为三个板块：biologics、GM农作物、生物化工，Biologics大体代表了医药和医疗。如图-1所示：

资料来源：参考文献（1）

2020年美国生物技术收入，大概达到了5300亿美元。2017年美国生物技术生产的化工品，达到1000亿美元，相当于美国化工收入的1/5。Biologics中的医药，主要指大分子生物药，和其他血液制品等等。

2中国生物技术和经济概况

我国的生物技术和生物经济很少有官方正式统计发表，也未见其他媒体比较详细的报道。这可能还是由于定义和界限不好划分的缘故。但是，从零星的新闻发布可以感觉到我国的生物技术和生物经济的发展。

例如，2015年商务部外贸局说，2015年中国生物经济达到约7000亿美元，预计，2020年的目标是达到1.6万亿美元。在我国的十三五规划中，2020年生物技术收入达到GDP的4%（大约6000亿美元），生物园区总量达到100个，预计生物园区收入超过15亿美元。

2020年，我国批准的27个抗体药物中，有9个是我们自己生产的抗体。

在生物技术方面，中国已经走出大多数依赖其他国家的状况，很多技术和领域实现了自主创新，中国不但成为新技术的贡献者，而且，在个别领域，中国还是领导者。

需要指出的是，私人投资一直是政府扩张生物技术产业的主要支持者。在整个生物技术投资中，政府投资占大约20%，而80%是企业或私人投资。2019年中国私人投资biotech达到144亿美元，同期美国私人投资只有104亿美元。

由于统计学误差，和统计口径的不同，也是由于生物技术和生物经济界限模糊，究竟谁有多少，谁也说不清楚，只能估计个大概。

3中美之间生物技术联系

中国和美国生物技术的互相联系，发生于上世纪80年代的中国改革开放。中美之间的生物技术交流主要通过投资（钱）、留学生（人）、贸易（物）、交流（信息）四个途径进行。

1）钱（capital）：改革开放的早期，主要是美国向中国的投资，包括建厂，办企业等等。早期在中国建合资企业，不但带去了产品，也带去了生产技术，和现代管理方法，为此，美国得到了廉价劳动力，产品，和部分的环境污染转移。中美各有所得。

在资本市场方面，2019年之前，主要是美国向中国的投资。2019年之前，中国生物技术发生的并购重组，67%的钱，是来自美国，中国生物技术风险投资27%来自美国。2010年后，中国资本开始进入美国，2017年达到高峰。但是，中国对美国的投资大多是控股投资，资本意义不大。

2）人（personnel）：长年以来，中国在美国的留学生和访问学者大约30万-50万的规模，这些留学生和访问学者构成了美国科学界、大学、科学企业的高能力劳动力。据说，美国AI人才中，76%是来自中国，在生物技术领域，也就不言而喻了。同时，2000年后，美国大批海归回国创业，也形成了美国相中国的人才流动，这些海归，是中国新型制药企业、创新药的主动推动者，的心体力行者，带回了美国的知识，产品，管理方法，和先进技术。

3）物（material）：美国强烈依赖中国的产品制造和商业服务，美国75%的API来自中国，中国需要美国的高端仪器和高端耗材。

4）信息（information）：看不出美国对中国的信息依赖。中国在基础科学，科学技术商业转化方面强烈依赖美国。中国每年花费大量金钱购买美国的专利。

4中美的生物技术会脱钩吗？

与半导体技术，计算机技术的硬科学不同，生物技术是一种软科学（例如，医学，制药）。半导体和计算机可以量化，切断硬件供给和中断IP交易，就可以大幅度的阻止对手的发展。生物技术不同，它的基础知识的传播、商业转化技术（idea）的扩散，大多是通过会议、媒体、人与人面对面的交流和彼此间的理解而发生的。一纸合同可以明确半导体和计算机的义务和责任。

生物技术往往是一纸合同说不清，要靠人与人交流才能发挥合同功能。这也是为什么生物技术和制药技术的IP争议、合同诉讼，要比半导体和计算机产业复杂的多。生物技术更多的是人与人之间默契合同（tacit agreement）使然。

