发育生物学的是什么意思、读音 发育生物学研究的国家需求

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随着人类社会的发展和技术的进步，人类对生殖健康的需求越来越多，但是目前的生殖领域健康情况堪忧；同时，全球气候、生存环境等也不断恶化，对人类健康造成的潜在风险需要提前进行风险评估。这些都迫使我们加快了解生殖与发育生命现象的本质，以更好地解决、预防人类的生殖健康问题和提高人口素质。

我国作为一个人口大国，目前人口的增长速度较为稳定，每年的人口绝对增长量还维持在高水平。2010年年底全国人口普查确认我们国家目前的总人口已达13.7亿，其中育龄人群过半，达7.26亿人，已婚育龄妇女为2.59亿，其综合避孕率为84.6％，意味着需要采取避孕措施的人数为2.3亿。世界卫生组织公布的数据显示，全世界范围内约有2.22亿不希望怀孕或打算推迟下一次怀孕的女性没有采用任何避孕措施，而低收入国家因缺乏避孕措施导致的妇女意外怀孕比例高达60％。“有人群的地方就有避孕节育的需求”，由于现有的女性避孕药物大都是拮抗排卵的激素类，因其具有一些副作用并且服用周期较长，不为大多数女性所接受。另外，因未及时采取恰当的避孕措施或者避孕失败而造成的意外怀孕人数还相当多，这些人群大都不得不接受人工流产。国家人口和计划生育委员会科学技术研究所2013年发布的一组数据显示：我国每年人工流产多达1300万人次，位居世界第一，其中25岁以下妇女占一半以上，严重影响了女性生理和心理健康。由此可见，获得有关避孕的知识和用具不仅对于确保女性健康至关重要，而且对于她们的家庭、子女乃至社会经济都有着重要意义。新型避孕手段和药物的开发迫在眉睫，而新型高效、低副作用的避孕手段的发现和应用需要有基础研究的突破来支持，“避孕节育技术的发展应回到基础研究”已成为国际社会的共识。

自1978年以来，我国实现了社会和经济的飞速发展，人们享受着前所未有的丰厚物质生活，但与此同时，女性不孕不育发生率也在显著提高。2009年中国不孕不育高峰论坛公布的《中国不孕不育现状调研报告》显示，此前十年内我国育龄人群的不孕不育率已由3％～5％上升至10％～15％，每8对夫妻就有一对不孕不育，总数超过4000万人，每年递增220万，并且呈年轻化趋势，以25～30岁人数最多。不孕不育的发生给个人带来了沉重的经济和精神负担，对家庭环境的稳定造成了巨大的威胁，也势必会影响到社会的和谐发展。

生殖细胞的缺少或数量不足、质量差、胚胎早期夭折均可导致不孕不育，不孕不育既受遗传因素的影响，又受到环境的影响。阐明不孕不育发生的原因和分子机制，对于诊断和预防不孕不育症有十分重要的意义。尽管当前辅助生殖技术如体外受精、胚胎移植（试管婴儿）等已经在临床应用上有了长足的发展，给不孕不育的患者带来了治疗疾病的希望，但这些方法的成功率和治疗效果还有待进一步提高。由于尚缺乏预测卵母细胞质量的标准，无法判断胚胎发育潜能，需要通过移植多枚胚胎保证受孕率，这往往容易引起流产、早产和出生缺陷。因此开发新的技术手段和标准对胚胎和子宫进行准确的评价是提高辅助生殖成功率的必由之路。

我国是世界上人口出生缺陷高发国之一，每年的出生缺陷儿数量约占全世界的20％。全国每年有20万～30万肉眼可见先天畸形儿出生，加上出生后数月和数年才显现出来的缺陷，有出生缺陷的婴儿总数高达80万～120万，占每年出生人口总数的4％～4％，明显高于发达国家（1.5％左右）。随着二孩政策的实施，因出生基数的增加，出生缺陷患儿的绝对数量可能还会增加。在全国8296万残疾人中，由先天原因造成的残疾占到20％左右，其中以遗传病导致的出生缺陷占首位。我国累计约有3000万个家庭曾经生育过出生缺陷患儿，占到全国家庭总数的1/10。出生缺陷给国家和社会发展造成了沉重的负担。我国每年用于治疗出生缺陷患儿的费用高达数百亿元，维持其最基本生活费用也高达数百亿元，给国家造成的间接费用达数千亿元。最近的观点认为，营养相关重大成年疾病（如肥胖、糖尿病、高血压、心脑血管疾病等）的发生与妊娠期母胎营养与发育异常相关。因此，只有更详尽地认识和了解生殖和发育的进程才能实现对这些出生缺陷和成年期疾病进行早期预测、诊断与预防、干预等。实现优生优育，降低出生缺陷，提高人口健康素质是生殖与发育研究的关键任务之一，是提高人口质量和建设小康社会的关键一环。

