我國生物醫藥關鍵技術預見研究

崔 蓓 王 磊

技術預測活動于20世紀40年代在美國興起，這一時期人們主要關注技術本身的發展規律。1983年，英國蘇塞克斯大學的J.Irvine和B.R.Martin兩位研究者為英國應用研究與開發咨詢委員會做的一項研究中提出技術預見(technology foresight)的概念，隨后被學術界廣泛應用[1]。技術預見在科技發展戰略、政策和規劃制定中的作用日益顯著，受到政府、學術界和社會公眾的廣泛關注[2]。本文主要對生物醫藥領域關鍵技術進行技術預見研究，為我國生物醫藥戰略規劃和項目布局提供參考。

一、生物醫藥關鍵技術體系構建

生物醫藥指綜合利用微生物學、化學、生物化學、生物技術、藥學等科學的原理和方法制造的一類用于預防、治療和診斷的制品，也稱為治療用生物制品，包括抗體、重組蛋白、疫苗及基因和細胞治療藥物等[3]。國家關鍵技術是指圍繞經濟社會發展重大需求、圍繞國家戰略目標，對培育戰略性新興產業和帶動高技術產業、改造和提升傳統產業、建設現代化經濟體系、增進資源能源節約和生態環境保護、建設生態文明，改善和提高人民生活水平與質量，保障國家和國防安全，提升我國綜合國力和國際競爭力起重要作用的技術[4]。生物醫藥關鍵技術清單構建主要圍繞關鍵技術重要性、先導性、通用性和競爭優勢等特征，遵循戰略原則、創新原則、前瞻原則、安全原則以及可持續發展原則進行關鍵技術遴選[5,6]。

首先，通過檢索中國知網(CNKI)、科學引文索引(SCI)、Pubmed等權威數據庫進行文獻調研和文獻計量分析，篩選出生物醫藥相關關鍵技術，構建生物醫藥關鍵技術池，共計106項備選關鍵技術。

其次，通過兩輪專家咨詢、問卷調查構建生物醫藥領域關鍵技術清單，主要包括疫苗、基因工程藥物、抗體工程藥物、細胞治療、基因治療、診斷技術與試劑、酶與發酵工程以及共性關鍵技術8大方向，共63項關鍵技術(表1)。

表1 生物醫藥關鍵技術清單

續表1

二、生物醫藥關鍵技術預見組織和實施

1.技術評價指標體系:通過專家咨詢，技術評價指標主要分為4類：①技術重要性,包括對促進經濟增長的重要程度、對提高生活質量的重要程度、對保障國家安全的重要程度[7];②技術發展水平,包括該技術在我國的研發基礎、當前中國的研究開發水平、技術水平領先國家(地區)；③技術產業化,主要包括技術產業化成本、預期實現產業化時間[8]；④技術實現途徑和制約因素,主要包括技術發展主要途徑、當前制約該技術課題發展的因素(表2)。

表2 生物醫藥關鍵技術指標體系

2.咨詢專家選擇：從生物醫藥不同領域、不同方向選擇相關專家，主要包括疫苗、基因工程藥物、抗體工程藥物、細胞治療、基因治療、診斷技術與試劑等方向，分別來自政府部門、高等院校、科研院所、企業、行業協會、學會等機構。專家選擇標準為在生物醫藥和相關領域從事研究5年以上，高等院校和科研院所專家職稱均為副高級職稱以上，政府部門、企業、行業協會和學會相關專家均為中層或高層管理人員。此次生物醫藥關鍵技術預見累計發放問卷50份，實際返回有效問卷48份，問卷回收率為96%。

3.關鍵技術選擇的統計方法：根據指標的性質(定量、定性)、設計類型、資料所具備的前提條件和分析目的，選用相應的統計分析方法[9]。根據對促進經濟增長的重要程度、對提高生活質量的重要程度、對保障國家安全的重要程度、我國研發基礎、我國當前研究發展水平、產業化成本和預期實現時間，對各項關鍵技術進行綜合評價[10]。綜合評價以統計描述中計算得到的各項指標的均數為基礎，分別采用綜合評分法、TOPSIS法、秩和比法與主成分法完成[11～14]。在集成綜合評分法、TOPSIS法、秩和比法與主成分法排序結果的基礎上，給出最終的排序結果。

