郭曉強(qiáng)　黃衛(wèi)人　蔡志明

合成生物學(xué)（synthetic biology）是2000年出現(xiàn)的一門(mén)融匯生物學(xué)、工程學(xué)、化學(xué)和信息學(xué)等學(xué)科而成的交叉科學(xué)。目前對(duì)合成生物學(xué)的定義還存在不同認(rèn)識(shí)，較普遍接受的觀(guān)念是：①為了應(yīng)用目的，重新設(shè)計(jì)現(xiàn)存的自然生物學(xué)系統(tǒng)；②設(shè)計(jì)和建造全新的生物學(xué)元件、回路和系統(tǒng)。從這樣的觀(guān)念出發(fā)，合成生物學(xué)與有機(jī)合成有一定類(lèi)似之處，都以制造天然產(chǎn)物或人工產(chǎn)物為主要目的。有機(jī)合成的核心是以碳元素為主并涵蓋氮、硫等元素在內(nèi)的有機(jī)物合成過(guò)程，而合成生物學(xué)則是以DNA為主并涵蓋RNA、蛋白質(zhì)等在內(nèi)的設(shè)計(jì)與加工過(guò)程。正如有機(jī)合成在天然產(chǎn)物（像青蒿素等）領(lǐng)域和人工產(chǎn)物（像合成橡膠等）領(lǐng)域已廣泛改變了人類(lèi)的生活一樣。合成生物學(xué)在天然基因組和人造基因組領(lǐng)域的巨大進(jìn)展也具有廣闊應(yīng)用前景。合成生物學(xué)成果還有望應(yīng)用于臨床，為部分疾病的治療帶來(lái)新的思路和策略，通過(guò)體外人工合成生物系統(tǒng)轉(zhuǎn)入機(jī)體內(nèi)而重建內(nèi)穩(wěn)態(tài)，以糾正疾病導(dǎo)致的功能異常。這已在感染性疾病、代謝性疾病、神經(jīng)退行性疾病和癌癥等的診治上顯示出巨大潛力，一個(gè)新的分支一醫(yī)學(xué)合成生物學(xué)正在形成。

合成生物學(xué)概述

通俗而言，合成生物學(xué)就是用人工制備的模擬生命體系來(lái)最終實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)輸出精確控制的一種生物學(xué)技術(shù)。合成生物學(xué)以實(shí)際需求為導(dǎo)向，應(yīng)用工程學(xué)原理，設(shè)計(jì)并構(gòu)造具有新功能的元件、系統(tǒng)乃至生命體；利用各種原理設(shè)計(jì)并合成一系列核酸（包括DNA和RNA）及類(lèi)核酸（XNA），將其轉(zhuǎn)入特定細(xì)胞，最終實(shí)現(xiàn)指定的生物學(xué)功能。合成生物學(xué)的重點(diǎn)是合成（合成一系列人工元件、回路和系統(tǒng)等），難點(diǎn)是生物（在生物體內(nèi)實(shí)現(xiàn)合成回路的生物學(xué)功能），須要根據(jù)電子學(xué)等原理設(shè)計(jì)生物“電路圖”，然后將一系列元件按需求實(shí)現(xiàn)有機(jī)組裝。

合成生物學(xué)目的在于創(chuàng)造新的生物學(xué)系統(tǒng)，一方面有利于理解生物系統(tǒng)自身的作用機(jī)制‘，另一方面可應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，造福社會(huì)與人民。合成生物學(xué)方法包括利用化學(xué)方法合成特定元件，再利用生物學(xué)方法將其有機(jī)整合，然后插入活細(xì)胞；也包括建立人造的全新生物系統(tǒng)，通過(guò)模擬生物系統(tǒng)。為測(cè)試提供平臺(tái)，或生產(chǎn)生物學(xué)產(chǎn)品。

合成生物學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史

合成生物學(xué)一詞最早由法國(guó)生物學(xué)家勒迪克（S.Ledue）于1911年提出，但建立合成生物學(xué)的理論和技術(shù)基礎(chǔ)則肇始于1950年代。1953年。沃森和克里克提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)；1958年?？死锟诉M(jìn)一步提出中心法則，闡明遺傳信息流動(dòng)的基本規(guī)律，即從DNA到RNA到蛋白質(zhì)，從而為合成生物學(xué)提供了基本原則。1961年，法國(guó)科學(xué)家莫諾（J.L.Monod）和雅各布（F.Jaeob）提出乳糖操縱子模型，描述了基因調(diào)控的基本規(guī)律。1966年，對(duì)遺傳密碼的解析完畢，從而為基因工程的出現(xiàn)及隨后合成生物學(xué)的誕生奠定了理論基礎(chǔ)。

