Приложение N 2. Мировые тренды в развитии биотехнологий и позиции России

1. Биофармацевтика

Мировой рынок биофармацевтических препаратов в 2010 году составил около 161 млрд. долларов США. Общий объем биофармацевтического рынка к 2015 году оценивается в 264 млрд. долларов США. Наиболее быстрая динамика роста продаж ожидается для препаратов моноклональных антител, их продажи должны вырасти с 37 млрд. долларов США в 2010 году до 60 млрд. долларов США в 2015 году.

Объем продаж вакцин в мире в 2010 году составил 20 млрд. долларов США. В 2010 году была зарегистрирована первая терапевтическая, а не профилактическая онковакцина Провендж (Provenge) компании Дендерон (Denderon). Всего в клинических исследованиях находится 140 противораковых вакцин. Общий объем продаж онковакцин к 2015 году составит более 25 млрд. долларов США.

Рынок биофармацевтических препаратов в Российской Федерации в 2010 году можно оценить в 2,2 млрд. долларов США. Наибольший объем продаж приходится на сегмент цитокинов, генноинженерных гормонов (включая инсулин), коагулянтов и терапевтических ферментов - 1,3 млрд. долларов США в 2010 году. Объем продаж моноклональных антител в 2010 году составил 350 млн. долларов США, к 2015 году ожидается увеличение продаж в данном сегменте до 480 млн. долларов США. В 2010 году объем продаж, сопоставимый с сегментом моноклональных антител, был в сегменте вакцин - 350 млн. долларов США. Прогноз продаж в 2015 году - 370 млн. долларов США.

Цели, задачи и мероприятия в области фармацевтической промышленности установлены в ФЦП "Развитие фармацевтической и медицинской промышленности Российской Федерации на период до 2020 года и дальнейшую перспективу", утвержденной постановлением Правительства Российской Федерации от 17 февраля 2011 г. N 91, и Стратегии развития фармацевтической промышленности Российской Федерации на период до 2020 года, утвержденной приказом Минпромторга России от 23 октября 2009 г. N 965.

2. Биомедицина

Медицинская биотехнология включает в себя разработку и производство биотехнологических продуктов для диагностики заболеваний человека, их лечения и предупреждения вредного влияния факторов внешней среды на здоровье человека. На основании анализа развития мирового рынка в настоящий момент можно выделить несколько наиболее важных направлений исследований и производства, составляющих основу медицинской биотехнологии будущего.

3. Промышленные биотехнологии

Мировой объем производства химических веществ (технические спирты, полимеры, кетоны, оксиды и другие вещества) из возобновляемых источников сырья превысил в 2010 году 41 млрд. долларов США. Эксперты прогнозируют, что к 2015 году объем такого производства вырастет почти в 2 раза и составит более 76 млрд. долларов США. В России производства химических веществ из возобновляемых источников сырья, основанные на современных передовых технологиях, в настоящее время не существуют, и их необходимо создавать.

4. Биоэнергетика

Перспективы биотоплива остаются предметом острых дискуссий во всем мире. При этом важно отметить, что основные участники этой дискуссии активно развивают у себя производство биотоплива, стимулируют рынки и финансируют научно-исследовательские программы в данной области.

В 2009 году США завершили строительство 40 заводов по производству биотоплива и в 2010 году по объему производства и потребления биотоплива уже опередили Бразилию. Научный поиск и внедрение новых инженерных решений в этой области продолжается, и главным результатом сейчас является не вытеснение нефти, а получение огромного опыта трансформации биологического сырья в широкую гамму продукции в промышленных масштабах.

Мировое потребление биотоплива, как жидкого, так и твердого растет темпами, превышающими 10% в год. Практически во всех странах мира, как развитых, так и развивающихся, приняты биоэнергетические программы. Особенно бурное развитие получает биоэнергетика в Европейском Союзе, вероятность того, что биомасса превысит в энергетическом балансе Европы 10% к 2020 году очень высока. Россия за счет использования своих ресурсов имеет возможность стать одним из лидеров мирового рынка биоэнергетики. В Российской Федерации образуется более 100 млн. т доступных для получения энергии отходов биомассы в год, энергетическая ценность которых составляет более 300 млн. МВт. ч, или более 40 млн. т у.т. При этом утилизируется не более 10% из них.

Россия должна занять достойное место на развивающемся рынке топливных гранул. Общие мощности всех построенных заводов в России по производству гранул сегодня около 3 млн. т в год, а объем производства - порядка 1 млн. т гранул из древесины и лузги подсолнечника, что составляет менее 3% мирового рынка. В Российской Федерации (Омская область) создано первое действующее предприятие по производству биокомпонентов для моторного топлива. Перед отраслью в целом стоит задача поэтапного создания новых правовых и технологических подходов в биоэнергетике.

