为什么全球生物经济亟需技术标准和衡量指标

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  • 据估计,全球生物经济价值约为4万亿美元,已有50多个国家发布了生物经济战略。

  • 该领域的增长将带来更多商业化、规模化和分布式制造,并增强制造业韧性。

  • 然而,我们需要制定适用于整个创新链条的技术标准和衡量指标,以支持生物经济增长。

据估计,全球生物经济价值约为4万亿美元,且目前已有50多个国家发布了生物经济战略,或制定了推动可持续生物经济发展的政策。随着工程生物学和合成生物学领域新技术的发展,生物经济正在快速增长。

该领域的增长将带来更多商业化、规模化和分布式制造,并通过使生产渠道超越传统化学制造实现多元化,增强制造业韧性。

然而,目前缺乏可直接适用于如此庞大全球产业的标准和衡量指标,这可能导致混乱,造成互操作性失效、数据无法共享,或国际技术转让受阻。

国际标准化组织(ISO)仅发布了35项与生物技术直接相关的标准;相比之下,专门针对牙科器械的已发布标准有79项。

因此,业界代表和学者都呼吁制定适用于整个创新链条的技术标准和衡量指标,以支持生物经济增长。

全球呼吁制定工程生物学衡量指标和技术标准

新近发布的《全球生物经济的工程生物学衡量指标与技术标准》报告总结了一项国际合作的成果。该合作通过区域研讨会汇聚世界各地的利益相关方,讨论各地区标准化的需求和优先事项。

这份报告由伦敦帝国理工学院、工程生物学研究联盟(EBRC)、美国国家标准与技术研究院(NIST)和新加坡国立大学(NUS)协调,并得到施密特科学支持。报告探讨了该领域对标准和衡量指标的需求,以及当前在优先制定哪些标准方面缺乏明确共识的问题。

报告确定了十个关键领域,涵盖数据格式和数据共享标准、适用于规模化过程的标准与衡量指标,以及建立标准化词汇表等。这些关键领域为开展有针对性的倡议提供了重要机遇,以满足合成生物学领域的标准化需求。

建议在工程生物学的各个环节应用标准,以支持全球生物经济加速商业化。Image: 《全球生物经济的工程生物学衡量指标与技术标准》报告

缺乏标准和衡量指标将错失创新机遇,并加剧创新链条各环节面临的挑战。

由于新型生物制造产品进入市场的门槛——包括成本和监管障碍——对中小企业(SME)而言过高,该领域面临被少数大型企业垄断的风险。

引入支持中小企业实现规模化的标准和衡量指标,将有助于持续创新并推动生物经济发展。

推动可持续的全球生物经济

全球生物经济有望为气候变化、粮食安全等世界面临的重大挑战提供解决方案。生物工程产品和工艺能够助力实现更可持续的未来;然而,这一潜力并非总能得到清晰传达。应用标准可以有效帮助消费者比较生物工程产品与非生物工程产品。

要实现全球发展并为应对全球挑战作出重大贡献,就需要通过标准和衡量指标建立共同理解,促进知识转移和数据共享,并支持全球各地的分布式制造与贸易。

可持续性评估常用于比较产品,并提供其符合可持续性标准的证据。生命周期评价(LCA)就是一个很好的例子,目前已得到广泛应用。

然而,此类评估的解读和应用可能存在很大差异,且缺乏能够补充现有LCA标准和框架的行业特定考量。

已发布的报告呼吁为工程生物学产品制定标准化的LCA,可纳入原料的来源和可再生性、原料运输的影响、生物多样性影响以及碳强度(例如生物遏制设施的碳强度)。

为加快利用生物质原料开发新产品,利益相关方呼吁提供更多原料构成信息,并指出制造商总是倾向于选择特性明确的起始材料。

针对这些诉求,报告还指出了一些支持标准制定的工具,例如编制原料规格表,使研究人员和业界能够依据一组预先确定的特性选择合适的原料。

正视区域差异

来自美洲、欧洲、亚洲和澳大利亚的利益相关方齐聚一堂,讨论工程生物学标准化的区域优先事项。

讨论指出,有必要厘清最基本的概念,例如界定“生物经济”一词的含义,或说明“工程生物学”和“合成生物学”这两个术语有时会被互换使用的情况。

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各地区的标准优先领域有所不同,部分原因在于技术成熟度各异,或现行监管框架不同。

在考虑可能适用于国际层面的标准和衡量指标时,有必要正视全球各地在生物经济当前发展状况、合成生物学和生物技术的应用,以及公众对生物工程产品和工艺的看法方面存在的差异。

建立合成生物学标准

已发布的报告确定了该领域的10个关键问题,这些优先难点可通过应用相关标准和衡量指标加以解决,或至少予以缓解。各地不同的背景和观点反映了全球生物经济的需求与优先事项各不相同。

然而,这些差异也带来了机遇:可以制定适用于特定地区的标准,发挥区域优势,确保标准尽早实施,并契合当地情况。

与此同时,在制定全球生物经济标准时,推动全球协调与统一也十分重要。在一些地区,技术成熟度较高,或已有更成熟的实践,因此可以率先引入标准,之后再逐步推广至其他地区。

要制定有助于推动全球生物经济发展的合成生物学标准和衡量指标,需要政府、学术界和业界利益相关方参与,并与标准制定机构协调合作。

至关重要的是,此类工作需要资助计划提供支持;进一步加强国际合作也是确保标准化在生物经济领域成功应用的关键。

伦敦帝国理工学院全球生物经济工程生物学衡量指标与技术标准工作组项目经理朱丽叶·马利(Juliette Malley)也参与了本文撰写。

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