1970年，限制性?xún)?nèi)切酶被發(fā)現(xiàn)，提供了DNA特異性剪切之重要工具，恰好反轉(zhuǎn)錄酶也在這一年被發(fā)現(xiàn)，加上已鑒定成功的DNA聚合酶和DNA連接酶等。體外DNA操作成為可能。1972年，人類(lèi)首次在體外使兩個(gè)不同來(lái)源的DNA片段實(shí)現(xiàn)了連接，產(chǎn)生了第一個(gè)重組DNA。1973年，首次將重組DNA轉(zhuǎn)入大腸桿菌，標(biāo)志著基因工程的誕生。1974年，波蘭遺傳學(xué)家希巴爾斯基（W.Szybalski）在這些進(jìn)展基礎(chǔ)上全面闡述了合成生物學(xué)的概念及內(nèi)涵。

1970年代，基因合成技術(shù)開(kāi)始出現(xiàn)并逐漸完善，DNA雙脫氧法測(cè)序誕生。進(jìn)入1980年代，DNA測(cè)序的進(jìn)一步完善直接促使了基因組計(jì)劃的提出與完成。1990年代，高通量測(cè)序（第二代測(cè)序技術(shù)）的發(fā)明進(jìn)一步增加了基因組信息量，為合成生物學(xué)提供了重要素材。

2000年，研究人員制備了第一批人工設(shè)備。包括轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、生物振蕩器等，標(biāo)志著合成生物學(xué)的正式誕生。隨著基因組學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)和DNA化學(xué)合成及相關(guān)技術(shù)之完善與發(fā)展，合成生物學(xué)已積累了大量新工具，從而為研究和理解生物系統(tǒng)提供了全新策略，也為將來(lái)在工農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。至今，已先后合成了定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、生物時(shí)鐘、模式檢測(cè)器和細(xì)胞間交流系統(tǒng)等生物回路或系統(tǒng)。目前已經(jīng)有能力根據(jù)需求合成復(fù)雜的代謝回路、完整的代謝通路，甚至還可以合成完整的基因組，并且已從合成簡(jiǎn)單的原核生物（如支原體基因組），到目前合成簡(jiǎn)單真核生物（如酵母染色體）。

合成生物學(xué)的臨床應(yīng)用

在合成生物學(xué)發(fā)展早期設(shè)計(jì)并構(gòu)建的合成生物學(xué)元件，主要應(yīng)用于原核生物或簡(jiǎn)單真核生物（如酵母）等；而隨著許多真核細(xì)胞元件被設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)成功，哺乳動(dòng)物的細(xì)胞合成生物學(xué)也取得了進(jìn)展，從而為臨床應(yīng)用帶來(lái)了全新理念。

相對(duì)于傳統(tǒng)生物學(xué)，合成生物學(xué)顯示出巨大的應(yīng)用潛力，已在生物能源、化工生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、生物制藥等領(lǐng)域有了初步應(yīng)用。醫(yī)學(xué)已成為合成生物學(xué)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一，研究的快速增長(zhǎng)正在促使醫(yī)學(xué)合成生物學(xué)誕生，可望對(duì)多種疾病的研究與治療提供新的選擇。

疾病可看作源于先天原因（遺傳性疾病或遺傳相關(guān)疾病等）或后天原因（環(huán)境因素如寄生蟲(chóng)或病原體）引發(fā)的機(jī)體特定部位的功能障礙。修復(fù)這些障礙，最終達(dá)到功能重建，就可取得治療的效果。傳統(tǒng)方法是利用藥物，而合成生物學(xué)可在更寬廣的范圍內(nèi)，通過(guò)生物功能重建策略來(lái)實(shí)現(xiàn)疾病的治療。

在臨床上，合成生物學(xué)主要是利用人工合理設(shè)計(jì)，合成大量治療性的基因回路，在載體協(xié)助下最終植入人體，通過(guò)糾正機(jī)體有缺陷的回路功能，實(shí)現(xiàn)疾病治療的最終目的。醫(yī)學(xué)合成生物學(xué)通過(guò)影響特定生物學(xué)過(guò)程而重建生命內(nèi)穩(wěn)態(tài)。為了在實(shí)現(xiàn)疾病治療的同時(shí)盡可能減輕副作用，合成生物學(xué)需要達(dá)到高效、特異和可控等設(shè)計(jì)目標(biāo)。