三、關鍵技術預見結果分析

1.重要度和綜合優先度預見分析：綜合各關鍵技術對于促進醫藥產業經濟增長、提高生活質量、保障國家安全的重要性優先程度，排在前10位的關鍵技術為：人工智能技術，合成生物技術，基因編輯技術，重大疾病的治療性疫苗，生物醫學大數據分析技術，疫苗生產用細胞株、菌株工程技術，核酸疫苗，新型酶制劑的設計與創制，疫苗成藥性評估技術，疫苗免疫應答評估新技術。人工智能技術綜合優先度最高，其次是合成生物技術、基因編輯技術。從技術類別上看，疫苗類相關技術進入前10位的最多，包括核酸疫苗、疫苗成藥性評估技術、疫苗免疫應答評估新技術等(表3)。

表3 各項關鍵技術綜合優先度(前10位)

2.我國研發基礎分析：我國生物醫藥領域關鍵技術研發基礎主要分析關鍵技術目前在我國的研發基礎情況，專家打分越高說明該技術在我國研發基礎越好，反之則不然。均數反映平均水平，均數越大代表專家打分越高。從關鍵技術的均值散點圖可以看出，專家打分均值均在5分以上，大部分關鍵均值為6～8分，說明大部分關鍵技術我國研發基礎是較好的。從技術領域來看，我國發展基礎比較好的是基因工程藥物、酶與發酵工程、共性關鍵技術、診斷技術與試劑，其次是疫苗、基因工程藥物、抗體工程藥物、細胞治療、基因治療(圖1)。

圖1 各項關鍵技術我國研發基礎散點圖

3.當前研究水平分析：生物醫藥關鍵技術當前研究水平主要分析與國際比較我國當前技術研發水平，主要分為落后10年以上、落后6～10年、落后5年、接近國際水平、國際領先，分數越高說明該技術在我國研究水平越好，反之則不然。從關鍵技術的得分散點圖可以看出，國內生物醫藥關鍵技術與國外差距6～10年，接近國際水平關鍵技術為滅活疫苗技術(圖2)。我國與國際差距較小的技術為：滅活疫苗、減毒活疫苗、新型工程菌的設計與構建、傳染病快速診斷試劑、遺傳疾病檢測試劑、亞單位疫苗(含多肽疫苗)、合成生物技術等。

圖2 各項關鍵技術我國當前研發水平散點圖

4.領先國家和地區分析：從統計結果看，各項關鍵技術都是美國領先，并且多數技術得票在40票以上，65%專家均認為美國在整個領域引領全球，其次是日本、德國、中國、英國、法國(圖3)。在疫苗領域，中國(20票)滅活疫苗技術接近美國(29票)水平。其他技術領域中國得票都較低。

圖3 生物醫藥技術領先國家和地區

5.關鍵技術產業化成本分析：產業化成本指的是該項技術達到產業化成本高低，選項包括成本大、成本較大、成本中、較小，專家打分越高說明該技術產業化成本越低。從關鍵技術的得分散點圖可以看出，關鍵技術產業化成本大部分為3～4分，說明生物醫藥大部分產業化成本較高(圖4)。其中，工程化干細胞技術、重大疾病的治療性疫苗、誘導多能干細胞(iPSC)、免疫細胞治療、重大疾病的成體干細胞治療、多靶點抗體藥物和多功能抗體研發技術等技術產業化成本相對較高。

圖4 各項關鍵技術產業化成本散點圖

6.關鍵技術產業化時間分析：生物醫藥領域關鍵技術產業化時間主要選項分為1～5年、6～10年、11～15年、16～20年等，分數越高說明該技術需要產業化時間越短，越容易產業化，反之則不然。從關鍵技術的得分散點圖可以看出，生物醫藥關鍵技術產業化時間平均得分為5.7分，說明關鍵技術產業化時間需要6～10年，大部分技術產業化時間較長，其中滅活疫苗產業化需要時間最短，組織與器官工程技術及產品研發產業化時間最長(圖5)。產業化時間較短的技術為：滅活疫苗、生物醫學大數據分析技術、基因組測序關鍵技術、高通量篩選技術、合成生物技術、微生物組學等技術，有望在3～5年內實現產業化。75%的關鍵技術將在6～10年內實現，是實現產業化較為集中的時間。產業化時間較長的技術為：誘導多能干細胞(iPSC)、重大疾病基因治療、人類SNP研究技術、組織與器官工程技術及產品研發，可能在11～15年實現產業化。

圖5 各項關鍵技術產業化時間散點圖

7.關鍵技術發展路徑分析：生物醫藥領域關鍵技術主要發展路徑包括自主研發、聯合開發、再創新、模仿、引進等途徑。專家認為生物醫藥關鍵技術主要發展途徑為自主研發(43%)，其次為再創新的發展途徑，通過技術再創新進行技術的二次升級發展(22%)，還可以通過聯合開發的方式發展技術(20%)，其他途徑如引進和模仿占比較少。專家認為不可采取單一的發展途徑，應該幾種發展路徑相結合(圖6)。

