01 準確把握全球未來生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)布局方向
了解把握全球生物醫(yī)藥研發(fā)熱點技術(shù)對于我國科學布局生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)方向、制定更有針對性的創(chuàng)新扶持政策具有重要現(xiàn)實意義。考慮到對已有專利等科研和產(chǎn)業(yè)化成果進行分析的傳統(tǒng)研究范式無法突破“專利墻”制約,為了更好地分析研判全球主要國家正在開展且尚未形成“專利墻”的生物醫(yī)藥技術(shù)科研布局方向,我們創(chuàng)造性地從處于創(chuàng)新早期的全球科研項目立項入手,對目前全球主要國家的主要科研資助機構(gòu)近5年(2018年1月1日至2022年8月31日)所支持的27911個生物醫(yī)藥技術(shù)研究項目進行大數(shù)據(jù)挖掘和分析,綜合運用無監(jiān)督短語抽取、文本核心內(nèi)容篩選、短語挖掘和擴充等AI技術(shù)并結(jié)合領(lǐng)域?qū)<因炞C,梳理出當前全球主要國家生物醫(yī)藥技術(shù)前沿重點布局的30個熱點技術(shù)方向(見表和圖)。這30個熱點技術(shù)既涵蓋基因編輯(Gene editing)、藥物遞送(Drug delivery)、誘導型人工多能干細胞(Induced pluripotent stem cell)等主流熱點,也包含空間轉(zhuǎn)錄組學(Spatial transcriptomics)、異種移植(Xenotransplantation)、相分離(Phase separation)等潛在研究熱點,代表了發(fā)達國家未來生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的布局。
表 全球生物醫(yī)藥技術(shù)研究關(guān)鍵技術(shù)點


數(shù)據(jù)來源:課題組整理獲得上述30個熱點技術(shù)領(lǐng)域覆蓋11658個在研科研項目,占全部樣本的41.8%,共計得到99.59億美元的科研經(jīng)費資助。其中,關(guān)于基因編輯工具CRISPR-Cas技術(shù)的研究項目最多,達1478項;關(guān)于蛋白質(zhì)組學技術(shù)的項目資助金額最多,達12.66億美元,占全部資助金額的12.7%。顯然,這些關(guān)鍵技術(shù)點或是當前生物醫(yī)藥的重點研究方向,或是涉及未來生物醫(yī)藥的關(guān)鍵共性技術(shù),或是未來生物醫(yī)藥創(chuàng)新技術(shù)相關(guān)的基礎(chǔ)原理研究??梢灶A見,這30個得到主要發(fā)達國家生物醫(yī)學科研機構(gòu)重點支持布局的技術(shù)領(lǐng)域?qū)⒃谖磥?年左右產(chǎn)生重大技術(shù)突破并在未來8—10年具備產(chǎn)業(yè)化條件,從而創(chuàng)造出全球生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新機遇。
不同技術(shù)研究熱度不同。每類技術(shù)的項目數(shù)量與總資助金額高度正相關(guān)(見圖),每類技術(shù)的研究項目數(shù)量和累計總資助金額基本可以反映該技術(shù)當前研究熱度(見圖)。其中,CRISPR-Cas和蛋白質(zhì)組學無論是資助項目數(shù)量還是總資助金額,都遠超其它技術(shù)點,在癌癥、艾滋病等研究領(lǐng)域有著極為基礎(chǔ)性的應用。例如,天普大學2021年承接的,名為“CRISPR for Cure”的NIH資助研究項目(項目號:UM1AI164568),致力于開發(fā)基于CRISPR的HIV治愈方法。斯克利普斯研究所(Scripps Research)連續(xù)5年(2018—2022年)承接名為“Chemical Proteomic Platforms for Radically Expanding Cancer Druggability”的NIH資助研究項目(項目號:R35CA231991),致力于持續(xù)建設(shè)可用于研究癌癥成藥性的化學蛋白質(zhì)組學平臺。
圖 關(guān)鍵技術(shù)點詞云圖(技術(shù)點單詞大小與資助總金額成正比)
圖 關(guān)鍵技術(shù)點資助項目數(shù)量與總金額線性關(guān)系圖不同技術(shù)資助強度不同。在全部30項關(guān)鍵技術(shù)中,疫苗設(shè)計(233.75萬美元)、空間轉(zhuǎn)錄組學(139.31萬美元)、mRNA疫苗(123.04萬美元)、代謝組學(119.94萬美元)、抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法(115.67萬美元)的項目平均資助金額較高;CRISPR-Cas(56.54萬美元)、靶向蛋白質(zhì)降解(49.10萬美元)、免疫檢查點抑制劑(48.31萬美元)技術(shù)的項目平均資助金額相對偏低。其中,疫苗設(shè)計研究項目的平均資助金額達233.75萬美元,是所有技術(shù)點中平均資助金額最高的,既表明新冠疫情背景下疫苗研究的重要性,也說明疫苗研究耗資較大,需要較強的資金投入力度。而技術(shù)點之間投入強度的差異性表明,不同技術(shù)點對于資金投入的需求存在客觀差異,需要根據(jù)技術(shù)點本身的科研特性確定資助強度。
圖 關(guān)鍵技術(shù)點研究熱度圖(圖形大小與資助總金額正相關(guān))資助和承接主體呈現(xiàn)多樣化。為了進一步了解挖掘出來的30項關(guān)鍵技術(shù)的主要資助機構(gòu)和對應的被資助研究單位分布情況,有利于研究人員進一步追蹤相關(guān)進展,課題組對重點資助機構(gòu)和被資助機構(gòu)排名前3的單位進行了分析。
