我國生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)預(yù)見研究

崔 蓓 王 磊

技術(shù)預(yù)測(cè)活動(dòng)于20世紀(jì)40年代在美國興起，這一時(shí)期人們主要關(guān)注技術(shù)本身的發(fā)展規(guī)律。1983年，英國蘇塞克斯大學(xué)的J.Irvine和B.R.Martin兩位研究者為英國應(yīng)用研究與開發(fā)咨詢委員會(huì)做的一項(xiàng)研究中提出技術(shù)預(yù)見(technology foresight)的概念，隨后被學(xué)術(shù)界廣泛應(yīng)用[1]。技術(shù)預(yù)見在科技發(fā)展戰(zhàn)略、政策和規(guī)劃制定中的作用日益顯著，受到政府、學(xué)術(shù)界和社會(huì)公眾的廣泛關(guān)注[2]。本文主要對(duì)生物醫(yī)藥領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行技術(shù)預(yù)見研究，為我國生物醫(yī)藥戰(zhàn)略規(guī)劃和項(xiàng)目布局提供參考。

一、生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)體系構(gòu)建

生物醫(yī)藥指綜合利用微生物學(xué)、化學(xué)、生物化學(xué)、生物技術(shù)、藥學(xué)等科學(xué)的原理和方法制造的一類用于預(yù)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(xì)胞治療藥物等[3]。國家關(guān)鍵技術(shù)是指圍繞經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展重大需求、圍繞國家戰(zhàn)略目標(biāo)，對(duì)培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和帶動(dòng)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)、改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系、增進(jìn)資源能源節(jié)約和生態(tài)環(huán)境保護(hù)、建設(shè)生態(tài)文明，改善和提高人民生活水平與質(zhì)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(shù)[4]。生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)清單構(gòu)建主要圍繞關(guān)鍵技術(shù)重要性、先導(dǎo)性、通用性和競爭優(yōu)勢(shì)等特征，遵循戰(zhàn)略原則、創(chuàng)新原則、前瞻原則、安全原則以及可持續(xù)發(fā)展原則進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)遴選[5,6]。

首先，通過檢索中國知網(wǎng)(CNKI)、科學(xué)引文索引(SCI)、Pubmed等權(quán)威數(shù)據(jù)庫進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研和文獻(xiàn)計(jì)量分析，篩選出生物醫(yī)藥相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)池，共計(jì)106項(xiàng)備選關(guān)鍵技術(shù)。

其次，通過兩輪專家咨詢、問卷調(diào)查構(gòu)建生物醫(yī)藥領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)清單，主要包括疫苗、基因工程藥物、抗體工程藥物、細(xì)胞治療、基因治療、診斷技術(shù)與試劑、酶與發(fā)酵工程以及共性關(guān)鍵技術(shù)8大方向，共63項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)(表1)。

表1 生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)清單

續(xù)表1

二、生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)預(yù)見組織和實(shí)施

1.技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系:通過專家咨詢，技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)主要分為4類：①技術(shù)重要性,包括對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長的重要程度、對(duì)提高生活質(zhì)量的重要程度、對(duì)保障國家安全的重要程度[7];②技術(shù)發(fā)展水平,包括該技術(shù)在我國的研發(fā)基礎(chǔ)、當(dāng)前中國的研究開發(fā)水平、技術(shù)水平領(lǐng)先國家(地區(qū))；③技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,主要包括技術(shù)產(chǎn)業(yè)化成本、預(yù)期實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化時(shí)間[8]；④技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑和制約因素,主要包括技術(shù)發(fā)展主要途徑、當(dāng)前制約該技術(shù)課題發(fā)展的因素(表2)。

表2 生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)體系

2.咨詢專家選擇：從生物醫(yī)藥不同領(lǐng)域、不同方向選擇相關(guān)專家，主要包括疫苗、基因工程藥物、抗體工程藥物、細(xì)胞治療、基因治療、診斷技術(shù)與試劑等方向，分別來自政府部門、高等院校、科研院所、企業(yè)、行業(yè)協(xié)會(huì)、學(xué)會(huì)等機(jī)構(gòu)。專家選擇標(biāo)準(zhǔn)為在生物醫(yī)藥和相關(guān)領(lǐng)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(jí)職稱以上，政府部門、企業(yè)、行業(yè)協(xié)會(huì)和學(xué)會(huì)相關(guān)專家均為中層或高層管理人員。此次生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)預(yù)見累計(jì)發(fā)放問卷50份，實(shí)際返回有效問卷48份，問卷回收率為96%。

