生物化工從最初生產(chǎn)抗生素到利用重組微生物、動(dòng)植物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)等手段生產(chǎn)藥用多肽、蛋白、疫苗、干擾素等，目前已經(jīng)涉及到人們生活的方方面面。近日，針對(duì)生物化工行業(yè)發(fā)展的諸多問(wèn)題，中國(guó)工程院院士，中國(guó)人民解放軍防化研究院研究員陳冀勝接受了《科學(xué)時(shí)報(bào)》的采訪。

　　生物反應(yīng)優(yōu)勢(shì)顯著

　　《科學(xué)時(shí)報(bào)》：生物化工目前是最活躍、進(jìn)展最快的產(chǎn)業(yè)之一，請(qǐng)問(wèn)生物化工這一概念是如何形成的？

　　陳冀勝：實(shí)際上，生物化工在我國(guó)老早就存在，比如傳統(tǒng)發(fā)酵工業(yè)中的釀酒、釀醋等，這都屬于生物化工的范疇。起初我們對(duì)生物化學(xué)的概念只是停留在了解生物體內(nèi)部的組織是什么化學(xué)物質(zhì)上，而隨著生命科學(xué)的不斷發(fā)展，研究的重點(diǎn)也由此轉(zhuǎn)向生物在生命過(guò)程中的化學(xué)變化，這些化學(xué)變化我們?cè)撊绾慰刂?，怎樣利用生物反?yīng)的優(yōu)勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)反應(yīng)工程化等一系列問(wèn)題?，F(xiàn)代生物化工是生物技術(shù)與化學(xué)工程相結(jié)合的產(chǎn)物，從學(xué)術(shù)上講，生物化工就是把生物的化學(xué)反應(yīng)工程化，如果把定義縮小，生物化工是利用生物技術(shù)來(lái)生產(chǎn)基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)品。

　　《科學(xué)時(shí)報(bào)》：與傳統(tǒng)的化學(xué)工程相比，生物化工具有怎樣的優(yōu)勢(shì)？

　　陳冀勝：科學(xué)來(lái)講，生物反應(yīng)有很大的優(yōu)勢(shì)，首先，生物反應(yīng)可以粗略地分為生物合成和生物降解兩大類(lèi)。生物合成就是把一些基礎(chǔ)的物質(zhì)組合成新的化學(xué)物質(zhì)，把簡(jiǎn)單的物質(zhì)轉(zhuǎn)變成高級(jí)復(fù)雜的分子或更具功能化的分子；而生物降解就是通過(guò)細(xì)菌或其他微生物的酶系活動(dòng)分解有機(jī)物質(zhì)的過(guò)程，把許多復(fù)雜的物質(zhì)還原成原始性質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)后再重新提供應(yīng)用。

　　化學(xué)反應(yīng)實(shí)際上就是通過(guò)分子的碰撞為分子提供能量，但是在化學(xué)工程上，提供能量的辦法無(wú)非是通過(guò)高溫、高壓和催化等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)各種反應(yīng)，這就使得企業(yè)不得不增加成本，并且在生產(chǎn)過(guò)程中還會(huì)存在安全隱患。而生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)卻是在自然界的正常條件下慢慢形成，不存在高溫的過(guò)程，生物化工把原本需要的苛刻條件降低，這就是它的一個(gè)顯著優(yōu)勢(shì)。

　　醫(yī)藥領(lǐng)域進(jìn)展明顯
   《科學(xué)時(shí)報(bào)》：目前，生物化工主要應(yīng)用于哪些領(lǐng)域？

　　陳冀勝：我認(rèn)為，生物醫(yī)藥和生物能源是生物化工應(yīng)用的重點(diǎn)領(lǐng)域。目前，尋找有效手段對(duì)抗重大疾病是生物醫(yī)藥的研究重點(diǎn)方向。從人類(lèi)對(duì)抗疾病的長(zhǎng)期斗爭(zhēng)中來(lái)看，病毒是威脅人類(lèi)健康的一大殺手，至今還沒(méi)有一種有效的方法來(lái)對(duì)抗它，只能通過(guò)疫苗或抗體藥物進(jìn)行預(yù)防；其次是人體自身免疫產(chǎn)生的代謝性疾病，比如由于自身細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中基因突變而導(dǎo)致的癌癥等。現(xiàn)在，隨著酶的固定化、細(xì)胞融合、基因重組等技術(shù)的不斷完善，酶工程、細(xì)胞工程、基因工程也陸續(xù)發(fā)展起來(lái)，針對(duì)重大疾病，這些生物工程將會(huì)在制藥業(yè)中得到更廣泛的應(yīng)用。

