1、基于三螺旋模型的生物技术药物产业协同创新机制研究 毛开云 杨露 王恒哲 王跃 陈大明 中国科学院上海生命科学信息中心 摘 要： 目的/意义揭示中国生物技术药物协同创新现状。方法/过程利用三螺旋模型, 以中国公开发明专利为研究对象测度生物技术药物领域中官产学互动关系, 获取计量分析结果并提出建议。结果/结论研究表明近十年来中国生物技术药物领域的政府、企业和高校之间的合作不断加强, 尤其是高校和企业、企业和政府之间形成了有效互动;但能够贯通整个产业链 (企业、大学和政府) 的合作案例仍然较少, 对整个中国生物技术药物产业的促进作用仍然有限。提出提高研发成果转化效率, 以市场和医疗卫生机构需求为导向
2、改变产、学、研、医脱节现状, 建立产业集群等建议。关键词： 生物技术药物; 协同创新; 专利分析; 三螺旋模型; 作者简介：毛开云 (1983) , 女, 硕士, 馆员, 主要从事生物领域的产业与技术情报研究, 已经发表相关论文 40 余篇, 参编著作 10 余部。收稿日期：2016-12-20基金：科技部 2015 年度科技创新战略研究专项“我国健康产业创新发展战珞研究” (项目编号:ZLY2015039) Study on Triple Helix Model-based Synergetic Innovation Mechanism of Biotech DrugsMao Kaiyun
3、Yang Lu Wang Hengzhe Wang Yue Chen Daming Shanghai Information Center for Life Sciences, Chinese Academy of Sciences; Abstract： Purpose/significanceThe paper is to reveal the status quo of Chinas synergetic innovation of biotech-drugs.Method/processThe paper uses Triple Helix Model, takes Chinas iss
4、ued invention patents as research object, to measure the interaction between government, education and industries in the field of biotech-drug, then gains results of quantitative analysis and proposes suggestions. Result/conclusionResearch shows that cooperation between government, education and ent
5、erprise in the field of biotech drugs has been strengthened in the last decade in China, especially in the formation of efficient interactions between education and enterprise, as well as enterprise and governments. However, cooperation cases through the whole industrial chain (enterprise, education
6、 and government) are less, which limits the promotion effect on the whole industry. It proposes to improve the efficiency in transforming R synergetic innovation; patent analysis; Triple Helix Model; Received： 2016-12-200 前言经济全球化的背景下, 创新活动的复杂性和不确定性与日俱增, 为满足现代市场竞争的需要, 凭整合创新资源和提升创新能力的高效性, 协同创新已经逐步取代单个
7、主体的自主创新, 成为当前创新活动的主流, 也成为当前创新理论研究的新热点1。对协同创新能力进行评价, 能反映出各创新主体间合作创新的协同程度, 进而提升各方的协同能力。因此深入探究协同创新能力评价问题, 不仅能对创新理论进行有益的补充和拓展, 而且能够对目前方兴未艾的协同创新活动提供实践指导2-3。目前, 协同创新能力评价已经应用到多个领域, 如国家层面协同创新效率的国际比较4、城市层面 城市群协同创新度动态评估与比较5、学科和产业层面 学科集群和产业集群协同创新能力评价6等。随着生物技术飞速发展, 生物技术药物成为当今新药研发的新宠, 生物技术药物突破了化学技术难以逾越的瓶颈, 为许多“绝
