基于專利分析的大麻研發態勢及技術構成

常麗 鄧欣 唐慧娟 李建軍 黃思齊 陳安國 張翠萍 趙立寧 李德芳（中國農業科學院麻類研究所，長沙 410205）

大麻（Hemp）是大麻科（Cannabinaceae）大麻屬（Cannabis）一年生草本植物，學名Cannabis sativaL.，別名：火麻、線麻、白麻、魁麻、綠麻、土麻等。大麻起源于亞洲30°N左右，45°E-135°E這一狹長地帶，我國也是重要的起源中心之一［1］。早在南北朝時期就開始種植和使用大麻，是我國傳統經濟作物。大麻是一種重要的毒品原料，也是一種優質的天然纖維資源。20世紀30年代中期，美國立法禁種，許多國家也隨之限種或禁種，阻礙了大麻的發展。隨著對大麻認識的增加，自90年代始，銷聲匿跡半個多世紀的大麻，在以美國和歐盟為代表的發達國家又興起了一個研發熱潮。歐洲制定了低毒大麻標準：THC＜0.3%的工業大麻標準，禁種高THC的傳統品種，并加強種植的嚴格監管。目前，我國也遵循歐洲制定的低毒大麻標準，種植和使用的全部為工業大麻。

大麻全身是寶，其韌皮纖維是人類用作紡織的最早纖維之一，是天然纖維中韌度最高、可自然降解的環保纖維［2］。大麻纖維具有良好的吸濕排汗性、透氣性、抗菌性、消音和抗紫外線功能，其分子結構穩定、取向度好，產生靜電能力極低，也是良好的絕緣材料，利用大麻纖維可以生產服裝、家紡、地毯、繩索、纖維板等［3］。大麻的花、葉中含有許多天然的化學成分，從20世紀60年代至今，已從大麻中分離得到565種化學成分，主要分為植物大麻素和非大麻素化合物兩類。前者主要包括四氫大麻酚（THC）、大麻酚（CBN）、大麻二酚（CBD）、大麻萜酚（CBG）、大麻環萜酚（CBC）等［4］；后者主要包括生物堿、黃酮、萜類、甾醇、香豆素、脂肪酸、氨基酸等化合物［5-6］。這些化合物具有鎮痛［7］、 抗 惡 心 嘔 吐［8］、 抗 腫 瘤［9］、 抗 菌［10］、 抗炎［11］、治療神經性疾病［12］及控制肌張力障礙運動疾病［13］等藥理作用。大麻籽含有益于人體健康的豐富營養成分［14］，其油脂含量為25%-35%，蛋白質含量為20%-35%，膳食纖維為20%-35%，富含有磷、鉀、鎂、鈣、鐵、鋅等多種礦物質，尤其鐵和鋅含量的比例最適合人體需要，同時富含精氨酸、甘氨酸等18種氨基酸、維生素E、卵磷脂、葡糖醛酸、揮發油、色素等［15］；其亞油酸和α-亞麻酸的比例接近3∶1，是人體正常代謝所需的最佳比例。因此，大麻籽可用于食品、添加劑、個人護理用品、飼料等方面［16］。大麻桿芯（麻骨）由于其特殊空心構造，一般用于造紙、生產活性炭、木粉和原生態板材、培養蘑菇、制備燃料等［17-18］。此外，大麻還能與其它原材料混合可生產各種復合材料產品［19-20］。可見大麻在紡織、造紙、醫藥、食品、飼料、新材料、新能源和化妝品等領域具有廣闊的應用前景。

近年來，國內外大麻生產國在種質資源、生產利用和綜合研發等方面取得了一定的成績。本文從專利分析的角度研究目前國內外大麻研究進展程度；以及各個國家和地區對于大麻研究專利的保護方法。本文從PatSnap專利數據庫，以“大麻”為關鍵詞檢索1985年至2017年間所有申請大麻相關的專利，從整體角度出發，并根據這些專利數據對大麻研究創新態勢進行分析，以期客觀準確地了解大麻行業在全球的發展現狀及趨勢，為國內大麻新技術開發、專利布局提供參考。

