欧洲海洋生物技术发展战略分析及对我国的启示＊

张书军，张艳丽

（1.中国21世纪议程管理中心，北京100038；2.卫生部中日友好医院，北京100029）

欧洲海洋生物技术发展战略分析及对我国的启示＊

张书军1，张艳丽2＊

（1.中国21世纪议程管理中心，北京100038；2.卫生部中日友好医院，北京100029）

海洋是生物资源的宝库，海洋生物技术是开发和保护海洋生物资源的重要基础。欧、美、日等发达国家十分重视发展海洋生物技术，纷纷制定各自的海洋生物技术发展战略。其中，欧洲2010年发布的“欧洲海洋生物技术发展新的远景与战略”行动报告是迄今为止国际上最新、最全和最详细的区域海洋生物技术发展战略之一。本研究结合这一行动报告，对欧洲海洋生物技术发展现状、优先方向、政策建议等进行了梳理，分析了我国海洋生物技术发展的优势与挑战，提出了我国今后发展海洋生物技术的若干建议。

海洋生物；技术分析；发展战略；欧洲；中国

浩瀚的海洋是生命的摇篮和生物资源的宝库［1］，而海洋生物技术是开发和保护海洋生物资源的重要基础。欧、美、日等发达国家都十分重视发展海洋生物技术，纷纷制定各自的海洋生物技术发展战略［2－5］，积极发展潜力巨大的海洋生物产业，努力保持其在海洋生物技术及产业方面的领先地位。欧洲科学基金会（European Science Foundation）于2010－09发布了“欧洲海洋生物技术发展新的远景与战略”行动报告（Marine Biotechnology：A New Vision and Strategy for Europe）（以下简称“欧洲海洋生物技术行动报告”）［3］。这是迄今为止国际上最新的、最全面的和最详细的区域海洋生物发展战略之一。“它山之石可以攻玉”，研究分析欧洲海洋生物技术发展战略，与我国海洋生物技术相关发展战略进行比较，对做好我国海洋生物技术发展的顶层设计和任务实施具有重要的借鉴意义。

“欧洲海洋生物技术行动报告”分5个章节进行了阐述，分别为：总论、关键工具和技术的发展与展望、海洋生物技术的成就和未来挑战与机遇、支持海洋生物技术发展、欧洲海洋生物技术战略。该行动报告在系统评估欧洲海洋生物技术现状的基础上，梳理了欧洲海洋技术优先发展方向，分析了相关的社会经济需求，提出了未来10～15a欧洲海洋生物技术研究和政策框架。

以下从“欧洲海洋生物技术行动报告”总体情况、我国发展海洋生物技术优劣势分析、“欧洲海洋生物技术行动报告”对我国的启示及有关建议三个方面分别进行论述。

1 “欧洲海洋生物技术行动报告”总体情况

海洋生物技术内涵十分丰富，对其进行准确定义有一定难度，实际上不同的人对海洋生物技术有不同的定义。该行动报告所说的海洋生物技术定义较为广义，是指与海洋生物资源相关的各类生物技术，既包括来源于海洋生物资源的生物技术，如由海洋生物开发产品或提供服务；也包括以海洋生物资源为应用对象的生物技术，如基于陆地生物开发的生物传感器应用于海洋生态健康评价［3］。

1.1 对于海洋生物技术发展形势与需求的判断

该行动报告认为，在全球经济下滑的背景下，欧洲国家正面临着诸多复杂而困难的挑战，如食品和能源可持续供给、气候变化和环境退化、人口健康和老龄化等。海洋生物技术通过获取新的知识、产品和服务，可以为应对上述各种挑战，支撑欧洲经济复苏和增长作出日益重要的贡献。近年来已经发现大量具有商业应用前景的海洋天然产物和基因，其中发现的海洋天然产物已超过18 000种，获得的与海洋生物基因相关的专利超过4 900项且以每年12%的速率增长，这些都表明生物技术在海洋生物资源上的应用正在变为现实产业［3］。

近年来欧洲在海洋生物技术开发和应用已经取得诸多成果。在提供食物方面，2001年以来海洋生物技术对生产效率和产品质量、引入适合高密度养殖的新品种、依靠分子与生理学手段更好地调控可持续养殖过程等都作出了重要贡献，使得海水养殖更加高效和环境友好，生产了更为多样的海洋食品；在获取可持续的替代能源方面，从微藻中制备生物燃料可能是当前获取巨大能源潜力一种最佳选择，除了在开放水体中研究高效培养富油微藻外，欧洲还建造了一定规模的在封闭水路中培养富油微藻的光生物反应器试验装置，研究提高微藻生产效率的相关技术；在保障人类健康方面，目前约15种天然产物正处于不同阶段的临床研究，主要集中在肿瘤学领域，一些已经成为市场产品，更多的正处于走向市场产品的阶段。