5. Сельскохозяйственные биотехнологии

Использование биотехнологии в сельском хозяйстве ориентировано на стабильное развитие сельскохозяйственного производства, решение проблемы продовольственной безопасности, получение высококачественных и экологически чистых продуктов питания, переработку отходов сельскохозяйственного производства, восстановление плодородия почв. В данном направлении наиболее приоритетным является производство биопрепаратов для растениеводства, кормовых добавок для сельскохозяйственных животных, ветеринарных биопрепаратов, а также создание новых сортов полезных растений и животных с использованием современных генетических и биотехнологических методов.

Основными видами биопрепаратов для сельского хозяйства являются ферменты для кормопроизводства, биологические средства защиты растений и стимуляторы роста растений, силосные закваски, а также ветеринарные препараты для животноводства. Как и в случае с пищевыми ингредиентами, основу рынка в России составляют импортные биологические препараты.

По состоянию на 2010 год рынок биопестицидов в России оценивался в 5 раз меньше, чем в Европейском Союзе (около 60 млн. долларов США) и в 10 раз меньше, чем в США (около 120 млн. долларов США). К 2015 году российский рынок может вырасти в 2,7 раза, среднегодовой темп роста составит 22%.

Ключевым направлением сельскохозяйственной биотехнологии в области растениеводства является создание новых высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных растений, устойчивых к болезням, вредителям и неблагоприятным условиям среды.

Достижения последних лет в области геномики, молекулярной биологии и генетической инженерии растений стали основой новых методов селекционной работы, основанных на использовании молекулярных маркеров и на направленной генно-инженерной модификации растений. Первое направление предполагает использование естественных генетических ресурсов растений, определяющих их хозяйственно-ценные признаки, при этом многократное ускорение селекционной работы достигается за счет использования молекулярных маркеров соответствующих признаков. Расшифровка геномов основных сельскохозяйственных растений, в том числе картофеля, открыла новые возможности для применения этих постгеномных технологий.

Другой подход основан на введении в растение нового признака путем генно-инженерной модификации (создание трансгенного растения). Экономический эффект использования биотехнологических (генномодифицированных) растений в США в период с 1996 по 2009 год составил порядка 65 млрд. долларов США, из которых 44% - за счет снижения издержек производства и 56%, благодаря существенному улучшению урожайности (229 млн. т).

В 2010 году глобальная рыночная стоимость семян биотехнологических культур оценивается в 11,2 млрд. долларов США (по сравнению с 10,6 млрд. долларов США в 2009 году), что составляет 22% мирового рынка средств защиты растений в 2010 году, и 33% рынка семян. Использование биотехнологических растений в России не запрещено, однако пробелы в системе регулирования в этой области не позволяют развиваться рынку и, соответственно, не формируются стимулы для развития прикладных исследований в этой области.

Текущий объем мирового рынка ветеринарных биопрепаратов оценивается в 4,8 млрд. долларов США. В настоящее время негативные факторы воздействия на рынок практически полностью нивелированы, и к 2015 году ожидается увеличение объема рынка до 5,6 млрд. долларов США.

Доля Российской Федерации составляет порядка 5% мирового рынка. Основу рынка в России составляют импортные биологические препараты, а в структуре потребления отечественных препаратов преобладают продукты с низкой доходностью (например, вакцины), имеющие, тем не менее, определенный экспортный потенциал.

В период 2005-2010 гг. объем потребления антибактериальных препаратов (в том числе терапевтических антибиотиков и антибактериальных премиксов) возрос с 28 до 93 млн. долларов США. Ключевым сегментом, обеспечивающим увеличение объемов, является сектор терапевтических антибиотиков, на долю которых приходится свыше 80% объема в денежном выражении. В настоящий момент рынок антибактериальных препаратов (как терапевтических, так и антибактериальных премиксов) является практически полностью зависимым от импортных поставок. Потенциальный объем потребления всех типов антибиотиков в 2015 году оценивается в 145 млн. долларов США.

По состоянию на 2010 год объем рынка кормовых пробиотиков в Российской Федерации оценивался в 20 млн. долларов США. К 2015 году прогнозируется удвоение объема потребления, показатель среднегодового темпа роста составит 19%.

В 2010 году объем производства в Российской Федерации микробиологического кормового белка составил около 31 млн. долларов США, в 2015 году стоимостной объем производства может вырасти на 13% (до 35 млн. долларов США).