3.關(guān)鍵技術(shù)選擇的統(tǒng)計(jì)方法：根據(jù)指標(biāo)的性質(zhì)(定量、定性)、設(shè)計(jì)類型、資料所具備的前提條件和分析目的，選用相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析方法[9]。根據(jù)對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長的重要程度、對(duì)提高生活質(zhì)量的重要程度、對(duì)保障國家安全的重要程度、我國研發(fā)基礎(chǔ)、我國當(dāng)前研究發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)化成本和預(yù)期實(shí)現(xiàn)時(shí)間，對(duì)各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[10]。綜合評(píng)價(jià)以統(tǒng)計(jì)描述中計(jì)算得到的各項(xiàng)指標(biāo)的均數(shù)為基礎(chǔ)，分別采用綜合評(píng)分法、TOPSIS法、秩和比法與主成分法完成[11～14]。在集成綜合評(píng)分法、TOPSIS法、秩和比法與主成分法排序結(jié)果的基礎(chǔ)上，給出最終的排序結(jié)果。

三、關(guān)鍵技術(shù)預(yù)見結(jié)果分析

1.重要度和綜合優(yōu)先度預(yù)見分析：綜合各關(guān)鍵技術(shù)對(duì)于促進(jìn)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)增長、提高生活質(zhì)量、保障國家安全的重要性優(yōu)先程度，排在前10位的關(guān)鍵技術(shù)為：人工智能技術(shù)，合成生物技術(shù)，基因編輯技術(shù)，重大疾病的治療性疫苗，生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，疫苗生產(chǎn)用細(xì)胞株、菌株工程技術(shù)，核酸疫苗，新型酶制劑的設(shè)計(jì)與創(chuàng)制，疫苗成藥性評(píng)估技術(shù)，疫苗免疫應(yīng)答評(píng)估新技術(shù)。人工智能技術(shù)綜合優(yōu)先度最高，其次是合成生物技術(shù)、基因編輯技術(shù)。從技術(shù)類別上看，疫苗類相關(guān)技術(shù)進(jìn)入前10位的最多，包括核酸疫苗、疫苗成藥性評(píng)估技術(shù)、疫苗免疫應(yīng)答評(píng)估新技術(shù)等(表3)。

表3 各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)綜合優(yōu)先度(前10位)

2.我國研發(fā)基礎(chǔ)分析：我國生物醫(yī)藥領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)基礎(chǔ)主要分析關(guān)鍵技術(shù)目前在我國的研發(fā)基礎(chǔ)情況，專家打分越高說明該技術(shù)在我國研發(fā)基礎(chǔ)越好，反之則不然。均數(shù)反映平均水平，均數(shù)越大代表專家打分越高。從關(guān)鍵技術(shù)的均值散點(diǎn)圖可以看出，專家打分均值均在5分以上，大部分關(guān)鍵均值為6～8分，說明大部分關(guān)鍵技術(shù)我國研發(fā)基礎(chǔ)是較好的。從技術(shù)領(lǐng)域來看，我國發(fā)展基礎(chǔ)比較好的是基因工程藥物、酶與發(fā)酵工程、共性關(guān)鍵技術(shù)、診斷技術(shù)與試劑，其次是疫苗、基因工程藥物、抗體工程藥物、細(xì)胞治療、基因治療(圖1)。

圖1 各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)我國研發(fā)基礎(chǔ)散點(diǎn)圖

3.當(dāng)前研究水平分析：生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)前研究水平主要分析與國際比較我國當(dāng)前技術(shù)研發(fā)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(lǐng)先，分?jǐn)?shù)越高說明該技術(shù)在我國研究水平越好，反之則不然。從關(guān)鍵技術(shù)的得分散點(diǎn)圖可以看出，國內(nèi)生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)與國外差距6～10年，接近國際水平關(guān)鍵技術(shù)為滅活疫苗技術(shù)(圖2)。我國與國際差距較小的技術(shù)為：滅活疫苗、減毒活疫苗、新型工程菌的設(shè)計(jì)與構(gòu)建、傳染病快速診斷試劑、遺傳疾病檢測(cè)試劑、亞單位疫苗(含多肽疫苗)、合成生物技術(shù)等。