在工业产品与过程开发方面，来自海洋生物体的蛋白质和酶不仅已经对工业生物技术作出重要贡献，而且也为食品和药品工业新工艺开发、分子生物学与诊断工具开发等提供了支持，如在海洋生物中最早发现的绿色荧光蛋白作为一个信号蛋白已广泛地用于分子生物学研究。在过去10a中，海洋来源的生物多聚物日益受到医药和生物技术产业的重视，从生物可降解塑料到食品添加剂、医药多聚物、伤口包扎材料、生物粘合剂、牙医用生物材料、组织再生和3D组织培养支架等都显示出巨大的应用前景。然而，海洋来源的生物材料科学仍然相对新颖；对于具有工业应用前景的新型酶、生物多聚物和生物材料的开发来说，海洋环境仍然是相对未开发的资源。

欧洲进一步发展海洋生物技术也面临一些挑战。一方面是海洋生物技术自身的复杂性，往往涉及多个学科，在研究积累方面较陆上生物技术有一定差距，如在海洋环境管理方面目前应用最多的还是化学和微生物学等传统的监测方法，近10a海洋生物技术在此领域未能提供太多像样的成果；另一方面是研究工作的分散性，研究设施和信息缺乏共享，海洋生物技术研发政策不够连贯，各国分别基于各自状况开展研究而没有基于欧洲公共需求；此外，产研协作力度不够，欧洲海洋生物技术对产业的贡献大都是由专业的中小企业实现的，在当前国际金融危机背景下，风险投资基金和公共研发投入对其支持减少，从而导致其技术转移能力下降。

1.2 对海洋生物技术优先发展方向的筛选

该行动报告认为，生命科学技术的发展已经和未来仍将成为海洋生物技术研究的重要驱动因素之一。20世纪90年代海洋生物技术的发展在很大程度上就是分子生物学革命的结果。在最近10a，基因组学革命显然是海洋生物技术发展最主要的驱动力。除了组学方面的进展，发展和优化合适的生物工程工具、培养微生物和应用海洋模式生物需要给予加强，以使其对未来海洋生物技术发展发挥重要影响。报告拿出一个章节，从组学驱动的技术、代谢工程和系统生物学、不可培养微生物的培养、有助于海洋生物技术发展的生物工程技术、海洋模式生物、高通量筛选蛋白、酶和生物多聚物的工具等六个方面，详细介绍了生物技术重要工具的发展现状及前景［3］。

组学技术包括基因组学、宏基因组学、深度测序等技术，在信息技术和互联网的支撑下，它对整个生命科学产生了强烈影响，大大提高了认知复杂生物系统的效率。海洋生物的代谢途径及其与组学间的联系是生产目标产物的重要基础，因此代谢工程及系统生物学的发展，将有助于从分子水平理解生命系统，打破目标产物产量低或不经济的瓶颈。越来越多的不可培养的生物“暗物质”在宏基因等研究中被发现，它们在海洋生物系统中发挥着重要作用（如海绵在大量不可培养共生菌的作用下可产生大量有应用前景的活性化合物），研究的第一步是获取其基因资源，然后通过创新培养方法尝试得到它，最终实现对其应用开发。有助于海洋生物技术发展的生物工程技术包括，微藻培养及光反应器（如用于制备生物柴油等）、大型藻培养、生产系统优化、循环水槽养鱼等技术。模式生物对与生物技术研究十分重要，但目前来自海洋的模式生物还寥寥无几，针对不同需求的筛选海洋模式生物显得十分必要。从海洋生物中筛选新的蛋白、酶和生物多聚物是海洋生物技术的重要任务，近年来高通量筛选工具进步很快，这无疑将大大加快海洋生物技术发展速度。

该行动报告针对食物、能源、健康、环境、工业产品和工艺等五个领域的需求，结合生物技术自身发展趋势，提出了并详细阐述了未来10a欧洲海洋生物技术研究的14个优先方向（具体参见表1）。

表1 与解决重大社会问题相关的海洋生物技术研究优先方向Table 1 Marine Biotechnology research priorities to address key societal challenges