醫(yī)學(xué)合成生物學(xué)的設(shè)計(jì)需要在五個(gè)層面上實(shí)現(xiàn)。首先，篩選和鑒定可用元件，包括DNA元件（如啟動(dòng)子、編碼序列、核糖體結(jié)合位點(diǎn)和終止序列等），RNA元件[如反義RNA、微RNA（miRNA）、小干擾RNA（siRNA）、核酸調(diào)節(jié)元件、核酸開(kāi)關(guān)以及核酶等1，以及蛋白質(zhì)元件（如RNA聚合酶、轉(zhuǎn)錄因子、阻遏蛋白等的基序或功能域）。第二，根據(jù)實(shí)際需求，利用工程學(xué)原理，對(duì)這些元件進(jìn)行設(shè)計(jì)和組裝，以形成具有邏輯門(mén)關(guān)系的治療基因回路（生物裝置）。當(dāng)輸入特定命令，可獲得唯一的輸出信號(hào)。第三，將基因回路通過(guò)特定方式轉(zhuǎn)入底盤(pán)細(xì)胞，產(chǎn)生合成的生物系統(tǒng)。第四，在模型動(dòng)物水平上對(duì)治療效應(yīng)做生物學(xué)測(cè)試。第五，I臨床檢驗(yàn)治療效果。目前主要集中在前四個(gè)層面，在模型方面的成功已引起科學(xué)界和臨床醫(yī)生的注意。

合成生物學(xué)臨床應(yīng)用的成就

合成生物學(xué)已在感染性疾病、代謝性疾病、神經(jīng)退行性疾病和癌癥等多個(gè)領(lǐng)域得到初步嘗試，并顯示出較理想的治療效果。

在感染性疾病治療中的應(yīng)用

當(dāng)前，細(xì)菌對(duì)多數(shù)抗生素的耐藥性是造成多種感染性疾病治療效果欠佳之重要原因，而合成生物學(xué)在這方面顯示出良好前景。細(xì)菌耐藥性的一個(gè)機(jī)制在于產(chǎn)生外層保護(hù)膜，利用合成生物學(xué)技術(shù)改造噬菌體可從兩方面解決該問(wèn)題。一方面噬菌體可直接識(shí)別并殺死細(xì)菌，同時(shí)還可利用細(xì)菌作為宿主，實(shí)現(xiàn)自身繁殖而達(dá)到治療最大化目的；另一方面噬菌體可產(chǎn)生特定酶來(lái)破壞細(xì)菌保護(hù)膜，從而使細(xì)菌被抗生素或機(jī)體免疫系統(tǒng)殺滅。實(shí)驗(yàn)測(cè)試表明，這種人造噬菌體殺滅99.997%擁有保護(hù)膜的細(xì)菌。

利用合成生物學(xué)方法改造細(xì)菌，在醫(yī)療方面也有重要應(yīng)用。如經(jīng)過(guò)改造的大腸桿菌可產(chǎn)生特定化學(xué)信號(hào)，有效干擾霍亂弧菌之間的信息交流，弱化此菌株的感染。小鼠實(shí)驗(yàn)顯示，該工程菌對(duì)霍亂治療具有重要作用。此外，還可利用改造細(xì)菌來(lái)合成大量藥物，如青蒿素和紫杉醇等。