從資助方來看,美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)在大部分領(lǐng)域都是最大的資助方,各出資機構(gòu)在基因編輯和藥物遞送等主流關(guān)鍵技術(shù)點上都有涉及,但在具體的關(guān)鍵技術(shù)點布局上存在差異。
例如,日本科學技術(shù)振興機構(gòu)(JST)在CRISPR-Cas、免疫檢查點抑制劑(Immune checkpoint inhibitor)、類器官(Organoid)、異種移植(Xenotransplantation)、藥物遞送(Drug delivery)技術(shù)點上的資助項目領(lǐng)先于其它研究出資機構(gòu),德國科學基金會(DFG)則在表觀遺傳療法(Epigenetic therapy)、全轉(zhuǎn)錄組測序(Whole transcriptome)、單細胞測序(Single-cell sequencing)、高通量測序(High-throughput sequencing)、代謝組學(metabolomics)等技術(shù)點上的投入領(lǐng)先[1]。
從被資助方來看,高校是主要的項目承接方,斯坦福大學、哈佛大學、耶魯大學、杜克大學、賓夕法尼亞大學、劍橋大學、約翰霍普金斯大學等傳統(tǒng)名校綜合研究能力較強,在諸多技術(shù)點上都有較強的技術(shù)儲備。西奈山伊坎醫(yī)學院(Icahn School of Medicine at Mount Sinai)、貝勒醫(yī)學院(Baylor College of Medicine)、麻省總醫(yī)院(Massachusetts General Hospital)、波士頓兒童醫(yī)院(Boston Children’s Hospital)、斯克利普斯研究所、索爾克生物研究所(Salk Institute for Biological Studies)等獨立醫(yī)學院、醫(yī)院和非盈利研究機構(gòu)在個別技術(shù)點上承接研究項目較多,布局較為深入。
02 科學謀劃我國未來生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)重點方向
在上文中,我們梳理挖掘出了全球主要國家重點資助的30個關(guān)鍵生物醫(yī)藥技術(shù)??梢灶A判,這些重點投入的在研的關(guān)鍵技術(shù)中將會產(chǎn)生重大技術(shù)突破,從而創(chuàng)造未來生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的眾多發(fā)展機遇。當前,我國正在迎來生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的黃金發(fā)展期,生物醫(yī)藥創(chuàng)新能力已從全球第三梯隊進入到第二梯隊。在這一階段,我們不但要密切跟蹤全球生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)走勢,更要基于我國科研基礎(chǔ)特點和潛在需求規(guī)模,有所側(cè)重地重點支持若干生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化,以便在“健康中國”建設(shè)進程中進一步提升我國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)國際競爭力,進一步增進我國人民健康水平和福祉。
綜上,我們基于上一節(jié)梳理挖掘的全球主要國家重點資助的生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù),從未來生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的技術(shù)屬性和產(chǎn)業(yè)屬性兩個維度出發(fā),構(gòu)建技術(shù)性(包括對我國人民普遍生命健康安全的重要程度、在我國的研發(fā)基礎(chǔ)、我國通過自主研發(fā)或聯(lián)合開發(fā)實現(xiàn)該技術(shù)突破的難度)和產(chǎn)業(yè)化(包括對拉動經(jīng)濟增長的重要程度、預期實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化或投入商業(yè)應用所需的時間、產(chǎn)業(yè)化綜合成本)的二維指標體系(見表)。
基于這一指標體系,我們運用德爾菲專家咨詢法面向來自西湖大學、北京大學、中國生物醫(yī)學工程學會、國家信息中心、部分跨國生物醫(yī)藥企業(yè)和國內(nèi)生物醫(yī)藥創(chuàng)業(yè)企業(yè)等單位的專家開展問卷調(diào)查,從而識別在我國具有較高技術(shù)突破可能性和較大產(chǎn)業(yè)化經(jīng)濟價值的關(guān)鍵技術(shù),為制定更有針對性的未來生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)扶持政策提供科學客觀的依據(jù)。
此次生物醫(yī)藥未來重點方向和領(lǐng)域評價通過問卷星編輯問卷并在線上進行發(fā)放,累計發(fā)放問卷50份,實際返回有效問卷44份,問卷回收率88%。在專家機構(gòu)方面,高校生物醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)<艺?9.1%,科研院所生物醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)<艺?3.6%,企業(yè)生物醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)<艺?0.5%,政府部門生物醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)<艺?.3%,其他生物醫(yī)藥領(lǐng)域?qū)<艺?.6%。
