近年来，生物技术飞速发展，给全球经济、社会和人们的生活带来了翻天覆地的变化。在新冠肺炎疫情期间，生物技术的创新在应对病毒时发挥了不可替代的巨大作用。但与此同时，生物技术的发展也会带来潜在风险，需要全世界范围内的适当监管。2020年5月，麦肯锡国际研究院发布报告《生物革命：创新改变经济、社会和我们的生活》（The Bio Revolution：Innovations Transforming Economies, Societies and Our Lives），对这一问题进行了深入分析。
在DNA分子的双螺旋结构被发现近70年后，生物学似乎进入了一个新的发展阶段。最近一系列的创新，如编辑基因的CRISPR-Cas9和干细胞技术，为人类提供了新的认知、新的材料和新的工具以及更低的成本。2016年，一个人类细胞图谱项目启动，以创建所有人类细胞的综合参考图谱，作为研究、诊断、监测和治疗的基础。此外，由于科学的进步，越来越多的应用正从实验室中涌现出来，并投入商业使用。
生物科学的发展加速了计算、数据分析、机器学习、人工智能和生物工程的发展，从而推动了一波创新浪潮。我们将创新分为四个领域：生物分子、生物系统、生物计算机接口和生物计算。
这四个领域的每一个重大突破都是相辅相成的。在生物分子和生物系统中，生物组学和分子技术的进步正在增强我们对生物过程的理解，并使我们能够设计生物学。例如，CRISPR技术允许科学家更快更精确地编辑基因。生物机器和生物计算的进步涉及生物学和机器之间的深度互动。测量神经信号和施行精确的神经修复术正变得越来越有可能。
世界范围内的DNA测序现在每年都会产生大量的生物数据。这些技术进步帮助降低了研究的成本，加快了实验的步伐。人类基因组计划（Human Genome Project）始于1990年，历时13年，耗资30亿美元，旨在绘制出人类的全部基因构成。只有当DNA测序变得更便宜、更快时，人类基因组图谱的力量才开始显现。现在DNA测序的成本正以比摩尔定律更快的速度在下降。2003年，绘制人类基因组约花费30亿美元。到2019年，花费还不到1000美元。在10年，甚至更短的时间内，成本可能会低于100美元。
2020年春季，新型冠状病毒在全世界迅速蔓延，造成了沉重的健康和经济代价。当2020年4月撰写这份报告时，新型冠状病毒的影响仍在显现，生物技术创新已被用于协助应对疫情。在疫情早期，生物科学进步已经作出了多方面的贡献。
首先，新型冠状病毒的全基因组测序在新冠病毒被发现数周后公布。相比之下，导致SARS爆发的SARS- CoV-1病毒的测序和发表花了几个月的时间。
在诊断方面，以核酸为基础的诊断技术的进步使更有效的诊断成为可能。例如，在过去十年中，逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）机器的持续小型化使该技术更易于应用。诊断的速度也显著提高，一些实验室能够在15分钟内产生结果。
疫苗研发方面，研究人员投入研发新型冠状病毒疫苗的速度和规模是惊人的。截至2020年4月，也就是新型冠状病毒测序后大约3个月，超过60种疫苗处于临床前阶段，7种处于第一阶段试验中。
此外，基因工程动物还被用来开发潜在的疗法，包括用老鼠产生单克隆抗体和用牛生产多克隆抗体。研究人员还探索了使用siRNA、RNAi、t细胞和干细胞的7种治疗方法。
从流行病学角度看，在新型冠状病毒病例中，它的基因组正在不同的地理位置和热点地区被有规律地测序，以寻找可能表明其起源和传播动态的突变。
生物创新正在进行，未来应对流行病的方式可能会看起来非常不同。例如，未来可能会利用新兴技术（如支持人工智能的流行病学）来预测疫情，或使用算法来预测蛋白质的结构，从而加快药物研发的速度。