在代謝性疾病治療中的應(yīng)用

代謝性疾病是指因代謝失衡而使特定代謝物含量異常的疾病，如糖尿病、肥胖和痛風(fēng)等。

糖尿病是一種由血糖升高所導(dǎo)致的疾病，故控制血糖含量成為治療的重要目標(biāo)之一，可利用胰島素或胰高血糖素樣肽-1（GLP-1）等實(shí)現(xiàn)對(duì)血糖的控制，而輸入的調(diào)控信號(hào)可以是光或者電磁波。光是自然界中最普遍、最易獲得物質(zhì)之一，不僅成本低廉容易獲取，還能在時(shí)間和空間上加以精確調(diào)控；而感受光信號(hào)的光敏蛋白，響應(yīng)速度快，可達(dá)毫秒級(jí)，適合用于動(dòng)態(tài)調(diào)控。利用構(gòu)建人工生物器件的技術(shù)，成功開(kāi)發(fā)出一種簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、容易使用的光調(diào)控基因表達(dá)系統(tǒng)，由一個(gè)光調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子和含有GLP-1的轉(zhuǎn)錄單元構(gòu)成。在藍(lán)光存在情況下，轉(zhuǎn)錄因子能迅速被激活，從而啟動(dòng)GLP-1的轉(zhuǎn)錄與表達(dá)。把該系統(tǒng)植入Ⅱ型糖尿病小鼠體內(nèi)，藍(lán)光可有效控制GLP-1的表達(dá)與分泌，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)血糖的精確調(diào)控。通過(guò)構(gòu)建受電磁波控制的鈣離子信號(hào)和鈣離子調(diào)控的胰島素合成，再把整合在一起的基因表達(dá)回路植入糖尿病小鼠體內(nèi)，將小鼠暴露于電磁波之下，可實(shí)現(xiàn)血糖的控制。

隨著生活水平提高。肥胖也成為威脅人類(lèi)健康之重要因素。在哺乳動(dòng)物小鼠肝細(xì)胞中引入一個(gè)乙醛酸分支途徑的基因回路，可顯著增加脂肪酸氧化，因而即使給小鼠喂食高脂肪食物，小鼠也不會(huì)出現(xiàn)肥胖癥狀，并且血脂和膽固醇水平也未見(jiàn)明顯升高。此外，肥胖患者血液中的血脂和膽汁酸含量較高，可以構(gòu)建感知這些化合物的基因回路。受其調(diào)控的功能分子為激素普蘭林肽（pramlintide）等。

尿酸是嘌呤在人體代謝中的產(chǎn)物，它在水里溶解度較低，因此血液中尿酸含量較高可導(dǎo)致高尿酸血癥，最常見(jiàn)表現(xiàn)是尿酸沉積在關(guān)節(jié)等軟組織內(nèi)。導(dǎo)致痛風(fēng)的發(fā)生。某些個(gè)體先天性地缺乏尿酸氧化酶，無(wú)法使尿酸進(jìn)一步生成更易溶于水的尿囊素。傳統(tǒng)治療高尿酸血癥的基本原則在于外源補(bǔ)充相關(guān)因子或酶，以糾正異常狀況，重新建立代謝內(nèi)穩(wěn)態(tài)。利用合成生物學(xué)方法，可首先構(gòu)建含尿酸氧化酶的基因回路并轉(zhuǎn)入細(xì)胞，再將基因工程細(xì)胞植入急性高尿酸血癥小鼠體內(nèi)。過(guò)量的尿酸激活尿酸氧化酶基因表達(dá)，從而消除尿酸并達(dá)到內(nèi)穩(wěn)態(tài)。

在神經(jīng)退行性疾病治療中的應(yīng)用

神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生率也在與日俱增，但對(duì)其中大部分缺乏有效的治療手段，尋找新的策略具有重要意義。這類(lèi)疾病大多緣于特定基因突變?cè)斐傻鞍踪|(zhì)分子聚集，影響神經(jīng)元功能而發(fā)生，因此糾正“錯(cuò)誤折疊”蛋白質(zhì)成為疾病治療之策略。應(yīng)用基因組編輯工具像鋅指核酸酶（zFN）、類(lèi)轉(zhuǎn)錄激活因子效應(yīng)物核酸酶（TELEN）以及成簇規(guī)律間隔短回文重復(fù)序列及其關(guān)聯(lián)蛋白9（CRISPR/Cas9）等，通過(guò)糾正突變基因的方法，可從根本上實(shí)現(xiàn)對(duì)這類(lèi)疾病的治療。上述方法均存在不同程度的脫靶效應(yīng)，須進(jìn)一步利用合成生物學(xué)的可控特點(diǎn)，精確控制作用位點(diǎn)，以減少治療的副作用。合成生物學(xué)還通過(guò)設(shè)計(jì)特定啟動(dòng)子和基因開(kāi)關(guān)來(lái)獲得治療回路，實(shí)現(xiàn)對(duì)特定靶蛋白質(zhì)分子的精確控制。類(lèi)固醇激素米非司酮可用作一個(gè)基因開(kāi)關(guān)，精確調(diào)控神經(jīng)膠質(zhì)源神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（GDNF）之基因表達(dá)，對(duì)帕金森病大鼠模型產(chǎn)生神經(jīng)保護(hù)作用。此外，光控基因表達(dá)也開(kāi)始被嘗試用于特定神經(jīng)退行性疾病的治療并顯示出良好的療效，但是尚需進(jìn)一步研究。