8、症”患者带来希望。目前生物技术药物研究主要集中在产品研发、临床应用研究和市场现状与趋势上, 对生物技术药物的协同创新研究报道则较少, 因此本文将利用协同创新模型, 对我国公开专利进行统计和分析, 通过揭示中国生物技术药物协同创新现状, 进而提出加强我国生物技术药物协同创新和促进成果转化效率的建议。1 研究设计1.1 模型选取在国家创新系统中, 政府、产业、大学代表了 3 个重要的组成部分, 它们之间的相互结合直接关系到国家创新系统的功能和绩效。因此, 官产学的合作研究一直是各国关注的热点问题7。1995 年, 来自纽约州立大学的社会学家 Henry Etzkowitz (亨利埃茨科威兹) 教授
9、和阿姆斯特丹科技学院的 Loet leydesdorff (罗伊特雷德斯多夫) 教授提出了三螺旋创新模式。它是指大学产业政府三方在创新过程中密切合作、相互作用, 同时每一方都保持自己的独立身份。这一理论模型通过不断丰富成熟, 逐渐得到了各国学者的认可。三螺旋理论的一次重大突破是由 Loet leydesdorff 教授提出的三螺旋算法 (TH算法) , 用以定量地测度大学、产业与政府的动态关系。该算法以信息论为基础, 利用互信息指标来研究三螺旋关系12。根据该理论, 政府、企业、大学三者的互动关系越紧密越有益于创新活动的产生, 在三螺旋体的信息测度方面, 其观测值可通过一些较常用且可得的统计指
10、标表现出来。本文采用合作申请专利的指标8-11, 根据 Shannon (1948) 在信息论中提出的熵 (entropy:平均信息量) 的概念来测度三螺旋合作的紧密程度。熵可用来测度系统的不确定性和混乱情况, 定义如下:H 表示熵即信息量的平均值, P j为第 j 个信息出现的概率。我们以下标U、I、G 分别表示大学、企业和政府, 如大学与企业的二维熵可由如下公式计算:大学、企业和政府的三维熵可表示为:互信息表示收到一个符号集后所消除的关于另一个符号集的不确定性。例如大学和企业间的二维互信息可表示为:T UI=HU+HI-HUI.大学、企业和政府间的三维互信息可表示为:T U-IG=HU+H
11、I+HG-HUI-HUG-HIG+HUIG.注意到可测变量的不确定性由互信息 T 来确定, 因此将互信息作为一个动态计量的指标来衡量各主体间的紧密程度。二维互信息比如 TUI的值越大, 表明大学和企业的合作关系越紧密, 而三维互信息 TUIG的值越小, 表明大学、企业和政府三者之间的合作关系越紧密。1.2 样本选择本文以中国科学院知识产权在线分析系统提供的申请发明专利数据为样本来分析官产学研合作情况, 发明专利代表着原创性, 技术含量最高, 比数据库中的外观设计专利和实用新型专利更适宜研究, 数据区间为 20052014 年。生物技术药物检索采用 IPC 分类检索的方法将检索的专利条目尽量限制
12、在生物技术制药领域。具体将检索的主分类号限定为C07H、C07J、C07K、C08B、C12M、C12N、C12P 和 C12Q, 然后再通过逐条分析专利摘要的方法, 进一步将无关专利剔除。专利申请 (专利权) 人信息分别以“大学 (U) ”“企业 (I) ”“政府 (G) ”表示 (允许重复计量) 。按照 Loet leydesdorff 教授对机构的分类, 本文按照如下规则将每条专利信息归到大学、企业或政府:若专利权人中含有“大学”“学院”“学校”等信息的, 则将其归类到“大学”;若专利权人内含“部”“局”“研究院所”“医院”或政府直属机构名称的, 则将其划归“政府”范畴;包含“公司”“厂
13、”或其他营利性单位名称的, 则划归到“企业”行列。考虑到中国科学院的特殊性, 将中国科学院的研究所归类到大学, 其他研究所归类到政府。申请 (专利权) 人中同时含有以上两者或三者名称的按类归至“大学企业 (UI) ”“大学政府 (UG) ”“企业政府 (IG) ”“大学企业政府 (UIG) ”4 个类别。1.3 数据统计和处理根据上述样本选取依据, 分别统计大学“ (U) ”“企业 (I) ”“政府 (G) ”“大学企业 (UI) ”“大学政府 (UG) ”“企业政府 (IG) ”“大学企业政府 (UIG) ”7 个类别内出现频数, 所得到的这些数据就构成了进行官产学研合作申请专利研究的数量基