生物科学的进步，以及计算、数据处理和人工智能的加速发展，正在推动一波新的创新浪潮，可能会对从医疗、农业到消费品和能源的整个经济领域产生重大影响，给经济、社会和人类生活带来翻天覆地的变化。
生物手段可用于生产全球经济物质材料中的一大部分，可提高其性能和可持续性，在改善材料特性、降低制造和加工的排放和缩短价值链方面存在巨大潜力。越来越多的生物技术被用于制造能够提高质量、引入全新功能、可生物降解的新材料，并以显著减少碳排放的方式生产。几个世纪以来，发酵一直被用来制作面包和酿造啤酒，现在又被用来制作人造织物。可以用酵母来代替制造塑料所需的石油化学制品。
生物科学的进步使研发和交付过程更加精确和可预测。研发的性质正由偶然发现向理性设计转变。人们对人类基因组以及某些基因与疾病之间联系的了解越来越多，这使得个性化或精准医疗的普及成为可能，这可能比过去那种一刀切的治疗方法更有效。精准性也适用于农业，从植物或土壤微生物组获得的信息越来越多地用来优化产量，并为消费者提供个性化的营养计划，如基于基因测试的营养计划。
对人类和非人类生物进行工程设计和重新编辑的能力正在增强。基因疗法第一次可以完全治愈某些疾病。促进人类健康的技术进步可以用来引入有价值的新特性，例如，提高微生物、植物和动物等非人类有机体的产量。农作物可以通过基因工程提高产量，提高抗热或抗旱能力。通过永久性地改变传播疾病的媒介（如蚊子）的基因，基因驱动可以用来预防媒介传播的疾病，包括疟疾、登革热、血吸虫病和莱姆病，尽管它们也有生态风险。
生物系统和计算机之间接口的潜力正在增长。新一代的生物计算机接口依赖于人与计算机之间的密切交互。这种接口包括神经修复术，它可以恢复失去的感觉功能（仿生视觉），或使来自大脑的信号控制假肢或瘫痪肢体的物理运动。利用生物学还可以模拟生物计算机，包括研究利用DNA来存储数据。DNA的密度大约是硬盘存储器的一百万倍。从技术上讲，一公斤的DNA可以存储全世界的全部数据（截至2016年）。
需要明确的是，要从生物学角度充分发挥生产这些产品的潜力还有很长的路要走，但即使朝着这一目标取得了微小的进展，也可能改变物质产品的供应和需求，以及参与者的经济状况。生物学在未来有可能决定我们吃什么，穿什么，我们在皮肤上涂什么产品，以及我们构建物理世界的方式。
当然，这些创新带来的风险是深刻而独特的。生物系统自我复制，自我维持，并高度相互联系。系统某一部分的变化可能会对整个生态系统或物种产生连锁效应和意想不到的后果。事故可能会产生重大后果——尤其是如果被不道德或恶意地使用。操纵生物可能会成为潘多拉的盒子，一旦打开，就会对人类健康、生态系统或两者造成持久的损害。因为许多材料和工具相对便宜且容易获得，因而风险尤其巨大。此外，由于司法和文化价值体系的多样性，应对这些风险十分复杂，这使得各国之间的合作和协调变得困难。
这些风险需要经过深思熟虑的应对措施和潜在的新方法来控制。在过去的技术变革浪潮中，监管是对创新的回应。早在1975年，著名的科学家、律师和医生聚集在加州，制定自愿的指导方针，以确保重组DNA技术的安全性。在其他领域，如核物理和人工智能方面，科学界也在努力解决类似的问题，而且可能存在跨学科合作的空间。监管将是重要的，但即便是在科学发展的过程中，对科学的监督和监控，以及对科学家在新生物技术构建中的保障措施，也同样重要。
此外，我们已经可以看到非常不同的监管反应，反映出一个有着许多不同价值体系的世界。一些国家对前沿创新持谨慎态度，包括胚胎编辑和粮食作物基因工程，其他人则持宽容态度。与更严格的监管相比，宽松的监管可能带来竞争优势。全球合作和协调可能有助于创造公平的竞争环境，但如果存在不同的价值体系，这一目标很难实现。