成年期慢性非传染性疾病低龄化，正逐渐成为威胁儿童青少年健康的突出问题。儿童青少年人群中超重和肥胖、高血压、2型糖尿病、血脂异常等问题日益严峻，对儿童健康造成巨大危害和远期影响。世界卫生组织的简报中指出，1975～2010年，儿童发育随经济发展同步改善，地区营养状态不均衡与各个地区经济发展差异有关。在过去的20年中，5岁以下孩子营养不良状况减少，虽然贫穷农村地区依然普遍存在体重不足和生长迟缓的现象，但城市和农村地区都出现肥胖儿童比例大幅度增加的现象，在大城市尤其严重。从20世纪80年代开始，我国儿童青少年超重肥胖检出率呈爆发式增长。1985～2010年，我国7～18岁儿童青少年超重检出率由1.11％增至9.62％，肥胖检出率由0.13％增至4.95％。中国学生营养与健康促进会、中国疾病预防控制中心营养与食品安全所2006年联合发布的《中国学龄儿童少年营养与健康状况调查报告》显示，全国约有1790万学龄儿童、青少年患有高血压，儿童高血压患病率高达7％；据估计，学龄儿童少年70万人空腹血糖受损，糖尿病患病人数约为59万人；估计563万学龄儿童少年血脂异常。代谢综合征是包括高血压、肥胖、高胰岛素血症、糖耐量异常、血脂异常等一系列代谢异常的疾病，统计表明19.8％的学龄儿童少年至少有两项指标异常，64.1％的学龄儿童少年至少有1项指标异常。宫内不良环境、出生低体重及巨大儿等都是儿童超重肥胖的高风险因素，肥胖发生越早，持续时间越长，出现代谢综合征等健康危险的可能性越大。因此，我国学龄儿童、青少年的体质健康状况堪忧，需要采取有效干预措施，否则将成为一个严重的公共卫生问题，影响国民素质和社会经济发展。

早在30年前，英国学者DavidBarker就提出“成人疾病的胎源性学说”，即出生后的慢性疾病与宫内环境因素相关。发育源性疾病的研究已成为当今医学和生命科学领域的焦点和热点，从配子、胚胎、胎儿角度研究发育源性疾病发病机制，是慢性代谢性疾病机制研究的崭新领域。已证实在配子发生阶段、早期胚胎发育阶段（受精６周内）及胎儿发育阶段所受到环境影响导致成人期疾病的风险比出生后任何时候都要大，可表现为发育迟缓和出生缺陷，也可表现为成人期心血管病、糖尿病等慢性疾病，甚至可能影响生育及出现传代风险。不良遗传背景、环境理化因素、宫内营养状态等都可能干扰配子发生和早期胚胎发育从而引发胚源性疾病。那些以往被认为发病因素是成人不良生活方式的慢性疾病，实际上早在胎儿甚至配子和胚胎时期就已经被“编程”，并与环境因素密切相关。调查显示，在2010年，全球有3450万人因为非传染性疾病而死亡，其中因糖尿病死亡的人数增加到了130万例；此外，糖尿病是缺血性心脏病和脑卒中的一个主要的风险因素———据估计缺血性心脏病和脑卒中在2010年共同导致了全球1290万人的死亡。中国成年人群的糖尿病总体发病率估计为11.6％，男性为12.1％，女性为11.0％。因此，深入研究配子、胚胎发育过程中的表观遗传调控机制，进一步阐明不良环境因素影响配子、胚胎发育过程中细胞编程与重编程的作用机理及传代效应机制，对发现疾病早期干预靶点，实现疾病源头控制具有重大意义。