　　生物能源即可再生能源，近年來(lái)，隨著全球礦物資源的日益枯竭，利用生物質(zhì)原料生產(chǎn)生物能源來(lái)替代礦物能源成為必然趨勢(shì)。但是，生物能源面臨的最大挑戰(zhàn)就是纖維素的降解，纖維素含有豐富的碳元素，在糧食、樹(shù)木、藻類(lèi)等植物中大量存在，可現(xiàn)如今卻沒(méi)有一種很好的辦法能將其分解。如果纖維素降解的難題能夠突破，那全世界上千億噸的資源量就可以被充分利用，生物柴油等各種生物能源也將變得更加豐富。
   《科學(xué)時(shí)報(bào)》：近幾年，生物化工都取得了哪些進(jìn)展？我國(guó)在這方面的技術(shù)力量如何？

　　陳冀勝：據(jù)我了解，在生物制藥方面取得的成績(jī)較為明顯，現(xiàn)在，生物界中產(chǎn)生化學(xué)產(chǎn)品的本領(lǐng)要比人為的化學(xué)合成強(qiáng)得多，生物體內(nèi)可以生成許多新的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)，例如我國(guó)前不久獲得世界級(jí)大獎(jiǎng)的青蒿素，它就是從中藥青篙中提取的有過(guò)氧基團(tuán)的倍半萜內(nèi)酯藥物，是對(duì)抗惡性瘧疾的有效成分。另外，上海藥物所、北京藥物所等一些國(guó)家重要基地也相繼建立了藥物評(píng)價(jià)、藥物設(shè)計(jì)平臺(tái)及科研平臺(tái)，同時(shí)，我國(guó)在抗體、疫苗研發(fā)方面也都取得了很好的成績(jī)。

　　可以說(shuō)，我國(guó)十分重視加強(qiáng)培養(yǎng)和建設(shè)生物化工技術(shù)力量，國(guó)內(nèi)大概有10多所大學(xué)先后設(shè)立了生物化工專(zhuān)業(yè)，比如武漢大學(xué)、北京化工大學(xué)等。針對(duì)生物化工的技術(shù)研發(fā)，國(guó)家還先后建立了多個(gè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，就生物醫(yī)藥而言，科技部在健康領(lǐng)域就設(shè)立了“重大疾病”和“重大新藥創(chuàng)制”兩大專(zhuān)項(xiàng)，其中在新藥創(chuàng)制專(zhuān)項(xiàng)中的生物醫(yī)藥領(lǐng)域，國(guó)家就投入了相當(dāng)大的支持力度。

　　生命科學(xué)是基石
   《科學(xué)時(shí)報(bào)》：目前生物化工企業(yè)的狀況如何？

　　陳冀勝：首先，我國(guó)生物化工企業(yè)的規(guī)模還是太小，企業(yè)布局分散，以醫(yī)藥公司為例，從產(chǎn)值上來(lái)看，國(guó)內(nèi)所有的醫(yī)藥公司加起來(lái)還不如國(guó)外一家跨國(guó)性企業(yè)大；其次，企業(yè)在研發(fā)投入上力度薄弱，而國(guó)外的企業(yè)對(duì)研發(fā)投入?yún)s十分重視，許多諾貝爾獎(jiǎng)獲得者都來(lái)自于企業(yè)；第三，企業(yè)創(chuàng)新的環(huán)境受限制，創(chuàng)新需要投入大量的人力和財(cái)力，這對(duì)企業(yè)來(lái)講，風(fēng)險(xiǎn)性實(shí)在太大，而我國(guó)在風(fēng)險(xiǎn)導(dǎo)向性研究的支持依然不足，因此，國(guó)家大都鼓勵(lì)企業(yè)或科研單位能夠在短期內(nèi)獲得成功?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)的制藥企業(yè)大多以仿制為主，創(chuàng)新性不足，“十二五”期間，我們的目標(biāo)就是要研發(fā)出2~3個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新藥物，實(shí)現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)效益。
   《科學(xué)時(shí)報(bào)》：您對(duì)生物化工未來(lái)的發(fā)展有哪些建議？

　　陳冀勝：我覺(jué)得無(wú)論是生物化工的哪個(gè)領(lǐng)域，發(fā)展的基礎(chǔ)都將依賴(lài)于生命科學(xué)研究的進(jìn)程，必須重視生命科學(xué)里的最新發(fā)現(xiàn)，只有這樣才會(huì)有新技術(shù)的產(chǎn)生和新產(chǎn)品的問(wèn)世。

　　酶催化在生物化工中起著至關(guān)重要的作用，酶在催化反應(yīng)專(zhuān)一性，催化效率以及對(duì)溫度、pH值的敏感等方面表現(xiàn)出一般工業(yè)催化劑所沒(méi)有的特性，為了進(jìn)一步推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，發(fā)現(xiàn)一些新的酶十分重要。

　　組合生物化學(xué)也將是未來(lái)研究的重點(diǎn)，我們可以把一些復(fù)雜的有機(jī)分子，利用組合生物的合成方法進(jìn)行研究，看能否依靠原來(lái)的生物，變成在實(shí)驗(yàn)室可以控制的反應(yīng)，這都將依賴(lài)于生命科學(xué)里的基礎(chǔ)知識(shí)。另外，在深海、高原、太空等極端條件下的生物是否具有特殊的功能也是未來(lái)研究的方向。