1 分析方法

本文選擇的數據庫為PatSnap（智慧芽）數據庫，檢索時間范圍為：1985-2017年9月2日，檢索式為：（大麻 or 火麻 or 漢麻 or 胡麻 or 白麻 or 野麻）AND（大麻 not 大麻哈魚）AND（麻 not 麻將 or 麻醉 or 麻痹 or 天麻 or 芝麻）。數據采集原則是在以全為主的基礎上求精，關鍵詞的選取上盡量采用無歧義的詞匯來減少雜質數據，但由于部分詞匯不可避免具有一定的多面性，具體檢索時需通過更細致的邏輯策略或手工進行翻譯、初篩和清洗。參照國家知識產權局的分類方法，我們把專利申請人分為企業、大專院校、科研院所、機關團體、個人等5類。在本報告中，若某件專利涉及申請人共同申請時，則按共同申請的申請人各申請一件專利來統計。

2 結果

目前，大麻相關申請專利共計28 542件，其中發明專利24 521件、實用新型3 991件、外觀專利30件，有效專利7 566件、失效專利13 233件，審查中專利6 214件，涵蓋8個大類50個小類，申請人總量達100個。

2.1 大麻相關專利的申請趨勢

圖1是大麻專利的申請趨勢圖。可以看出早在1985年，就有關于大麻技術保護的發明專利申請，該項專利是由中國（山東省東平縣麻紡廠）申請有關大麻化學脫膠工藝的技術保護，并于1年后授權。可見，中國對于大麻的研究在世界范圍內是遙遙領先的。

從圖1還可以看出，大麻相關專利呈整體增長趨勢，2000年之前專利申請數量均少于500件。2001年之后專利申請量增幅巨大，大麻研究進入快速成長期，到2015年申請量呈巔峰狀態，共有2 450件，其中發明專利占77.67%（1 903件），實用新型專利540件，外觀設計專利7件。由于專利從申請到公開需要18個月到3年的時間，因此2015年以后的專利數量的數據僅作參考。截止2017年9月3日，共申請大麻專利256件，其中已授權28件。

圖1 大麻專利申請趨勢

2.2 大麻相關專利的法律狀態及類型分析

目前，從大麻專利的法律狀態來看（圖2），失效專利占比近半（13 233件），其中包括發明專利11 002件，實用新型專利2 210件，外觀設計專利21件；處于公開發明階段的專利共計7 566件；而處于實質審查階段專利共計6 210件，由于這部分專利大多都是近3年申請，隨著審查流程的進行，將會有部分專利被授權。

圖2 大麻申請專利法律狀態構成

從專利的申請類型看（表1），外觀專利和實用新型專利申請量較少，這說明大麻相關產品對外觀要求微乎其微，發明人更加注重技術上的改進和新產品的研發，一般來講，實用新型或外觀設計所占比重越大，則說明該領域現階段技術越趨于成熟，可見大麻的研究技術還有待進一步發掘和開發。

表1 申請專利類型

2.3 大麻相關專利的區域分布情況

迄今，全球共有50個國家申請了大麻相關專利。排在前10位的國家見圖3。其中，中國的專利申請量居世界第一位，在全球范圍的申請量達35%，共計9 402件，是排名第二位美國申請量（6664件）的1.41倍。而排名第三的德國的申請大麻相關的專利為2 386件。由此可見，經過近20年的發展，我國大麻相關行業已取得長足進步，具有一定的國際競爭力，這也和歐美等國家種植大麻是違法行為有關，從而阻礙了他們對大麻研究的進展。

國內方面，大麻專利分布較廣，幾乎覆蓋了我國所有省份和直轄市，但甘肅、新疆、寧夏、內蒙古、海南、西藏、青海的申請量較少，總量不超過50件專利。申請量排在前10位的見圖4。其中，排名第一位的江蘇省共申請專利1 202件，且相關技術大多掌握在企業手中，如江蘇紫荊花紡織科技股份有限公司和蘇州摩維天然纖維材料有限公司，但尚未在江蘇形成壟斷地位；山東排在第二位，申請總量為1 107件，其次為浙江、北京、廣東和上海，這些經濟發達區域也擁有一定專利量，說明他們對于大麻的相關產品開發日益高漲，帶動了當地麻企業的發展。可見全國范圍內對大麻相關技術的重視程度很高，對目標市場的保護力度很大。

2.4 大麻相關專利的專利申請人概況

對全球大麻相關領域的主要申請進行分析，申請量排在前10位的全為企業（圖5），而高校及科研單位的專利申請量較少，這可能是由于其知識產權意識相對不強，教育、評級制度使其更加看重論文發表，導致即便有發明創造也較少進行專利申請。大麻相關技術大多掌握在國外企業手中，主要集中在美國、德國、日本等國家，相對的國內企業或個人的申請量少。廣州的寶潔公司比排名第一的巴斯夫歐洲公司的專利少79件，但其申請時間卻早于巴斯夫歐洲公司（2004年），從1998年開始申請至今共計264件專利。