表 未來生物醫(yī)藥關(guān)鍵領(lǐng)域技術(shù)評價指標體系

通過對問卷進行賦值分析,我們對技術(shù)池中30個關(guān)鍵技術(shù)從技術(shù)性得分(該技術(shù)的社會價值以及在我國實現(xiàn)突破的難易程度)和產(chǎn)業(yè)化得分(該技術(shù)的經(jīng)濟價值和在我國實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的難易程度)兩個維度進行刻畫賦值,給出最終的生物醫(yī)藥領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的在我國實現(xiàn)突破可能性大小和產(chǎn)業(yè)化難度高低的總和排序結(jié)果。其中,技術(shù)性得分越高代表其社會價值越高且在我國實現(xiàn)突破的難度越??;產(chǎn)業(yè)化得分越高代表其經(jīng)濟價值越高且實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的綜合成本較低。
表 未來生物醫(yī)藥領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的技術(shù)性和產(chǎn)業(yè)化得分排名
用二維坐標系來表現(xiàn),見圖4-4
圖 30項關(guān)鍵技術(shù)綜合得分圖從上圖可知,在技術(shù)性方面,高通量測序、重組抗體、抗體藥物偶聯(lián)物、誘導型人工多能干細胞、人工智能+生物醫(yī)藥、蛋白質(zhì)組學、小分子抑制劑、3D打印、CRISPR-Cas、免疫檢查點抑制劑、嵌合抗原受體、基因編輯、mRNA疫苗等技術(shù)性綜合得分排名相對靠前,反映了這些關(guān)鍵技術(shù)社會價值較高且在我國實現(xiàn)突破的難度較小。在產(chǎn)業(yè)化方面,人工智能+生物醫(yī)藥、免疫檢查點抑制劑、小分子抑制劑、藥物遞送、3D打印、重組抗體、抗體藥物偶聯(lián)物、mRNA疫苗、CRISPR-Cas、嵌合抗原受體、高通量測序、靶向蛋白質(zhì)降解、蛋白質(zhì)組學等技術(shù)產(chǎn)業(yè)化綜合得分排名相對靠前,反映了這些技術(shù)經(jīng)濟價值較高且實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的綜合成本較低。
在圖中可以發(fā)現(xiàn),未來生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的技術(shù)性綜合得分排名和產(chǎn)業(yè)化綜合得分排名具有一定的正相關(guān)性,即技術(shù)性綜合得分排名靠前的關(guān)鍵技術(shù),其產(chǎn)業(yè)化綜合得分排名也相對靠前?;谶@一特征,我們可以大致將圖劃分為兩個部分,即總體處于右上角的技術(shù),包括人工智能+生物醫(yī)藥、重組抗體、高通量測序、抗體藥物偶聯(lián)物、小分子抑制劑、3D打印、CRISPR-Cas、免疫檢查點抑制劑、藥物遞送、蛋白質(zhì)組學、mRNA疫苗、嵌合抗原受體等。這些關(guān)鍵技術(shù)的經(jīng)濟價值和社會價值均較高,產(chǎn)業(yè)化綜合成本較低,預期實現(xiàn)時間也較短,同時這些技術(shù)具備良好的研發(fā)基礎(chǔ),實現(xiàn)突破的難度不大??梢哉J為這些技術(shù)是我國未來生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)中具有較好發(fā)展前景的領(lǐng)域,需要從產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面予以特別關(guān)注和有力支持。
除上述關(guān)鍵技術(shù)以外的其他技術(shù),如表觀遺傳療法、相分離、細胞重編程、基因替代療法、空間轉(zhuǎn)錄組學、異種移植、抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法、蛋白質(zhì)設(shè)計、代謝組學等總體處于圖的左下區(qū)域。這些技術(shù)盡管得到全球主要國家的高度關(guān)注和大力支持,但受其在我國經(jīng)濟價值和社會價值總體相對較低、預期實現(xiàn)時間較長、技術(shù)研發(fā)基礎(chǔ)薄弱、自主創(chuàng)新實現(xiàn)突破難度較大等因素影響,可以認為這些技術(shù)是我國未來生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)中發(fā)展動能尚不足的領(lǐng)域。但必須看到,盡管這些技術(shù)仍然是全球主要國家高度關(guān)注并大力支持的領(lǐng)域,國內(nèi)生物醫(yī)藥研發(fā)機構(gòu)需要持續(xù)關(guān)注、密切跟蹤這些關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展情況,避免出現(xiàn)錯失“賽道”的不利局面(見表)。為此,需要在科研層面進一步加大對這些關(guān)鍵技術(shù)投入和支持。
表 未來生物醫(yī)藥領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)政策支持方式模式

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轉(zhuǎn)載:珠海高新招商資料來源:西湖大學未來產(chǎn)業(yè)研究中心
官網(wǎng):www.gaoxinzhaoshang.com招商熱線:18926945120


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