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43個醫療國家重點實驗室畫像:聚焦藍海醫療領域,京滬占“半壁江山”

日期:2023-04-23 15:34:00

在我國科技創新體系中,國家重點實驗室是重要的組成部分。這些依托高校和科研院所建立的科研實體圍繞國家發展戰略,通過具有國際影響力的系統性原創成果,為相關領域科學研究提供重要支撐,也為國家宏觀決策提供科學依據。

國家重點實驗室聚集了該領域優秀的學科帶頭人、高素質研究骨干,以及高水平技術人員和管理人員。從某種程度上說,這些實驗室代表了我國在相應領域的最高研究水平。

我國重點實驗室建設計劃,已形成相對完善的體系和管理機制。

國家統計局發布的《2021年國民經濟和社會發展統計公報》顯示,截至2021年末,正在運行的國家重點實驗室有533個。本文從眾多實驗室中篩選出43個(含省部共建)醫療創新領域的國家重點實驗室,希望通過對這些實驗室的研究領域和研究特色進行分析,為產業創新和資源挖掘提供方向。

生物醫藥相關研究最受關注

為方便統計,本文將篩選的實驗室主要研究方向綜合歸類為生物醫藥(包含天然藥物、生物藥、化藥研發及生產,生物治療解決方案,合成生物學等生物技術為主導的技術領域)、醫療器械(包含體外診斷、醫療影像、生化檢測等相關的醫療器械技術、產品及元器件研究)、臨床醫療(臨床醫學研究)、腦科學、醫用材料5個方向。從這些實驗室的研究熱力分布來看,生物醫藥相關的研究熱度最高。

醫療相關國家重點實驗室熱點分布圖 研究資源高度聚集 從區域分布來看,國家重點實驗室的分布與教育和研究資源的分布情況趨同。絕大多數國家重點實驗室分布在北京和上海兩地,分別有11家和13家。排在第三位的是江蘇省,共有4家國家重點實驗室。盡管江蘇省的醫療創新產業在全國名列前茅,但其研究資源的分布仍然與北京、上海存在斷崖式差距。

醫療相關國家重點實驗室分布情況

北京研究方向分布均衡,上海重倉生物醫藥,江蘇、四川醫用材料研究具備優勢

結合實驗室分布情況和研究領域,我們認為各地區國家重點實驗室的研究方向與當地的研究資源分布密切關聯。臨床醫療方向研究的實驗室大多分布在醫療資源、臨床研究資源最為密集北京、上海地區。

而在醫療器械和腦科學研究領域,北京與上海兩座城市也旗鼓相當。但在生物醫藥領域,上海的優勢非常明顯,10家實驗室中都有從事生物醫藥相關的研究。

盡管江蘇和四川在前面幾個方向的研究資源上都不占優勢,但卻在上海相對薄弱的創新方向形成了獨特優勢。兩地各有3家從事醫用材料相關研究的重點實驗室,其中位于成都的高分子材料工程國家重點實驗室是我國高分子材料研究的學術高地。

地域-研究領域分布圖

國家重點實驗室的研究特色

有基礎,也有應用

國家重點實驗室的職責之一是推動基礎研究創新。但基礎研究總是與應用研究相輔相成,這個過程中,PI們的大量應用研究成果帶動了行業的整體創新水平。

以天然藥物及仿生藥物國家重點實驗室為例,該實驗室是首批國家重點實   驗室之一。該實驗室圍繞天然產物復雜成分成藥性的基礎科學問題和內源性物質發揮治療功能的仿生關鍵技術瓶頸開展基礎與應用基礎研究。   實驗室在   基于基礎研究的基礎上,進行了包括核酸化學及抗腫瘤抗病毒藥物研究、新型抗病毒小分子、蛋白質生物大分子藥物、藥物遞送等生物醫藥相關等多項備受行業關注的應用研究。

研究方向:聚焦國際也結合國情

我們常常將國內的產業與國際水平相比,但其實學術界也有學術界的國際競爭。這些實驗室幾乎所有的PI都有相應的海外研究或交流學習背景,同國內創業者和投資人緊盯全球動向一樣,國內的科研工作者們同樣也緊盯國際研究動態。

以腦科學為例。自George Church教授提出“腦科學計劃”倡議以來,關于腦科學的研究就備受全球關注,美國在2013年正式啟動了“通過推動創新型神經技術開展大腦研究”計劃。其實在此之前,國內的腦科學研究便開始布局。

2005年科技部在北京師范大學成立了認知神經科學與學習國家重點實驗室。該實驗室聚焦人腦發育規律和認知發展與學習機理,重點開展腦發育規律及其與個體綜合智力、各種學習能力以及心理行為發展關系的基礎理論研究。

而偏向神經類疾病和運動損傷研究的醫學神經生物學國家重點實驗室籌建更早,并在Nature、Cell,  New England Journal of Medicine, Nature Genetics、Nature  Neuroscience、PNAS、Brain、Journal of  Neuroscience等高影響力的SCI雜志上發表了一批高質量的研究論文。

如果說國際前沿的研究體現的是國家重點實驗室“global”,那么另一部分結合國情的特色研究則體現了高水平研究的本土化。

眾所周知,中國是一個肝病大國,肝病發病率約10%,肝癌的患者總量約占全球的45%。在這樣的背景下,肝病、肝癌的防治,也成為我國疾病診療研究的特色。

遺傳工程國家重點實驗室、華南腫瘤學國家重點實驗室、病毒學國家重點實驗室、分子腫瘤學國家重點實驗室等多個致力于生物技術和臨床醫學的重點實驗室都將肝病、肝癌的診斷和治療定位為重點研究領域之一。