14、础 (见表 1) 。对以上初步处理的专利数据依据 TH 算法的运算规则进行进一步计算, 即可得到具有该算法意义而非纯粹按点计数意义下的三重螺旋的三维转接运算布尔代数值, 从而得到中国生物技术药物在 20052014 年 10 年间的三螺旋系统状态, 最终得到了在生物技术药物领域的官产学合作关系的计量结果。表 1 我国生物技术药物专利的三螺旋计量分布 下载原表 2 研究分析2.1 总体态势从年度专利公开原始数据来看, “大学 (U) ”“企业 (I) ”“政府 (G) ”“大学政府 (UG) ”“企业政府 (IG) ”的专利数量一直呈稳定增长趋势, 而“大学企业 (UI) ”和“大学企业政府 (
15、UIG) ”的专利数量增长情况不稳定, 出现波动情况较多。其主要原因是企业易受到市场因素干扰, 自身存在不稳定性, 导致其与大学、政府等合作开发研究存在不确定性。另一方面, 从生物技术药物专利的申请机构来看, 单个机构方面, “企业 (I) ”“大学 (U) ”“政府 (G) ”的专利总量依次递减, 合作机构方面, “大学企业 (UI) ”“企业政府 (IG) ”和“大学政府 (UG) ”的专利总量依次递减, “大学企业政府 (UIG) ”的专利总量最少, 表明众多合作方式中, “大学企业 (UI) ”合作模式占主体地位, “大学企业政府 (UIG) ”合作模式还有待加强。根据上述专利数据统计
16、结果, 依据 H=- jPjlog2Pj公式, 获得可用来测度系统的不确定性和混乱情况的熵 (H) 见表 2, 并进一步获得互信息 (T) 见图 1。表 2 我国生物技术药物专利的熵 (H) 计算结果 下载原表 图 1 2005-2014 年中国生物技术药物专利的二维和三维互信息值 下载原图如前所述, 二维互信息的值越大, 表明大学和企业的合作关系越紧密, 而三维互信息 TUIG 的值越小, 表明大学、企业和政府三者之间的合作关系越紧密。从二维互信息值统计结果来看, 我国生物技术药物领域的“大学+企业”合作最为紧密;其次是“企业+政府”;最后是“大学+政府”。而 20052014 年“大学+政
17、府”的互信息值呈增长趋势。从三维互信息值统计结果来看, “除了 2008年 TUIG 值有所飙升外, 我国生物技术药物领域的 TUIG 值从 2005 年开始呈现出整体下降的态势, 表明在我国生物技术药物领域, 大学、产业和政府之间的合作关系越来越紧密, 三方能够集成以发挥协同效应。2.2 案例分析通过对我国生物技术药物领域中合作申请的专利情况进行分析, 其中包含大学与企业, 政府与企业, 以及政府、企业和大学共同合作申请的专利。从申请人分布来看, 很多企业积极与在生物医药领域知名的大学如复旦大学、清华大学、深圳大学及中科院等进行合作研究开发 (见表 3) 。另外, 不少医院选择与知名的大学或
18、企业合作研发、生产一些药物或开发疾病治疗的新方法。此外, 也有大学、研究所 (医院) 与企业三方协同创新, 如博奥生物有限公司、清华大学和中国医学科学院肿瘤研究所合作研发食道癌病人生存预后的试剂。表 3 中国生物技术药物的官产学合作举例 下载原表 从专利角度看, 合作申请专利是协同创新研究的一个重要方面;而专利转移转化则在产品后续开发上发挥重要作用, 从中挖掘专利转移转化的背景, 分析其原因, 则是产学研协同创新研发的另外一个重要层次。表 3 举例的专利中, 通过进一步分析其法律状态, 发现专利 1 (CN201210191447) 和专利 2 (CN201210191472) 发生了专利权利
19、人于 2014 年 2 月 5 日转移。申请人变更前权利人为上海吴孟超医学科技基金会、上海白泽生物科技有限公司, 变更后权利人为上海细胞治疗工程技术研究中心有限公司、上海白泽生物科技有限公司。首先, 分析变更前权利人和变更后权利人发现, 上海吴孟超医学科技基金会是2004 年经政府相关部门批准成立的具有独立社会团体法人资格的非营利性的社会公益组织, 由吴孟超教授拿出个人积蓄, 并获海内外团体和个人资助, 设立的吴孟超肝胆外科医学基金, 其核心成员融合医院、高校、研究院所和企业。而上海细胞治疗工程技术研究中心有限公司则是上海细胞治疗工程技术研究中心的业务拓展平台、该中心是由上海市科委批准建立的市
20、级工程技术研究中心, 权利人的变更代表着政府在早期研发过程中的推动作用。其次, 通过市场分析进一步发现, 2014 年 6 月 4 日上海姚记扑克股份有限公司公告与上海吴孟超医学科技基金会、上海白泽生物科技有限公司、上海联新二期股权投资中心、上海细胞治疗工程技术研究中心有限公司签订关于上海细胞治疗工程技术研究中心有限公司引进战略投资者的框架协议, 拟采用增资的方式, 支付对价 1.3 亿元, 最终持有上海细胞治疗工程技术研究中心有限公司 22%的股权。上海姚记扑克股份有限公司的投资代表着企业对该领域市场前景看好, 进而推动其发展。上述案例可以看出, 企业、大学和政府作为社会的不同类型群体, 均