所以，生物技术脱钩不会像半导体和计算技术那样容易。正是由于生物技术的软科学，弥散性传播的特点，无论通过什么法案，通过第三国，第三途径的传播，都是无法阻止的。所以，‘芯片法’或许能管住芯片出口，而‘生物技术法’未必能阻断生物技术的传播。美国政府能阻止的，无非是限制对NIH项目接触。

美国和中国在制造、服务、贸易（包括IP贸易）、人员交流上，可以实现全脱钩，理论上没有绝对的障碍。但是，美国要为此付出成本和时间代价。重建工厂，重新组织雇员，重新培训，也并非易事，也不是一年半载能做得到的。阻断人员往来，美国要失去大量的有才能的科学劳动力，大量的海归回国，短期来说，对中国科技发展未必不是件好事情。

总体上，美国依赖中国的制造、服务、留学生人才；中国依赖美国的基础研究、商业转化技术。脱钩的主动权美国大一些，比中国有更多的筹码。但是，脱钩对谁都不容易，双方都会受到伤害。相对而言，美国找到中国替代，比中国找到美国替代更容易一些。短期对美国伤害较大，长期对中国比较艰难。

5技术发展对脱钩的影响

相对于硬脱钩而言，生物技术自身发展速度和技术变化，对中美两国的竞争更为重要。

目前全球生物经济收入，主要来自1980年-2000年发展成熟的第一代生物技术，即，基因转移和修饰的生物技术。第二代生物技术（基因读写）还处于萌芽阶段，其复杂性和成本，使得第二代生物技术还远远谈不上应用。基于此，中国和美国在第二代生物技术差距不大，在基因测序，蛋白合成的下游应用产业，中国还稍稍领先。

2000年以来，生物技术，计算机技术，工程学技术飞速发展，发展到了前所未有的高度，并产生了生物技术、计算机技术、工程学技术的融合（fusion），这种融合，实现了信息与物质的互换，这种互换，把试验科学转化为‘数据密集型科学’，从人们对生物的认知，上升到改变生物、设计生物，和创造生物高度。

需要看到的是，第一代生物技术的基因转移和修饰，正在被第二代基因‘读’和‘写’的功能所替代，21世纪生物技术竞争，是围绕着第二代生物技术的竞争，是合成生物学的竞争。目前的生物技术水平谁强谁弱，并不代表未来。如果想在未来赢得这场竞争，必须在第二代生物技术的开启阶段保持领先，现在落后，意味着在未来的长期竞争中落后。

基础研究、数据收集、计算能力、商业转化，显然是第二代生物技术的基本建设（infrastructure）。基础建设落后于对手，在未来竞争中将长期处于追赶状态。半导体和芯片技术事已如此，如果在第二代生物技术的基础建设落后于美国，那么，半导体芯片卡脖子状况，会再次出现在生物技术竞争中。

21世纪生物学能力提升，将来自现代工程技术在生物技术中的应用，这将需要大量的、高质量的数据（high quality data sets），需要模型计算（computation for modeling）、极广泛的自动化。所有这些的本质是数字化（digital）的能力，数字与生物的融合是人类的一种全新的能力，唯有这种能力，才能实现从原子到生态的全过程编程。

在美国，有一些企业和投资人，正在把制造苹果手机，特斯拉汽车，波音787飞机的工程学制方法，移植到生物技术产业。这将为生物创新（尤其是药物创新）开辟一个全新的产业。数字化工程技术，在大工业中已经十分成熟，但是，在生物工程中还鲜有使用。这种反差，正说明了在生物技术产业引入数字化工具的重要性和迫切性。

就药物创新和药物制造而言，很可能通过数字转化、算法算力、计算机编程等手段，将药物的设计（design）、试验（experiments）、申报（review）、制造（manufacturing）和使用（uses）这些模块，通过数字、算法、应用进行集成、控制和运作，进而输出自动化、设计与制造融合、可重复的高质量合规产品（服务）。