在癌癥治療中的應(yīng)用

近幾十年來(lái)，癌癥研究未取得真正意義上的重大突破，尋找新的診治思路具有重要意義。

（1）腫瘤識(shí)別對(duì)于癌癥治療最大的挑戰(zhàn)在于選擇性殺傷，即在不傷害正常組織前提下消除體內(nèi)癌細(xì)胞。利用癌細(xì)胞和正常細(xì)胞本身的表達(dá)差異，開(kāi)發(fā)成功癌細(xì)胞特異性分類(lèi)器。如根據(jù)miRNA設(shè)計(jì)成功的合成回路，可有效區(qū)分宮頸癌細(xì)胞與正常細(xì)胞。在有效區(qū)分基礎(chǔ)上，可進(jìn)一步利用合成的致死回路對(duì)癌細(xì)胞加以直接選擇性殺傷，也可輔助放化療以增加這些治療的專(zhuān)一性和敏感性。

（2）細(xì)菌或病毒的選擇性殺傷利用基因工程細(xì)菌在缺氧環(huán)境中表達(dá)的特性，可讓其在腫瘤缺氧環(huán)境中制造某種細(xì)胞毒性蛋白而啟動(dòng)癌細(xì)胞死亡程序。但是這種策略最大問(wèn)題在于癌組織本身血液供應(yīng)存在障礙，因此將細(xì)菌運(yùn)送至癌組織成為很大難點(diǎn)。

（3）合成免疫學(xué)利用合成生物學(xué)的原理和方法，通過(guò)操縱生物元件以定量調(diào)節(jié)和操縱機(jī)體免疫應(yīng)答，從而實(shí)現(xiàn)疾病治療。這是目前臨床應(yīng)用探索較少的合成生物學(xué)領(lǐng)域之一，尤其在腫瘤治療方面顯示出誘人的前景。免疫學(xué)識(shí)別本身具有特異性。早期癌癥治療的“魔彈”策略也主要基于免疫學(xué)原理。所以，把合成生物學(xué)和經(jīng)典免疫學(xué)相結(jié)合，有可能對(duì)癌癥治療發(fā)揮巨大作用。過(guò)繼免疫治療（adoptive immunotherapy）是一個(gè)十分重要的探索方向，它主要涉及將患者T細(xì)胞分離，在體外進(jìn)行適當(dāng)處理或操作后重新輸入患者體內(nèi)，以求實(shí)現(xiàn)對(duì)癌癥的治療。T細(xì)胞的體外操作是應(yīng)用合成生物學(xué)的重要環(huán)節(jié)。經(jīng)過(guò)人工回路改造的T細(xì)胞表面表達(dá)一種嵌合抗原受體（CAR），可識(shí)別癌細(xì)胞表面特異性抗原并啟動(dòng)細(xì)胞殺傷效應(yīng)。此外，還可進(jìn)一步引入邏輯門(mén)以改造CAR。一種是邏輯與門(mén)——當(dāng)癌細(xì)胞表面同時(shí)表達(dá)兩種抗原，才啟動(dòng)免疫應(yīng)答效應(yīng)；另一種為邏輯非門(mén)——當(dāng)癌細(xì)胞表面存在一種抗原但不表達(dá)另一種抗原，才啟動(dòng)免疫殺傷作用。這種改造可進(jìn)一步增加識(shí)別特異性，減少對(duì)正常細(xì)胞的“脫靶”殺傷效應(yīng)。