圖3 國際大麻專利的區域分布

圖4 國內大麻專利的區域分布

對國內大麻相關領域的主要申請進行分析，申請量排在前10位的省/直轄市除山東（1999年）、四川（2001年）、安徽（2003年）外，其他省份都是于1998年開始申報專利，專利數量逐年大增加，2011年以后大幅度攀升，近兩年的申請量又有所下降。江蘇省最具代表的申請人為：江蘇紫荊花紡織科技股份有限公司、蘇州摩維天然纖維材料有限公司、江南大學等；浙江省最具代表的申請人為：艾博生物醫藥（杭州）有限公司、詹森藥業有限公司、浙江大學、義務市麻尚生針織品有限公司等；北京市最具代表的申請人為：中國人民解放軍總后勤部軍需裝備研究所。從專利數據統計分析，我國大麻專利申請人同世界申請人的狀況相似，絕大部分發明權掌握在企業，而高效和科研單位的技術相對薄弱。

圖5 大麻專利的前10位申請人

2.5 大麻相關專利的技術分布

全世界大麻相關的專利技術主要分布在IPC分類 中 的 A61K（34.73%）、A61P（25.86%）、C07D（20.43%）、A01N（6.45%）、C12N（4.82%）、C08L（4.39%）、C07K（4.12%）、G01N（3.49%）、A01P（3.44%）和C07C（3.37%）（表2）。從大麻相關技術排名分析，近20年的研究最主要集中在大麻治療神經系統疾病的藥物、抗腫瘤藥、非中樞性止痛劑、退熱藥或抗炎劑（例如抗風濕藥）、非甾體抗炎藥（NSAIDs）、醫用/牙科用或梳妝用的配制品等方面。同時也有一些大麻相關的藥物被批準上市，如 ：Sativex?、Bedrocan?、Bedrobinol?、Bediol?、Marinol?、Cesamet?等。但這些藥物的研發及大麻藥用價值的研究主要集中在歐美等發達國家，國內對這一塊的研究及專利技術保護相對較弱，目前大麻的藥用研究主要集中在廣東省。

中國各省（直轄市）大麻相關專利的技術重點各不相同。如：江蘇省的IPC分類排在前3位的是B32B9/02、D01C1/00和 D06M16/00，各占 14.94%，浙江省的IPC分類排在前三位的是G01N33/48、G01N33/558和D01B5/04，分別占16.83%、12.87%和10.89%；廣東省的IPC分類排在前3位的是A61P35/00、A61P35/02和 A61K31/519， 分 別 占16.67%、12.50%和11.11%；北京市的IPC分類排在前3位的是C12N1/21、C12N1/19和C07K14/415，分別占13.79%、12.07%和10.34%；上海市的IPC分類排在前3位的是C09B67/24、D06P1/38和A01H5/00，分別占14.05%、12.97%和12.43%；而本省（湖南省）的IPC分類主要集中在D01B1/24、A01G1/00、D02G3/04，分別占16.67%、12.50%和12.50%。由此可見，江蘇省側重于麻纖維的制備方法及設備的研制，浙江省側重于毒品的檢測裝置、檢測技術麻纖維的制備，廣東省側重于大麻的藥用研究、北京市側重于利用生物化學的研究手段開展大麻的研究工作，如：大麻DNA熒光復合擴增系統、熒光標記大麻性別基因特異片段檢驗系統及方法等，上海市側重于麻纖維的染色研究，湖南省主要是針對大麻的韌皮纖維分離、大麻栽培、大麻纖維的混紡等方面的研究。

與國外相比，國內則更加注重于大麻纖維及相關產品、技術的研發，大麻藥用產品等相關專利的申請數量微乎其微，這可能和我國執行的工業大麻標準有關，缺乏研究藥用的大麻品種。而歐洲的某些國家如意大利、荷蘭及北美洲加拿大等國家在研發大麻藥用相關技術及產品上，正傾注大量人力物力，這在我國屬于技術空白領域，也將是今后的研發方向。