其中遺傳工程國家重點實驗室專門成立了肝癌分子遺傳學研究組,由樊嘉院士領銜開展了大量肝移植和損傷修復、肝癌發生的遺傳學機制,以及肝癌治療藥物和個性化治療方案的研究和臨床醫學研究。

應用研究與產業創新方向趨同

應用研究領域詞云圖

為了更準確反映出學術研究和產業創新的關注方向,我們統計了這些實驗室的主要研究方向,并通過詞云圖直觀呈現。

可以看出,藥物研發和體外診斷是實驗室兩大應用研究中心。圍繞這兩個中心,基因治療、腦科學、再生醫學、藥物遞送、合成生物學和醫用材料等細分方向的研究熱度最高。

巧合的是,這些細分領域也是近年來備受資本關注,是產業內迅速崛起的幾個細分賽道。由于技術創新行業門檻相對較高,這幾個細分賽道也是科學家創業者出沒最多的賽道。

在以往的認知中,常常以為學術研究與產業存在嚴重脫節,   但從這些研究分布與方向來看,其實學術研究與產業研究在大方向上高度契合。   甚至一些科研人員在實驗室就已經將產品推動到了小試、甚至中試階段。

我們大膽推測,在應用研究領域,或許學術研究和產業創新的距離并沒有想象那么遠。

研究特色:高于產業

盡管在大體方向上趨同,但學術研究與工業研究仍然存在較大區別。   具體而言,工業界的研究更偏“   development”,目的是完成“從1到N”的工作,即形成什么產品,解決什么問題。   而學術研究則更偏“Research”,強調基礎到應用的層層遞進,即“從0到1”的創新。

不僅如此,學術界的應用研究通常是放射狀的,基于某些基礎研究成果看到了應用研究的可能,而基于應用研究往往又可以得到多個產品形態。相比之下,工業研究則是在應用研究的某個放射點上進行三維塑造。

同樣,學術研究往往要比工業界的研究更加豐滿。這樣的現象與兩者的職能、定位、經費來源密切相關。企業的研發經費通常需要自籌,因此在研發投入之前就必須考慮產出和受益。

我國產業創新起步稍晚,使得在多個市場的上游環節存在空缺。   而科研院所的   研究則可通過教育部、科技部   、企業等多方面獲得經費支持,其研究往往   由底層延伸至表面。   在學術研究與產業創新方向趨同的背景下,學術研究的成果有望逐步填補產業空白。

帶動當地產業發展

對于地方而言,國家實驗室是他們重要的核心研發資源,對當地的產業發展有著深遠影響。   如湖南長沙,聚集了圣湘生物、迪賽生物、菲科生物、三諾生物等多家大型IVD企業,涉及化學發光、血糖檢測、分子診斷等領域的上、中、下游環節。

位于湖南的化學生物傳感與計量學國家重點實驗室,其主要研究方向就是分子識別、生化分析,以及化學計量。高分子材料工程國家重點實驗室位于成都,依托華西醫院的優勢,在口腔、骨科等醫用高分子材料領域成為產業高地。

上海更不必多說,這里多家國家重點實驗室與生物醫藥產業密切相關,形成了產業與科研的呼應與閉環。

轉化創新或成趨勢

學術研究要對產業形成助力,轉化是必不可少的工作。在轉化創新浪潮下,國家重點實驗室的成果轉化也似乎在形成自然的流程。

成果轉化方式包括授權、轉讓和自行轉化三種方式。國家重點實驗室在人、財、物上依靠單位獨立,因此設有獨立的成果轉化部門,其中生物治療國家重點實驗室還成立了專門的成果轉化平臺推動轉化工作。

然而,大部分成果轉化仍然是通過橫向課題、專利轉讓的方式實現的。如2016年,貴州百靈企業就以5000萬價格收購了魏于全院士基因療法抗腫瘤項目。此外,魏院士還向產業輸送了10余款單抗候選藥物。

由于應用研究到產品研究還需要較長的研發過程,大部分企業仍然會與科學家形成一個長久的聯系和合作,從專利轉讓到合作孵化的合作案例也屢不見鮮。   如冠昊生物依托北京大學鄧宏魁教授的CiPS技術及EPS技術成立的全資子公司北昊研究院,持續開展生物型人工肝細胞治療技術研究。   雙方還共同成立了再生醫學公司宏冠再生醫學。

相比前兩種,科研人員自行轉化的成果占比相對較少,但這一部分成果卻仍令人矚目。這些具備高創新度的公司在業內頻頻獲得融資。

如顧忠澤教授參與孵化的類器官研發公司艾瑋得生物科技已完成近億元Pre-A輪融資;   趙國屏院士和岳建民院士雙院士共建的合成生物學公司生合萬物在2021年底獲得千萬級人民幣天使輪融資;   北京大學魏文勝教授參與創立的兩家生物技術公司均已完成數億元人民幣融資,成立較早的基因治療公司博雅輯因已融資超過10億元人民幣;   魏于全院士與生物治療國家重點實驗室的10余位科學家共同創立的疫苗研發公司威斯克生物醫藥在2021年融資3億元人民幣,估值近70億元人民幣。

此外,幾乎每個國家重點實驗室都開設了成果展示和專利展示通道,在絡繹不絕的產業合作需求和產業創新浪潮中,科研人員們已經不再保守的將成果作為“Paper”存檔,而是以一種開放的態度去接納、甚至尋找可靠的、值得信賴的產業轉化與合作。 也許在不久的將來,這些國家重點實驗室將不僅僅是科研攻關的重要主題,還將成為產業創新的重要支撐。

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