В 2010 году в Российской Федерации рынок аминокислот, получаемых биотехнологическим способом, составил 133 млн. долларов США. В структуре рынка основная доля приходится на аминокислоты лизин и треонин. При сохранении существующих показателей прироста предложение на рынке аминокислот к 2015 году может увеличиться в 2 раза (до 265 млн. долларов США).

В настоящее время в мире наметился рост потребности в клонированных животных, в первую очередь клонированных производителях, получаемых для селекционно-племенной работы. Стимулом развития рынка явилось снятие в США (2008 год) и в Европе (2011 год) наложенного ранее запрета на использование потомков клонированных животных (крупного рогатого скота, свиней и коз) в пищу. Такое решение базируется на результатах широкомасштабных исследований качественных показателей, а также показателей безвредности и безопасности продуктов, получаемых из потомков клонированных животных. В настоящее время в США коммерчески используется около 4 000 голов клонированного крупного рогатого скота и около 500 голов клонированных свиней. Лидером в получении клонированных животных в мире является компания Виаген (Viagen; Техас, США).

По данным Управления по контролю за качеством пищевых продуктов и лекарственных препаратов США (U.S. Food and Drug Administration, FDA), потребности европейского рынка клонированных животных оцениваются в 250 млн. евро в год.

Развитие направления молекулярной селекции обусловлено разработкой эффективных методов геномного сканирования, позволяющих одновременно проводить скрининг большого числа мутаций, и рассчитывать геномную племенную ценность животных, что, в конечном итоге, позволяет повысить эффективность селекционно-племенной работы и, как следствие, эффективность производства продукции животноводства. Лидерами развития данного направления рынка являются крупнейшие мировые производители племенного материала сельскохозяйственных животных и птицы: ЭйБиЭс (ABS. США), ДанБред (DanBred, Дания), Топигс (Topigs) и Хипор (Hypor, Голландия) и другие.

Следует отметить, что в Российской Федерации наметилась тенденция отставания развития вышеназванных направлений биотехнологий от мирового уровня. Отдельные научно-исследовательские работы, производимые в институтах РАН и Россельхозакадемии, позволили разработать технологии, являющиеся конкурентоспособными на мировом уровне. Однако дальнейшее развитие таких технологий с целью их коммерциализации сдерживается отсутствием единой программы развития сельскохозяйственных биотехнологий в Российской Федерации.

6. Биотехнологии для лесного сектора

В лесах сконцентрировано около 50% мирового наземного запаса органического углерода, а лесная биомасса составляет около 80% наземной биомассы. В лесах ежегодно заготавливают 3,3 млрд. кубометров древесины, включая 1,8 млрд. кубометров древесного топлива и древесного угля. Активное использование мировых лесных ресурсов наряду с недостаточными объемами и эффективностью лесовосстановительных работ проявляется в том, что площади лесов ежегодно по разным оценкам сокращаются на 7-9 млн. га.

Биотехнологии в мировом лесном секторе используются в практике защиты лесов, создания новых форм древесных растений с заданными признаками, производстве посадочного материала, оценке качества семенного материала, мониторинге фитосанитарного состояния, питомников и лесных насаждений, а также в глубокой переработке древесины, утилизации отходов, домостроении.

В практике защиты лесов и создания лесонасаждений в развитых странах применяются различные группы биотехнологий:

создание и производство биологических средств защиты леса от вредителей и патогенов;

клональное микроразмножение растений (включая соматический эмбриогенез) для быстрого размножения селекционных достижений и производства высококачественного посадочного материала;

методы генетической трансформации для создания новых форм древесных растений с заданными признаками (в коммерческом применении этих технологий лидируют США и Китай);

методы молекулярного маркирования для повышения эффективности селекционной работы, генетической паспортизации и сертификации семян и растений, оценки фитосанитарного состояния посадочного материала, питомников и лесов в целом, оценки законности происхождения древесины;

сохранение лесных генетических ресурсов путем создания криобанков и банков депонирования растительного материала in vitro.

В России в силу общего отставания от мирового уровня инновационных технологий эти биотехнологические методы находятся на стадии научных разработок и первых прецедентов внедрения в практику. Они применяются, например, при проведении селекционной работы, обновлении данных по лесосеменному районированию. Методом клонального микроразмножения производится посадочный материал некоторых особо ценных форм древесных растений, например, карельской березы, триплоидных форм осины. Созданы генетически-модифицированные формы древесных растений с новыми признаками для плантационного лесовыращивания, например, с полной устойчивостью к гербицидам.