1.3 对欧洲发展海洋生物技术的行动建议

基于对欧洲海洋生物技术发展状况与需求的分析，该行动报告制定了未来10a发展目标，即：“到2020年，使欧洲海洋生物技术形成具有全球竞争力的有机整体，通过可持续的合理的方式，应用先进的工具，为应对食品和粮食安全、创新药物开发和人畜疾病治疗、工业材料和工艺开发、海洋可持续利用和管理等关键社会挑战作出重要贡献”。

为实现上述目标，提出了以下4个方面的行动建议［3］：

1）建立一个强有力的品牌和沟通战略，提升欧洲海洋生物技术研究的形象和知名度。具体包括针对欧洲海洋生物技术，建立一个信息平台、进行工作审计、开展示范应用、加强宣传教育等。

2）鼓励海洋生物技术研究战略和项目的发展，在国家、地区和泛欧洲不同层面支持海洋生物技术发展。具体包括针对欧洲海洋生物技术，建立（虚拟的）研究院或中心、制定连贯一致的研发政策、强化欧洲组学研究公共平台建设、发展高水平的研究项目等。

3）显著改善技术转移路径，夯实基础以支撑学术研究与产业间前瞻的和互利的互动合作，形成海洋基因资源的可靠获取通道和公平对等的利益分配机制。具体包括针对欧洲海洋生物技术，制定有利于中小企业参与的“框架计划”资助协议、建立有助于规避海洋来源创新药物开发全新机制、保护知识产权和学术交流自由、协调海洋基因资源的利益分配、开展产业需求调研等。

4）推进欧洲海洋生物技术相关的培训和教育。具体包括针对欧洲海洋生物技术，确保所有生物科学本科教育中包括恰当的生物技术内容、鼓励非海洋背景的研究者参与、组织定期培训或暑期学校、创建专门的学校或课程、设立博士学位项目等。

2 我国发展海洋生物技术的优势与挑战

2.1 我国发展海洋生物技术的优势

我国发展海洋生物技术具有产业规模和需求巨大、研究基础较好、投入不断增加等优势。我国拥有世界上最庞大的海水养殖产业，无论是养殖面积（15 790km2，2008年）还是养殖产量（1 340万t，2008年）都居世界首位［6］；远洋渔业、海洋水产品加工、海洋生物制品等其他海洋生物相关产业快速发展。这为我国发展海洋生物技术奠定了良好的产业基础。

近年来我国海洋生物技术成果不断涌现，在扇贝、对虾、海带等物种方面分别获得多个高产抗病的养殖新品种，在海洋寡糖农用制剂、海洋酶制剂、海洋药用材料等方面取得重要突破并建立了较大规模的生产线［7－9］。我国已成为世界上从海洋中发现天然产物最多的国家之一，近年来从珊瑚、海绵、海鞘、海藻、红树林等中筛选了一大批具有活性的新型功能化合物和相关菌株，并开展了规模化制备和成药性评价工作，为药物开发奠定了良好基础［9］。

我国在海洋生物技术研发方面的投入不断增加。“十一五”期间，仅863计划海洋技术领域就安排了经费国拨经费3.1亿元，对海洋生物制品开发、海洋水产品加工、海洋药物研究、海洋耐盐滩涂植物选育、海洋生物功能基因研究、海洋生物资源库构建等海洋生物技术方向进行支持［9］。863计划现代农业技术领域对海水养殖相关技术开发进行了支持，863计划生物和医药技术领域对组学、生物工程等生物共性技术开发进行了支持。973计划、国家自然科学基金、国家科技支撑计划、公益性行业科研专项等对海洋生物科技也进行了大力支持。

我国海洋生物技术已在世界上占有了一席之地，部分技术达到世界先进或领先水平［10－12］。“欧洲海洋生物技术行动报告”对我国海洋生物技术水平也给予了较高评价，指出“如果欧洲现在不能促使有关各方形成合力，不能增加经费投入和研究协调力度，将逐渐落后于美国、日本、中国等其他在本领域中处于世界领先地位的国家”［3］。