圖6 生物醫藥關鍵技術發展路徑

8.制約因素分析：生物醫藥領域關鍵技術主要制約因素主要分為技術可能性、商業可行性、法規、政策和標準、人力資源、研究開發投入、基礎設施、社會倫理等方面。目前，生物醫藥技術發展主要制約因素為技術可能性，即技術本身的可行性(28%)，其次為研究發展投入不足(25%)，另外，相關法規、政策和標準、商業可行性也是制約其發展的重要因素，而基礎設施、人力資源和社會倫理影響較小(圖7)。

圖7 生物醫藥關鍵技術發展制約因素

四、生物醫藥關鍵技術戰略選擇建議

通過因子分析說明評價指標之間的關系，在平面直角坐標系中對關鍵技術進行聚類。基于因子分析中綜合提取的兩個公因子，對生物醫藥各項關鍵技術進行可實現度和優先度分析，計算各項關鍵技術的因子得分，進行綜合技術預見。第1個因子主要與我國研發基礎、我國當前研究發展水平、產業化成本、預期實現時間有關，故將其命名為可實現度；第2個因子主要與對促進經濟增長的重要程度、對提高生活質量的重要程度、對保障國家安全的重要程度有關，故將其命名為優先度。以兩個公因子中的可實現度為橫軸，優先度為縱軸繪圖，將所有技術進行聚類分析(圖8)。

圖8 生物醫藥關鍵技術發展戰略選擇矩陣圖

為了直觀反映生物醫藥關鍵技術發展全局，在基于對生物醫藥關鍵技術實現時間、發展路徑、可實現度、政策措施等綜合考慮，并結合德爾菲統計結果對其進行綜合分析，將不同要素之間進行有機結合，繪制生物醫藥產業發展技術路線圖(圖9)。

圖9 生物醫藥關鍵技術發展路線圖

1.優先發展領域：第一象限內的關鍵技術既有可實現性優勢又具備優先發展優勢，即該象限內的關鍵技術對產業發展非常重要，同時也具備了良好的研發基礎、研究發展水平，產業化成本較低，預期實現時間也較短，建議優先發展這些技術，加大政府扶持和資金投入，使技術盡快成熟實現產業化發展。這些技術主要有A1亞單位疫苗(含多肽疫苗)、A4載體疫苗、F2傳染病快速診斷試劑、H1生物醫學大數據分析技術、H2生物計算技術、H3合成生物技術、H5基因編輯技術、H7系統組學關鍵技術、H10基因組測序關鍵技術、H12高通量篩選技術等。

2.支持發展領域：第二象限內的關鍵技術優先度較高，但是技術可實現性較低。即這些技術對促進經濟增長、提高生活質量和保障國家安全都非常重要，但是研發基礎、發展水平稍差，建議作為重點支持發展領域。建議加大政府政策扶持和資金投入，引進專業人才進行技術攻關，在技術上取得重大突破。這些技術主要有A5核酸疫苗、A6重大疾病的治療性疫苗、B1重組蛋白類藥物、B2蛋白質藥物修飾技術、B4蛋白質藥物遞送技術、C2單克隆抗體藥物、H6人工智能技術等。

3.關注發展領域：第三象限關鍵技術優先度和可實現度都較低，即這些技術重要性不是很高，研發基礎較為薄弱，建議作為重點關注發展領域。這些技術有些不太明確未來發展趨勢和應用，在近期可以作為一般領域，重點支持其基礎研究，政府可以給予適當關注，在技術基礎和發展水平到一定程度時給予重點推進，及時列入鼓勵發展技術行列。這些技術主要包括C5多靶點抗體藥物和多功能抗體研發技術、D1重大疾病的成體干細胞治療、D2誘導多能干細胞(iPSC)、D3免疫細胞治療、D4工程化干細胞技術、E1重大疾病基因治療等。

4.鼓勵發展領域：第四象限關鍵技術優先度較低，但是技術可實現度較高，即這些技術有較好的研發基礎和產業化成本較低，如果給予適當支持發展，能夠盡快產業化。建議鼓勵其發展，重點在政策上給予支持，積極尋找合適的企業，促進技術成熟和應用。這些技術主要包括A3滅活疫苗、C1多克隆抗體藥物、F4治療藥物作用靶點檢測試劑、F5遺傳疾病檢測試劑、F6高性能現場快速檢測技術、H4納米生物技術、H8微生物組學技術、H9代謝組學技術等。