（有片）基因編輯蠶絲改寫生物材料未來　西南大學夏慶友研發家蠶「生物工廠」

（香港文匯報記者 張蕊、孟冰 重慶報道）「在我眼中，蠶寶寶是透明的『超級工廠』，科學家需要什麼功能的蠶絲，就能讓牠生產什麼。」在中國家蠶基因組生物學國家重點實驗室主任、西南大學夏慶友教授的辦公桌上，擺放着通過基因組改造、調控而讓蠶寶寶結出的彩色蠶繭。這些在普通人眼中僅能織就華服的蠶絲，在夏慶友團隊的研發下，正成為修復人體組織、治療疾病乃至降解塑料的「生物鑰匙」。他告訴香港文匯報記者：「中國絲綢名揚世界，一千多年前，蠶絲曾與黃金同價。今天，我希望通過我們的努力，用科技賦予蠶絲更多現代功能，而非囿於古老技藝和傳統服裝產業。」

夏慶友手中的粉色蠶繭並非人工染色，而是通過基因編輯讓蠶寶寶吐出的「粉色蠶絲」，「同樣也能讓牠們吐出綠色、藍色的蠶絲。」他口中的家蠶基因編輯技術，源於22年前團隊繪製完成的世界第一張家蠶全基因組框架圖——這張「基因地圖」，讓人類首次看清了家蠶的生命「密碼」。

生產可醫用蠶絲 拉伸強度升近四成

「正如一部手機的核心不是外觀，而是內部的操作系統和指令代碼，基因就是生命的『密碼』。」夏慶友解釋，「研究基因組，就是解讀生物的本質。」如今，團隊已完成40個蠶類基因組遺傳變異圖譜，相當於為蠶寶寶繪製了詳細的「基因位點地圖」。科研人員只需按圖索驥，就能快速精準定位控制某個性狀的目標基因；並通過鑒定、調控其優異等位變異，實現抗病、高產等性狀的優化。「例如，我們能精準篩選出抗病性強的基因組合，提升蠶繭產量與品質。」

彩色蠶繭只是基因編輯的「基礎課」。隨後，科學家們進一步在家蠶絲腺中植入了人類膠原蛋白、抗菌肽等關鍵蛋白的基因片段。「這相當於重新編程了蠶的『生物工廠』，使其能生產出帶有醫療功能的蠶絲。」這些經過改造的蠶絲蛋白纖維，拉伸強度達420兆帕，較普通蠶絲提升近四成，同時保留了精準的生物活性。

合成人血清白蛋白 破解臨床救治困境

今年5月，夏慶友領銜的家蠶創製團隊再傳捷報——創新合成重組人血清白蛋白（rHSA）取得成功，並進入中試量產階段。這意味着，未來5-10年，普通人就有機會能用得上、用得起由蠶絲合成的人血清白蛋白，臨床救治的資源困境有望破解。

在醫療領域，人血清白蛋白是治療休克、燒傷的關鍵藥物，可用於補充手術、意外事故或大出血導致的血液流失，亦可作為血漿增容劑。「目前，人血清白蛋白主要依賴人體血液提取，但血液來源有限，市場需求巨大，臨床供不應求。」夏慶友坦言，因此研發替代產品成為國際科學界的熱點。

原料穩定成本可控 效果優於傳統藥物

相較於傳統血液提取，家蠶絲腺生物反應器合成的白蛋白在成本與原料穩定性上更具優勢。「我們為這項提取工藝研究了五六年，嘗試過二十多種方法。」團隊研究人員王峰博士解釋，家蠶吐絲時，會將「液態蠶絲」反覆「鍛打」轉化為「固態蠶絲」，這一過程中形成的特殊晶體結構，賦予了蠶絲堅固緻密的特性。

而從夏慶友實驗室誕生的蠶絲，已經在醫療領域獲得應用——手術室中的蠶絲縫合線，已獲得國家三類醫療器械認證，其強度保持時間較傳統縫線延長40%；負載人乳鐵蛋白的蠶絲融合蛋白，在潰瘍性結腸炎治療中展現出優於傳統藥物的黏膜修復效果。

【新聞鏈接】中國家蠶基因組框架圖 被譽21世紀新絲路起點

21世紀初，日本憑借傳統技術優勢主導國際蠶業，2003年，日本政府單方面終止中日合作，獨自啟動家蠶基因組測序，並宣稱建立「日本21世紀絲綢之路」，將當年定為「日本絲綢之路元年」。

面對技術封鎖，夏慶友等在內的中國家蠶基因測序團隊科研人員每日工作15小時，終於在2003年11月15日首次發布家蠶基因組框架圖，精確度達99.95%，覆蓋95.54%的基因組區域。該成果在《科學》雜誌發表，成為中國繼人類基因組1%測序、水稻基因組後第三大里程碑式貢獻，被國際學界譽為「21世紀新絲綢之路的起點」。

此次突破引發「馬太效應」：中國團隊於2008年主導完成家蠶基因組精細圖，2009年繪製40個蠶類基因組遺傳變異圖譜，2013年破譯桑樹基因組，2022年更公布全球首個家蠶超級泛基因組圖譜（涵蓋1,078份種質資源），實現從「跟跑」到「全面領跑」的跨越。日本蠶業則因技術路線固化和產業外移逐漸式微。