2.2 我国发展海洋生物技术面临的挑战

在看到我国海洋生物技术发展成绩和优势的同时，必须清醒地认识到我国海洋生物技术整体上与世界先进水平还有差距，我国海洋生物技术发展仍面临多方面的挑战［9］。

我国海洋生物产业仍以海水养殖等传统产业为主，高技术含量、高附加值的产品偏少。传统海水养殖产业面临如何减少环境污染、如何提高养殖产品质量的挑战；海洋水产品加工产业仍以劳动密集型的速冻食品加工为主，且面临野生渔业资源减少的挑战；远洋渔业在世界上所占份额偏小，渔情预报技术、生态捕捞设备、船上加工工艺等相对落后；海洋药物虽已经研发多年，但仍处于产业孕育阶段，近几年内恐难形成现实的产业。

生物技术开发所需的重要工具大量依赖进口，如基因组测序设备与试剂、生物大分子分离设备与材料等。虽然我国对这些重要工具的应用能力与世界先进水平基本相当，但对其自主研发和制造能力明显不足。海洋生物技术作为生物技术的一个分支，其进步很大程度上依赖于这些重要工具的进步。“工欲善其事，必先利其器”，没有生物研发工具上的领先，就难有生物技术开发上的领先。

海洋生物技术研究力量分散且系统配合不够。虽然我国有多个大学和研究所从事海洋生物技术研发工作，但大多各自为战，彼此之间缺乏足够的协调和配合，存在资源共享不足、信息沟通不畅、低水平重复等现象，缺少吸引陆上生物学家“下海”的便利条件。此外，海洋生物科学研究和技术开发结合不够，基础研究与应用研究结合不够。

我国海洋生物高技术企业小且弱，产学研结合不够密切。“欧洲海洋生物技术行动报告”提到欧洲中小企业在海洋生物技术转移中起着主导作用，而我国在很大程度上恰恰缺少这一环节。目前我国海洋生物技术新成果主要掌握在高校和研究所手中，由于这些新成果成熟度不足、中小企业融资能力不强、企业家对新成果应用前景鉴别力不高等原因，使得我国海洋生物技术成果转化度较低。

以上这些问题有些是与欧洲等其他国家共有的，有些则是我国特有的，无论哪类问题都应该给予高度重视并着力解决，以加快我国海洋生物技术及相关产业的发展。

3 “欧洲海洋生物技术行动报告”对我国的启示和有关建议

“欧洲海洋生物技术行动报告”对现状的总结、问题的分析及提出的行动建议对我国有重要的启示作用。结合我国海洋生物技术实际情况，提出有关建议如下：

1）应加强我国海洋生物技术发展的顶层设计和系统布局，特别是加强跨领域和跨计划的协调与配合。

我国在《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006－2020）》和《国家“十二五”科学和技术发展规划》都将发展海洋生物技术放在重要位置，国家相关科技计划也将海洋生物技术作为重要支持方向，但在具体实施中尚缺少类似“欧洲海洋生物技术行动报告”的系统全面的行动方案，加之相关任务分别通过不同科技计划及不同领域落实，相互协调和衔接仍有待进一步加强，至少可以优先在信息层面实现共享。

2）鼓励多学科交叉和陆上生物学家“下海”，发展壮大海洋生物技术研发队伍。

实施这一举措的核心是推动海洋生物技术研发资源共享，包括海洋生物资源、海洋生物研究设施等。一些对海洋生物感兴趣的陆上生物学家常常苦于拿不到海洋生物样品、缺少出海机会等原因，无法参与海洋生物技术开发工作。有关方面可以研究组织针对海洋生物研究的公共航次，使每个对海洋生物有兴趣的科学家花费相对较少的钱就可以获得出海研究机会；可以在利益共享、风险共担的约定下推动海洋生物样品的有偿共享，或在公共财政支持下实施强制共享。

3）加强生物工具技术的研发，积极推动新的生物工具技术在海洋生物技术开发中的应用。

海洋生物是生物的一个分支，应注重利用海洋生物的特殊性，推动生物工具技术的发展，绿色荧光蛋白（GFP）的发现和应用就是成功案例之一。同时，也应及时将新的生物工具技术应用到海洋生物技术开发上，如组学技术、天然产物高通量筛选技术等，当然这一应用过程有时也可以成为对生物工具技术二次开发的过程。此外，还应注重海洋生物科学研究与技术开发的结合，使二者可以相互促进。

4）推动产学研用结合，加快技术成果转化，发展和壮大海洋生物技术相关产业。

通过组建海洋生物技术相关的产业技术创新战略联盟、鼓励有能力的企业牵头承担或参与研发课题等形式，注重以实际需求引导技术研发，注重以新的技术成果培育市场，密切产学研用的结合，提高产品技术含量和附加值，加快海洋生物产业由传统的劳动密集型向技术密集型的转型。