表2 大麻相關專利的技術分布

3 討論

對大麻知識產權的保護始于1985年，隨后專利申請增長率逐年遞增，至2001年后申請量增幅巨大，目前已申請專利28 542件，主要涉及大麻素的分離、合成、檢測方法、大麻素的藥用、大麻提取產物、內源大麻素及大麻素受體、大麻油用、食用、纖用、育種、品種申請等方面。但專利有效率為26.50%，絕大多數專利已失效，這主要是因為專利缺乏創新性、申請人在申請公布后撤回或放棄、專利權有效期屆滿等原因。我國大麻研究已經取得了長足的進步，專利申請主要在大麻纖維的分離及應用、大麻籽的食用等方面，但在大麻的藥用研究方面專利較少，同時專利申請人情況和技術分類特點分布過于集中，導致了大部分專利掌握在少數申請人手中，所以我國的大麻發展情況很大程度上取決于行業內為數不多領軍企業。江蘇省是我國申請大麻相關專利最多的省份，尤其是2012年至2016年間，每年申請的有效專利平均50件以上，再加上擁有江蘇紫荊花紡織科技股份有限公司這種行業龍頭企業，無疑為江蘇省大麻纖維產品更快更好的發展增添了充足的砝碼。但在大麻的研究領域中具備一定科研實力的高校不多，致使產學研對接較少。與國外相比，無論是專利申請數量、技術發展程度，還是知識產權工作開展，我國企業在某些方面還存在一定差距。

基于以上對大麻相關專利情況的分析，對農業科研單位及本所的知識產權管理體系構建，提出如下建議：

（1）提高知識產權意識。依據自身發展的總體戰略目標，開展有針對性、多層次的知識產權教育培訓，增強科研人員知識產權意識，將知識產權管理貫穿在技術創新的全過程；完善知識產權管理的組織機構和人員設置，設立負責知識產權管理事務的專門部門；加大對知識產權管理的投入，配備高素質的復合型管理人員，加強知識產權風險管理、知識產權資產管理及知識產權運營管理。

（2）提升創新能力，強化自主知識產權研發。在引進先進技術的同時，應不斷提高自主創新能力，完善技術創新機制，將技術中心作為技術創新體系的核心，積極開發能夠促進可持續發展的關鍵性與前瞻性技術，形成一批具有自主知識產權的重要技術，“產學研”聯合，加大研發投入、提高技術開發人員素質，并積極推進專利技術的產業化，從而提高核心競爭力。

（3）時刻關注同行專利申請及專利布局情況。了解同行專利申請情況，可以得知其技術研發趨勢，進而了解其核心技術，參考其技術進一步進行研發，從而達到超越競爭對手的目的，同時還能起到對自身產品進行專利預警的目的，規避侵權風險。了解重要競爭對手的專利布局情況可以預測其產品的主要銷售市場。因此，我們應該定期對同行進行實施跟蹤，摸清其技術發展方向，對有代表未來發展趨勢的的技術先下手為強，或者先進行模仿然后爭取超越。

（4）建立專題專利數據庫。根據自身需求建立個性化專利數據庫，可以將我們所專注領域的國內外專利置于一個數據庫中，從而避免在歐專局、國家知識產權局等數據庫內因為專利數據量較大而難以檢索的缺點，能大大節省檢索時間、提高工作效率。

4 結論

通過對1985-2017年全球大麻相關專利的分析，得出以下結論：

（1）從大麻研究的發展態勢看，最早的專利申請始于1985年，隨后逐年穩步增加，2000年以后呈大幅上升態勢，2015年申請量達2450件。

（2）在國家和地區層面，我國是最早申請大麻專利的國家，但是在大麻藥用及其相關產品研發方面與歐洲仍有不少差距，擁有藥用大麻的自主知識產權不多，大麻藥用產品的相關專利少；在機構層面，以巴斯夫、寶潔、先正達和3M等為代表的企業在全球專利布局上的領先態勢明顯，大麻專利技術大都掌握在這些企業手中，大麻藥用、品種、纖維產品的研發、麻仁榨油及提取蛋白方面的專利研究是這些企業重點關注的領域。

（3）通過大麻相關專利主要 IPC 技術分布的分析發現，目前各國的技術研發方向及技術重點各不相同。歐洲偏重大麻素的藥用研究、加拿大偏重于大麻籽食品加工方面、中國側重于大麻纖維的制備及相關機械的研究。近幾年，大麻的藥用開發逐漸成為專利申請的主流技術，這也將是我國今后申請專利的一個方向。