В отечественном секторе наукоемких технологий по переработке лесных ресурсов (древесины в первую очередь) ситуация схожая. Так, целлюлозно-бумажная промышленность мира в 2010 году произвела около 400 млн. т бумаги и картона, в то время как Россия, имея самые большие запасы древесины, занимая 8 место в мире по объемам целлюлозы и 14 место по объемам выработки бумаги и картона, произвела всего 7,57 млн.т. Целлюлозно-бумажная промышленность России в настоящее время не принимает участия в развитии производства инновационных биопродуктов на основе комплексной глубокой переработки всей биомассы древесины, называемой биорефайнингом.

Древесные и технологические отходы, включая щепу и кору, щелока, шламы, осадки, скоп и другое используются, в основном, в качестве биотоплива для получения пара и электроэнергии. Эксперименты по производству биоэтанола и биодизеля из отходов целлюлозно-бумажного производства, а также работы по созданию и выведению на рынок новых биопродуктов находятся в зачаточном состоянии. Лидерами в разработке и использовании новых биотехнологий являются Финляндия, Швеция и США. По мнению ведущих мировых компаний, уже во втором десятилетии нынешнего века возможна замена до 30% традиционной продукции целлюлозно-бумажной промышленности на инновационную.

Будут внедрены технологии производства жидких и твердых биотоплив, сырья для фармпромышленности, угольных волокон и углепластиков из осажденного лигнина, композитных материалов, полимеров.

Учитывая низкий уровень инновационной активности в России и недостаточность имеющегося научного задела, приоритетом является генерация знаний и стимулирование инновационной деятельности по внедрению в практику уже созданных технологий в сфере защиты леса и создания лесных плантаций, а также модернизация действующих предприятий по производству биопродукции, с использованием уже освоенных в мире биотехнологий.

7. Морская биотехнология

Объем мирового рынка морской биотехнологии в 2010 году составил 3,7 млрд. долларов США, к 2015 году прогнозируется - 4,1 млрд. долларов США. Россия обладает значительным потенциалом для конкуренции на мировом рынке морских биотехнологий.

Рыбохозяйственный фонд внутренних пресноводных водоемов России включает 22,5 млн. га озер, 4,3 млн. га водохранилищ, 0,96 млн. га сельскохозяйственных водоемов комплексного назначения, 142,9 тыс. га прудов и 523 тыс. км рек.

Общий фонд прудовых площадей, находящихся на балансе рыбохозяйственных предприятий и организаций по состоянию на 1 января 2006 г., составлял 142,9 тыс. га, однако для выращивания рыбы используется не более 110 тыс. га прудов.

Российская Федерация располагает протяженной линией морского побережья (около 60 тыс. км), при этом площадь морских акваторий в Баренцевом, Белом, Азовском, Черном, Каспийском и дальневосточных морях (Берингово, Охотское и Японское), пригодная для размещения комплексов марикультуры, составляет порядка 0,38 млн. кв. км, в то время как современная площадь акваторий, используемых для выращивания морских гидробионтов, не превышает 25 тыс. га.

8. Биологические коллекции

В Российской Федерации зарегистрировано около 100 коллекций культур микроорганизмов, принадлежащих различным ведомствам и учреждениям. Суммарный состав коллекционных фондов Российской Федерации охватывает практически все известные группы микроорганизмов. Крупнейшими являются следующие коллекции: Всероссийская коллекция микроорганизмов (ИБФМ РАН, г. Пущино Московской области) и Всероссийская коллекция промышленных микроорганизмов (ГосНИИгенетики, г. Москва). Широко известны коллекции ВНИИСХМ, ВИЗР, а также коллекция базидиальных грибов Ботанического института РАН.

Во Всероссийском научно-исследовательском институте животноводства Россельхозакадемии сформирована и поддерживается коллекция семени редких, уникальных и исчезающих видов животных, во Всероссийском научно-исследовательском и технологическом институте птицеводства (ВНИТИП) создана самая крупная в мире биоколлекция птицы, во Всероссийском научно-исследовательском институте коневодства (ВНИИК) более 30 лет сохраняется биоматериал выдающихся жеребцов-производителей различных пород лошадей. Локальные биоколлекции поддерживаются и в ряде других институтов Россельхозакадемии.

Беспрецедентна по своему научному и практическому значению Вавиловская коллекция генетических ресурсов растений ВНИИР Россельхозакадемии, имеющая мировое значение и расположенная в г. Санкт-Петербурге и г. Краснодаре. Указанные коллекции могут рассматриваться в качестве возможной основы для организации в России биологических ресурсных центров.