5）加强海洋技术研发能力培训。

除了在现有的本科生教育、研究生培养等过程加强海洋技术研发能力培训外，还应加强科研项目研发过程中的能力培训，加强研发人员对市场需求分析、产品准入要求等产业发展相关能力的培训。如一些从事海洋药物开发的人员，出身于海洋生物专业，对成药性评价、新药审批要求等缺乏深入地了解，有必要在项目研发过程中请药学专业人员参与或给予指导，以提高研发效率。

6）结合我国特点，梳理我国海洋生物技术发展的优先顺序。

我国海水养殖规模世界第一，海洋生态环境受污染影响较重，海岸带资源相对短缺，这些是我国不同于欧洲及其他国家的特点。在我国海洋生物技术发展战略中，应将海水健康养殖与可持续发展、海洋生态系统保护、特殊生境生物评价与开发、远洋渔业资源开发等相关技术放在优先位置；将海洋中药开发等我国特色的方向放在重要位置。对培养海藻制油等仍处于探索研究阶段、短期内产业化应用前景尚不明朗、需要占用大量海域面积的部分方向，或许现阶段定位在基础研究层面更为合适。

7）加强国际合作，拓宽我国海洋生物技术发展的国际视野。

在以我国近海生物为研究对象的同时，应积极鼓励对其他海域生物的研究，特别是深远海和南北两极海洋生物的研究。通过互派留学生、短期访问、合作研究等方式，积极与处于世界领先地位的国际同行的交流合作，不断缩短我国在海洋生物技术方面与世界先进水平的差距。

（References）：

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［3］ Marine Board－ESF.Marine Biotechnology：A new vision and strategy for Europe（Marine Board－ESF Position Paper 15）［R／OL］.［2012－02－15］.http：∥www.esf.org／marineboard.

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［5］ Pew Oceans Commission.America＇s Living Oceans：Charting a course for sea change［R］.Washington：Pew Oceans Commission，2003.

［6］ FAO.The State of world fisheries and aquaculture－2010［R／OL］.［2012－02－15］.http：∥www.fao.org／fishery／publications／sofia.

［7］ DING J.Progress on Marine Biotechnology－Review of Marine Biotechnology Achievements Supported by 863Program［G］.Beijing：O－cean Press，2006.丁健.海洋生物高技术新进展－863计划海洋生物技术主题成果汇编［G］.北京：海洋出版社，2006.

［8］ Ministry of Science and Technology of PRC.Review of Marine High－Technology Achievements［G］.Beijing：Ocean Press，2007.中华人民共和国科学技术部（社会发展科技司，中国21世纪议程管理中心）.海洋高技术成果汇编［G］.北京：海洋出版社，2007.

［9］ Review of Marine Technology Achievements supported by 863Program in China（2006－2010）［R］.Beijing：Marine Technology Field Office in National High Technology Research and Development Program of China（863Program），2011.“十一五”863计划海洋技术领域总结报告［R］.北京：863计划海洋技术领域办公室，2011.

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（张 骞 编辑）

Analysis on Marine Biotechnology Strategy for Europe and Its Enlightenment to China

ZHANG Shu－jun1，ZHANG Yan－li2
（1.The Administrative Center for China＇s Agenda 21，Beijing 100038，China；2.China－Japan Friendship Hospital，Beijing 100029，China）

The oceans host a largely untapped and underutilized source of biodiversity.Marine biotechnology is now，and will become even more central to delivering these benefits.Developed countries such as Europe，USA and Japan have paid more attentions on the development of marine biotechnology，and drawn up their strategies.The action report named"Marine Biotechnology：A New Vision and Strategy for Europe"was released by European Science Foundation in 2010，which is one of the latest，rounded and detailed strategies on the development of regional marine biotechnology in the world.Based on and compared with this report，the present situation，priority fields，policy and suggestions of developing marine biotechnology for Europe were introduced，and the advances，challenges and suggestions of developing marine biotechnology for China were analyzed and put forward.

marine biotechnology；technology analysis；strategy；Europe；China

May 14，2012

P745

A

1671－6647（2012）03－0450－07

2012－05－14

张书军（1977－），男，河北邢台人，副研究员，博士，主要从事科技管理方面研究.E－mail：zhshujun@acca21.org.cn.

＊通讯作者，张艳丽（1977－），E－mail：janetzhyl@gmail.com.