人工飼料養蠶 絲質顯著提升

在西南大學蠶學宮的智能養蠶車間裏，一排排白色蠶匾整齊排列，數千條蠶寶寶正埋頭大快朵頤。它們享用的深綠色的顆粒飼料——這正是夏慶友團隊耗時8年研發的「人工配合蠶飼料」。這項突破，徹底改寫了「養蠶離不開桑葉」的千年傳統，讓蠶業從「靠天吃飯」邁向規模化、集約化的新時代。

「朝採桑，暮採桑，日晡未食鳴飢腸。」古詩裏描述的採桑喂蠶場景，曾是中國傳統蠶業的真實日常。長期以來，桑葉是蠶寶寶的「命根子」，卻也成了產業發展的瓶頸：我國雖以全球70%以上的蠶繭產量位居世界第一，桑園面積卻僅佔全球的58%；春季倒春寒、秋季乾旱等天氣波動，常導致桑葉減產，養殖戶因「有蠶無葉」損失慘重；更棘手的是，桑葉難以徹底消毒，家蠶易感染軟化病、白僵病；即便後期高溫消毒，蠶繭裏仍會殘留微生物代謝的致敏物質，影響絲的品質。

為破解這一困局，夏慶友團隊聯合中國農業科學院蠶業研究所、華中農業大學等單位，啟動了「人工飼料養蠶」攻關項目。「我們的飼料以桑葉粉為核心，添加豆粕、麩皮、酵母粉等植物蛋白源，再配比鈣、磷、維生素等20餘種微量元素。」夏慶友教授介紹，「關鍵是模擬桑葉的營養結構——既要有蠶寶寶愛吃的『適口性』，又要滿足其生長所需的全部營養。」實驗證明，這種飼料的營養轉化率比鮮桑葉高15%，蠶寶寶食用後生長更快、體質更強，抗病能力也顯著提升。更值得一提的是，人工飼料實現了「無菌化生產」，從源頭杜絕了微生物污染，結繭後幾乎檢測不到致敏物質，蠶絲品質更純淨。

「一台機器管萬蠶」 全流程智能化

飼料的突破，為養蠶工業化鋪平了道路。團隊進一步研發了「全自動化養蠶機」，從飼料加工、養蠶添食，到除沙、上簇收繭，全部流程實現機械化、智能化。

如今，這些「養蠶黑科技」已在永川區現代蠶桑產業仙龍基地落地應用。走進4,000平方米的智能蠶房，彷彿進入「蠶寶寶工廠」：10萬級無菌恒溫恒壓控濕空間裏，自動導引運輸小車來回穿梭，一摞摞放置蠶寶寶的飼養盤被運送到自動投餵系統；每台無人投餵機可同時投餵2萬隻蠶，原本需要10人完成的工作，現在1人就能輕鬆搞定。

「這裏全年無間斷養蠶，年最高養蠶量達1,000盒（每盒約2.5萬頭），產繭40噸。」基地負責人介紹，「目前主要生產藥用殭蠶（100多種中藥的原材料），年產量100噸，產值近2,000萬元。」

從「一片桑葉養一家」到「一台機器管萬蠶」，夏慶友團隊的這項技術，不僅讓蠶業擺脫了「靠天吃飯」的困局，更開啟了規模化、標準化、工廠化發展的新篇章。

【特稿】從護膚品到車用零件 千億級新賽道

作為「纖維皇后」，蠶絲憑借優異的天然蛋白特性，曾長期佔據紡織業頂端。如今，中國仍是全球蠶絲第一生產大國——年產蠶繭佔世界72%、生絲佔78%。但受限於傳統加工工藝與應用場景，蠶絲在大紡織類消費中的佔比僅0.2%，市場潛力遠未釋放。

「蠶絲在紡織領域雖不復當年榮光，卻在更多新賽道重放異彩。」夏慶友教授邊展示手中的蠶絲面霜邊介紹，從護膚品到母嬰用品，從生物材料到農業載體，蠶絲正以全新姿態回歸大眾視野。「現在正是蠶絲產業轉型升級的關鍵期，突破加工工藝、拓展應用場景，才能讓老產業煥發新活力。」

在重慶國際複合材料公司的生產線上，蠶絲增強生物塑料正替代傳統石化材料。這種新材料讓汽車內飾件減重25%、碳排放降低30%，年產千噸的產線已創造超5億元產值。而在德國巴斯夫集團的實驗室裏，中德科學家正合作開發蠶絲蛋白緩釋肥料載體——該項目已被列為中德科技合作重點專項。

「蠶絲的生物相容性解決了傳統生物材料的毒性難題。」中國工程院院士俞建勇評價道，「從醫用導管到可降解塑料袋，夏慶友團隊正構建起可持續的生物經濟閉環。」據《中國生物材料產業發展報告2023》統計，相關技術已帶動下游產業增收12億元，預計未來五年將形成千億級產業集群。

從基因編輯的「超級蠶種」，到飼料革命的「智能工廠」；從醫療領域的「修復大師」，到生物材料的「綠色引擎」，夏慶友團隊用20餘年攻關，讓蠶絲完成了從「傳統紡織」到「生命科學」的跨越。