21、拥有自身的优势和薄弱环节, 只有充分发挥三者的能动性, 才能顺利完成从研发到市场的产业开发过程。3 结论与建议近年来我国非常重视生物技术药物行业, 将生物产业列入战略性新兴产业, 生物技术药物在生物产业中被重点规划。本文研究结果表明:近 10 年来我国生物技术药物领域的政府、企业和高校之间的合作不断加强, 尤其是高校和企业, 企业和政府之间形成了有效互动, 但能够贯通整个产业开发 (企业、大学和政府) 的合作案例仍然较少, 对整个中国生物技术药物产业的促进作用仍然有限。因此, 为了有效促进我国生物技术药物产业的发展, 本文从加大研发成果转化效率, 以市场和医疗卫生机构需求为导向改变产、学、研、
22、医脱节现状, 建立产业集群等几个角度提出建议。(1) 促进成果的本土转化。成果的本土转化率低是我国生物技术药物发展面临的难题之一。要在我国建设医药成果转化中心, 对国内药企研发的生物医药转化项目进行分阶段评估;对符合我国生物医药重点发展的成果转化领域 (如单抗新药的本地转化、或国外研发的单抗新药在国内的生产) 方面进行重点资助。建设统一、完整的生物医药在研项目 (包括在研项目、临床前研究项目和临床试验中项目等) 信息平台, 定期对其中的重点项目进行分阶段评估, 集中资源对优先项目进行重点资助、引导成果的本土转化。(2) 切实落实以市场和医疗卫生机构需求为导向, 改变产、学、研、医脱节状况。要通
23、过建立联合实验室或平台等模式, 建立研究型医院, 并鼓励其参与生物制药企业的产品开发中, 以提升研究型医院服务能力。如通过企业与医院进行生物技术药物临床验证合作, 第一时间获取临床应用反馈以对药物做出改进, 确保相关生物技术药物的临床应用价值。(3) 加强产业集群的构建。在美国, 75%以上的现代生物产业资源集中在波士顿、旧金山和纽约等 9 个都市圈, 而这些集群都以高水平的研发机构和大学的集群为基础, 形成紧密的产学研联盟。集群内部包括企业之间的合作以及企业与大学和研究机构的合作等多种合作模式。集群化的发展模式是生物医药产业发展过程中的必然选择, 有助于规避新技术产品开发成本昂贵、风险大、周
24、期长、成功率低等不利因素。我国需要在生物技术发达的北京、上海等地, 建设生物技术聚集地区, 增强企业间或企业与科学家的互信, 加快生物技术转移扩散的速度, 降低交易成本。参考文献1ETZKOWITZ H, LEYDESDORFF L.The Triple Helix of University-Insutry-Government Relations:A Laboratory for Knowledge-Based Economic DevelopnientJ.EASST Review, 1995, 14 (l) :14-19. 2邹益民, 张智雄.创新三螺旋模型的计量研究与实践进展J.情报杂
25、志, 2013, 32 (4) :85-90. 3康健, 胡祖光.基于区域产业互动的三螺旋协同创新能力评价研究J.科研管理, 2014, 35 (5) :19-26. 4江成山, 孟卫东, 熊维勤.协同创新效率的国际比较及其影响因素分析J.重庆大学学报 (社会科学版) , 2013, 19 (5) :56-65 5李琳, 龚胜.长江中游城市群协同创新度动态评估与比较J.科技进步与对策, 2015, 32 (23) :118-124. 6杨道现.学科集群和产业集群协同创新能力评价方法研究J.科技进步与对策, 2012, 29 (23) :132-136. 7蔡翔, 刘晓正.国家标准视角的官产学创
26、新合作关系测度J.华东经济管理, 2012, 26 (9) :130-134. 8张秀萍, 黄晓颖.三螺旋理论:传统“产学研”理论的创新范式J.大连理工大学学报 (社会科学版) , 2013, 34 (4) :1-6. 9党蓓, 赵蕴华, 赵志耘, 等.基于专利的官产学合作关系测度研究:中韩石墨烯领域为例J.情报杂志, 2014, 33 (5) :66-70. 10LEI X, ZHAO Z, ZHANG X, et al.The Inventive Activities and Collaboration Pattern of University-industry-government in China Based on Patent AnalysisJ.Scientometrics, 2012, 90 (1) :231-251. 11GAO X, GUO X, GUAN J.An analysis of the Patenting Activities and Collaboration among Industry-university-research Institutes in the Chinese ICT sectorJ.Scientometrics, 2014, 98 (1) :247-263.