写作此文的前，我还认为这些离我们的现实生活还很遥远，火爆的chatGPT 改变了我的看法。chatGPT很快就会影响到生物技术，影响到制药工业，影响到药物创新。制药工业的苹果，特斯拉没准很快就会出现。

现在，我们再回过头分析中国和美国的竞争与脱钩。

6中美两国的生物技术基础建设分析

从上世纪初到本世纪现在，全球有影响力的生物科学理论和应用，无不出自美国。美国除了把大量的生物制造移到海外，国内制造空心化意外，它的基础研究（basic research）、基本建设（infrastructure）、商业化能力，都是其他国家无法比拟的。

美国生物技术基础建设的一大特点，就是美国生物技术的地区性聚集，例如，主要分布在旧金山湾区、圣地亚哥、波士顿、华盛顿DC、和大纽约区。美国这五大区的聚集，是在美国长期经济发展中，生物技术特有的‘靠近科学’，‘靠近人才’，‘靠近产业’，‘靠近资本’的自然形成的结果。

所以，这种聚集是健康的，是基础研究、应用研究、商业转化、融资机会、市场消费的一个整体聚集，形成了从设计（idea）到产品（服务），到消费的完整链条。由于美国的单一市场巨大，就形成了这些聚集相对于欧洲和日本的优势。这五大区是美国的生物技术和生物经济发动机，强劲而有力。

我们国家从1982年开始，政府就制定政策，鼓励建设工业园区。截至到现在，我们已经建设差不多100多个生物工业园区。在过去的40年里，中国的生物园区建设，对发展中国生物技术和生物经济，解决14亿人民生问题，无疑是成功的。尤其我们的制药工业，在最近十年，有了翻天覆地的变化。

但是，我们的园区发展模式，是基于中央和地方土地政策和税收优惠基础之上，他并不是生态聚集。1982年开始，到十三五规划，十四五规划，我们的政策一直延续了引进技术，改造技术，为我所用的方针方法。即，以商业转化为主要追求的园区建设。从一开始，到现在，一直奉行一套‘拿来主义，为我所用’的重商轻科的实用主义原则。

除此之外，这么多年，民营企业一直是生物技术基础研究的投资的主力，国家投入基础研究的比例并不高。不但政府投资不高，我国的整体R&D投资结构也有问题。

例如，2020年，我国整体R&D投资绝对金额甚至稍高于美国。而美国R&D投资中，基础研究投资，一直保持在40%左右（日本也是40%），而我国的基础研究投资不但起步晚，而且比例低，一直在10%-20%徘徊。我们的基础研究投资占GDP比，甚至还比不上东欧国家。美国和日本在国家R&D投资中，日本的46%，美国的38%都投向了生命科学，尤其是制药科学。我国没有这方面数字，但比例肯定不高。

很多年以来，我们没有认真区分‘发明’（invention）和‘创新’（innovation），一直混为一谈，叫做‘科技’。Invention是基础研究+早期开发，其主要目标是发文章、提机制、建证据；Innovation是把概念、机制、证据、转化为商品或服务。这么多年来，我们在下游应用发展很快，形成了发明赤字（invention deficit），与商业开发不相称的基础研究短缺。

没有基础研究、基础数据和工业化软件就无从谈起。目前我们的生物技术，药物设计等用到数据库和设计软件，大多还是来自美国。即便世界基因测序大佬，华大基因，其设备和仪器，也大多来自美国。

21世纪生物技术竞争，是数据竞争、数字转化竞争、算力算法竞争、编程能力竞争。所有这些无不依赖原始创新。所以，无论中国和美国脱钩与否，发展自己的基础研究，不要在21世纪的第二代生物技术中踏空，对我国未来的生物技术和生物经济无疑是至关重要的。

那么，我们在哪些方面值得自信呢？我们的CAR-T，CRISPR的国际文献数，专利数占了全球的50%，我们的基因测序占了全球的将近12%，我们的蛋白合成成本，在世界遥遥领先，我们自己有足够大的市场。所以，在21世纪的竞争中，无论脱钩与否，发展自己是根本，对美国是如此，对中国也是如此。