器质性疾病是指机体某组织器官由于病变或创伤而发生的暂时性或永久性损伤。大部分成年期疾病为器质性疾病。例如，心脑血管阻塞或破裂导致的心梗或脑卒中，会产生严重的心肌或脑组织损伤，我国每年300万人死于心梗或脑卒中，占我国每年总死亡病因的一半；又如，各种器官恶性肿瘤是常见的成年期器质性疾病，不论是恶性肿瘤发生后还是手术切除后，都会导致严重的器官损伤，我国每年的恶性肿瘤新增患者和死亡人数分别超过370万和230万。成年期器质性疾病有一个共同点，就是会产生严重的器官损伤。

而在器官损伤后，促进器官的再生修复就成为器质性疾病最有效的治疗方式。理论上，对器官损伤后的再生修复有体外和体内两种策略。体外策略是将干细胞诱导分化为成熟功能细胞，与生物材料整合，然后移植回患者体内并整合为功能脏器的一部分；或者将体外扩增的干细胞移植到患者的受损脏器部位，再诱导其分化为成熟功能细胞并整合到功能脏器。体内策略是促使体内内源性器官前体细胞或成体干细胞定向分化为成熟功能细胞并成为功能脏器的一部分；或者诱导体内其他细胞类型转分化为成熟功能细胞并整合到功能脏器。而目前不管采用体外还是体内策略，临床上尚无突破性进展。其中的核心原因就是，若采用体外策略，使干细胞从多分化潜能状态变为有功能的终末分化细胞，需要基本重演体内胚胎发育过程中的从早期多能细胞到器官前体细胞到原基细胞再到成熟功能细胞的细胞分化途径，而目前器官的细胞分化和发育调控机理我们还远未认识清楚。若采用体内策略，我们则需要清楚地认识器官再生修复的关键功能细胞及其细胞行为、关键作用因子及其功能机制。并且，器官再生在多大程度上重演了器官发育尤其是器官发育的细胞分化过程？器官发育与再生的细胞和分子调控机理有何异同？这些问题的回答，对于有效促进器官再生，从而实现成年期器质性疾病的有效治疗至关重要。开展器官的发育与再生研究，不仅具有重要的理论意义，也是防治成年期器官器质性疾病的基础，对我国经济的持续发展和社会进步有积极作用，具有战略性和前瞻性。

我国是农业生产大国，肉食和粮食消费量居全球之首。保障肉食和粮食产量，关系着国家的根本安全。家畜家禽和鱼类的繁殖力、幼子存活率、生长速率、品质等既是发育和生殖特性，也是生产性状。在模式动物和人类疾病方面的发育与生殖研究成果，可为改良农业动物的生产性能提供重要的理论基础。

植物作为整个生物圈有机物的第一生产者，是农业生产的根本和基础，更是动物和人类生存和发展的基础。根、茎、叶、花和果实等是高等植物的重要器官，也是决定农作物产量和品质的重要农艺性状指标。种子是人类粮食的最主要来源，也是农作物繁育的最主要形式。研究植物生长发育的分子机制，不仅是植物科学领域的重大基础理论问题，也可为农作物品种遗传改良和分子设计育种提供理论依据，最终为重要粮食作物和经济作物的生物技术提升和产业化提供保证。

本文摘编自《中国学科发展战略·发育生物学》（国家自然科学基金委员会，中国科学院编.北京：科学出版社，2020.4）一书。

21世纪被称为生命科学和生物技术的时代，而发育生物学研究已成为21世纪生命科学的“新主角”。其研究成果不仅有助于理解生命过程的本质，还可帮助我们从根本上认识各种生殖发育缺陷和疾病的产生原因，为诊断、预防和治疗提供新的理论和途径。

《中国学科发展战略·发育生物学》系统总结了发育生物学研究的科学意义和战略价值，梳理了我国发育生物学研究概况及发育生物学当前的研究热点，并在此基础上，围绕经济社会发展重大需求，提出学科前沿重大科学技术问题和优先发展方向，有针对性地提出政策建议。

本书适合高层次的战略和管理专家、相关领域的高等院校师生、研究机构的研究人员阅读，是科技工作者洞悉学科发展规律、把握前沿领域和重点方向的重要指南，也是科技管理部门重要的决策参考，同时也是社会公众了解发育生物学学科发展现状及趋势的权威读本。

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