摘要①
在过去的50年里，工程原理与计算机和信息科学进步的结合已经改变了生命科学和生物技术。正是读取遗传密码、编辑生物体基因组以及利用全合成基因组创造生物体等这些能力的突破改变了研究方式和可以创造的产品类型。从概念上讲，生物经济是与生命科学研究体系有关的经济活动。生物经济产品的示例包括：通过生物合成而不仅仅是化学合成途径合成的化学品（如 1，3-丙二醇）；作为环境生物传感器的微生物；由生物合成蜘蛛丝制成的织物；由酵母或细菌制成的新型食品及其添加剂。美国的生物经济为开发新产品、实现诸如低碳消费和改善医疗保健解决方案等收益提供了一种手段。生物经济还为科技创新、创造就业和经济增长开辟了新途径。然而，生物经济在带来希望的同时，也带来了一些安全脆弱性和令人担忧的问题。
鉴于生物经济发展的速度和重要性，美国国家情报总监办公室要求美国国家科学院、工程院和医学院召集一个专家委员会评估美国生物经济的范围，并确定如何评估其经济价值。委员会同时还被要求识别生物经济面临的潜在经济和国家安全风险及相关的政策缺口，思考用以保护数据等生物经济产出的网络安全解决方案，并确定用于追踪未来进步和发展的机制（委员会的完整任务陈述见信息栏 S-1）。为响应这一要求，本报告根据委员会的分析对生物经济的价值进行了评估。此外，委员会的任务不单单是对生物经济进行地平线扫描，而是提出并讨论可以用来完成这项任务的方法。
①本摘要不包括参考引文，此处信息的参考文献见完整报告。
S.1 定义美国生物经济
美国生物经济是一个广泛而多样化的体系，跨越许多科学学科和部门，包括范围广泛且动态变化的利益相关者。基础生命科学研究通常始于对院校和联邦研究机构或公司研发部门的科学家的研究工作及进行培训的公共投资。除了这些传统的利益相关者以外，许多大型研究机构还促进了当地创新生态系统的发展，引入了更广泛的利益相关者，包括民间科学实验室、创业孵化园、初创企业、小微企业和大型工业企业的合作伙伴，以及材料、工具和专业知识的供应商网络。计算机与信息科学（包括机器学习）的进步使得以新的方式分析、使用生物数据成为可能，并极大地加速了生物经济的发展。工程原理和方法使自动化、高通量实验成为可能，进一步加速了生物经济的增长。信息栏 S-2提供了生命科学、生物技术、工程、计算与信息科学如何作为生物经济驱动力的更多细节。目前，对于生物经济还没有统一的定义，导致了对哪些活动属于生物经济范畴的不同解释。一项根本的挑战是，生物经济活动涉及许多部门和科学学科，通常聚焦于一个国家的经济优先事项，并将国民收入核算体系中测量的传统领域的各子集结合起来。因此，为生物经济和生物经济战略定义，以及制定绩效指标的尝试，总是从决定哪些经济活动作为直接的生物经济组成部分开始。
自 2012年《美国国家生物经济蓝图》首次明确美国生物经济定义以来已取得了重大进展，一个新的、全面的美国生物经济定义将使美国政府能够更好地评估生物经济的现状，并制定支持和维护其持续增长的战略。这样的定义还可以指导所需的指标和数据收集工作，以追踪生物经济增长，开展经济评估，并使政策制定者能够跟上生物经济可能带来的国家或经济安全新挑战的发展步伐。委员会认识到定义需要足够灵活，以便在未来纳入新的发展，因此制定了一个不将生物经济范围限制在特定领域、技术或过程的广泛定义。
建议 1：为界定美国生物经济的范围并为评估生物经济及其资产建立一个统一的框架，美国政府应采用以下对美国生物经济的定义：
美国生物经济是由生命科学和生物技术的研究与创新驱动，并由工程、计算与信息科学的技术进步实现的经济活动。
这一定义包含了与“生命科学和生物技术的研究及创新”相互作用或为“生命科学和生物技术的研究及创新”专门建立的所有产品、过程和服务，旨在灵活预测生命科学和所有生物技术内的新进展及新应用。此外，委员会的定义还参考了其他学科对生命科学的影响。因此，这个定义充分包含了许多不同的学科、工程原理和领域与生命科学的融合。生物经济的跨学科性质是其成功和增长的关键，使其能够扩展到那些传统上被认为独立于生命科学的经济部门。图 S-1是美国生物经济的概念图。
图 S-1 本报告所提出生物经济定义范围内的重点领域示例和解释。委员会将生物经济内的活动分为三个主要领域：农业、生物医学和生物工业。此外，委员会还确定了工具、工具包和服务这一跨领域的类别。
S.2 测量美国生物经济
如果能够充分评估生物经济对更大规模美国经济的贡献，将会提高人们对生物经济的重要性以及监测和保护生物经济的必要性的认识。对生物经济的投入和产出进行全面评估，还有助于未来对基础研究领域投资如何与生产率挂钩进行分析，从而能够更好地追踪公共投资的效果。这种加强的追踪还可以为了解生物经济的增长领域并可能设定的增长目标提供一种方法。因此，更好的生物经济增长指标可以作为该领域健康的指标，允许用于评估政策变化对生物经济（或其子行业）带来的经济潜力的影响，并帮助从安全角度确定值得保护的领域。
根据本委员会的计算和现有数据，2016年美国生物经济约占美国国内生产总值（GDP）的 5.1%，以美元计算，相当于 9592亿美元。
然而，在进行这一分析时，委员会发现许多因素使测量生物经济对美国整体经济的贡献十分困难。如上所述，生物经济的定义中所包含的内容差异很大；生物经济与科学和商业化联系在一起，这导致了评估其价值有不同方法；生物经济方面的数据缺陷很大。
用于评估生物经济价值的概念还带来了其他挑战。试图量化生产者和消费者收益的社会福利分析，对于评估像生物经济这样分散的领域来说，是一种特别苛刻的方法。理论上，人们可以将生物经济的价值评估为该领域中所有活跃企业的自有价值或附加价值的总和。然而，这在实践中是困难的，因为在该领域经营的许多公司都是多元化的，这意味着它们的商业活动跨越许多不同的领域，而且很难将这些公司的生物经济部分单独区分开来。
此外，现有的用于测量经济活动的数据收集机制不足以全面监测生物经济。这在一定程度上是由于使用了新的生物基途径来创造以前完全与生物学无关的部门生产的产品。
鉴于这些障碍，委员会决定需要一个有针对性的专门框架来分析生物经济的价值（信息栏 S-3）。生物经济的主要领域（农业、生物工业和生物医学）首先被认为是上述生物经济定义中所包含的主要活动类别。然而，当从基于科学领域的概念图转向包含在生物经济中的活动的经济图时，这种分组将需要改变以适应当前的经济分类系统。因此，委员会需要确定获取经济活动数据的主要领域的子集。以下 6个部分被视为生物经济的近似值，这是根据现有数据所能确定的昀好结果，但要认识到它们并不能完全反映委员会所定义的生物经济：
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