合成生物學(xué)在醫(yī)學(xué)中應(yīng)用的

瓶頸問(wèn)題及發(fā)展前景

合成生物學(xué)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用需三方面的基礎(chǔ)：對(duì)疾病發(fā)生機(jī)制的理解相對(duì)清晰（目的清晰），可用于試驗(yàn)的人工合成元件相對(duì)豐富（有效設(shè)計(jì)），對(duì)其他微擾因素的認(rèn)識(shí)趨于完善（定量控制）。目前在三方面都面臨一些瓶頸問(wèn)題，限制了合成生物學(xué)早日進(jìn)入臨床應(yīng)用。首先，大部分疾病的發(fā)生機(jī)制尚不清晰，因此對(duì)一些相對(duì)清楚的單基因病的治療實(shí)現(xiàn)突破的可能性最大。其次，哺乳動(dòng)物細(xì)胞中可用的人工元件還比較少。因此對(duì)細(xì)菌和低等真核生物的合成生物學(xué)研究廣泛開(kāi)展，關(guān)于高等生物的合成生物學(xué)，研究程度普遍偏低，進(jìn)展也相對(duì)緩慢。最后，復(fù)雜的哺乳動(dòng)物內(nèi)環(huán)境無(wú)疑給合成生物學(xué)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。相對(duì)于單細(xì)胞生物以及單細(xì)胞生物群體（較均一群體），由多細(xì)胞類(lèi)型構(gòu)成的體系要復(fù)雜得多，導(dǎo)致過(guò)多的不可控因素存在。無(wú)法有效而精確地控制人工元件在人體內(nèi)的生物學(xué)行為。相對(duì)于原核細(xì)胞和簡(jiǎn)單真核生物，哺乳動(dòng)物細(xì)胞的信息傳遞也較為復(fù)雜，并非單純依賴(lài)DNA一維來(lái)編碼信息，更多的加工和修飾則使合成系統(tǒng)的可控性大打折扣。此外，合成系統(tǒng)本身的相對(duì)不穩(wěn)定性和不同生物系統(tǒng)之間的不兼容性，也顯著阻礙了合成生物學(xué)的有效應(yīng)用。隨著分子生物學(xué)、系統(tǒng)生物學(xué)和基因組學(xué)等領(lǐng)域快速發(fā)展，限制合成生物學(xué)醫(yī)學(xué)應(yīng)用的瓶頸問(wèn)題將逐步得到解決，包括從全新角度理解疾病發(fā)生機(jī)制，構(gòu)建出適配的標(biāo)準(zhǔn)化哺乳動(dòng)物人工元件庫(kù)，以及改進(jìn)和完善正交系統(tǒng)（獨(dú)立于機(jī)體系統(tǒng)外的人工合成系統(tǒng)）。這些將極大地增加合成生物學(xué)在疾病診斷、治療和預(yù)防等多個(gè)過(guò)程中的有效性與安全性，從而奠定一門(mén)新的交叉學(xué)科——醫(yī)學(xué)合成生物學(xué)的基礎(chǔ)。

越來(lái)越多證據(jù)顯示，合成生物學(xué)將迎來(lái)下一個(gè)大的技術(shù)浪潮，就像今天信息革命帶來(lái)的技術(shù)創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。盡管醫(yī)學(xué)合成生物學(xué)仍處于起步階段，成果尚主要集中于模式動(dòng)物，但在基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果方面已顯示出一些重大應(yīng)用前景，各國(guó)政府和企業(yè)也對(duì)此予以了充分關(guān)注。

我國(guó)同樣高度重視合成生物學(xué)發(fā)展，但與微生物合成生物學(xué)相比，醫(yī)學(xué)合成生物學(xué)領(lǐng)域還很薄弱。2014年國(guó)家科技部批準(zhǔn)了第一個(gè)醫(yī)學(xué)合成生物學(xué)973計(jì)劃“合成生物器件干預(yù)膀胱癌的基礎(chǔ)研究”。該項(xiàng)目主要基于膀胱癌的基因組學(xué)、分子生物學(xué)、合成生物學(xué)、微生物學(xué)和免疫學(xué)等研究，全面篩選膀胱癌分子靶點(diǎn)。探索膀胱癌人工改造細(xì)菌治療和合成免疫學(xué)治療之理論基礎(chǔ)，以尋找膀胱癌的高效、靶向與可控的治療方案。該項(xiàng)目的實(shí)施會(huì)對(duì)膀胱癌乃至所有癌癥治療的研究起到推動(dòng)作用，也會(huì)對(duì)促進(jìn)我國(guó)醫(yī)學(xué)合成生物學(xué)的發(fā)展起關(guān)鍵作用。

健康已成為世界各國(guó)面臨的重要挑戰(zhàn)之一，我國(guó)老齡化社會(huì)的過(guò)早來(lái)臨則使健康問(wèn)題的挑戰(zhàn)更為迫切。積極探索醫(yī)療領(lǐng)域的關(guān)鍵問(wèn)題以推動(dòng)治療方面的變革，具有根本性的意義。醫(yī)學(xué)合成生物學(xué)以深厚的研究潛力作為基礎(chǔ)，積極探尋應(yīng)用途徑，無(wú)疑提供了一個(gè)重要選項(xiàng)。