圖2 各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)我國當(dāng)前研發(fā)水平散點(diǎn)圖

4.領(lǐng)先國家和地區(qū)分析：從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)都是美國領(lǐng)先，并且多數(shù)技術(shù)得票在40票以上，65%專家均認(rèn)為美國在整個(gè)領(lǐng)域引領(lǐng)全球，其次是日本、德國、中國、英國、法國(圖3)。在疫苗領(lǐng)域，中國(20票)滅活疫苗技術(shù)接近美國(29票)水平。其他技術(shù)領(lǐng)域中國得票都較低。

圖3 生物醫(yī)藥技術(shù)領(lǐng)先國家和地區(qū)

5.關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化成本分析：產(chǎn)業(yè)化成本指的是該項(xiàng)技術(shù)達(dá)到產(chǎn)業(yè)化成本高低，選項(xiàng)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(shù)產(chǎn)業(yè)化成本越低。從關(guān)鍵技術(shù)的得分散點(diǎn)圖可以看出，關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化成本大部分為3～4分，說明生物醫(yī)藥大部分產(chǎn)業(yè)化成本較高(圖4)。其中，工程化干細(xì)胞技術(shù)、重大疾病的治療性疫苗、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSC)、免疫細(xì)胞治療、重大疾病的成體干細(xì)胞治療、多靶點(diǎn)抗體藥物和多功能抗體研發(fā)技術(shù)等技術(shù)產(chǎn)業(yè)化成本相對(duì)較高。

圖4 各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化成本散點(diǎn)圖

6.關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化時(shí)間分析：生物醫(yī)藥領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化時(shí)間主要選項(xiàng)分為1～5年、6～10年、11～15年、16～20年等，分?jǐn)?shù)越高說明該技術(shù)需要產(chǎn)業(yè)化時(shí)間越短，越容易產(chǎn)業(yè)化，反之則不然。從關(guān)鍵技術(shù)的得分散點(diǎn)圖可以看出，生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化時(shí)間平均得分為5.7分，說明關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化時(shí)間需要6～10年，大部分技術(shù)產(chǎn)業(yè)化時(shí)間較長，其中滅活疫苗產(chǎn)業(yè)化需要時(shí)間最短，組織與器官工程技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)產(chǎn)業(yè)化時(shí)間最長(圖5)。產(chǎn)業(yè)化時(shí)間較短的技術(shù)為：滅活疫苗、生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、基因組測(cè)序關(guān)鍵技術(shù)、高通量篩選技術(shù)、合成生物技術(shù)、微生物組學(xué)等技術(shù)，有望在3～5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。75%的關(guān)鍵技術(shù)將在6～10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化較為集中的時(shí)間。產(chǎn)業(yè)化時(shí)間較長的技術(shù)為：誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSC)、重大疾病基因治療、人類SNP研究技術(shù)、組織與器官工程技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)，可能在11～15年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

圖5 各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化時(shí)間散點(diǎn)圖

7.關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展路徑分析：生物醫(yī)藥領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)主要發(fā)展路徑包括自主研發(fā)、聯(lián)合開發(fā)、再創(chuàng)新、模仿、引進(jìn)等途徑。專家認(rèn)為生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)主要發(fā)展途徑為自主研發(fā)(43%)，其次為再創(chuàng)新的發(fā)展途徑，通過技術(shù)再創(chuàng)新進(jìn)行技術(shù)的二次升級(jí)發(fā)展(22%)，還可以通過聯(lián)合開發(fā)的方式發(fā)展技術(shù)(20%)，其他途徑如引進(jìn)和模仿占比較少。專家認(rèn)為不可采取單一的發(fā)展途徑，應(yīng)該幾種發(fā)展路徑相結(jié)合(圖6)。

圖6 生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展路徑

8.制約因素分析：生物醫(yī)藥領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)主要制約因素主要分為技術(shù)可能性、商業(yè)可行性、法規(guī)、政策和標(biāo)準(zhǔn)、人力資源、研究開發(fā)投入、基礎(chǔ)設(shè)施、社會(huì)倫理等方面。目前，生物醫(yī)藥技術(shù)發(fā)展主要制約因素為技術(shù)可能性，即技術(shù)本身的可行性(28%)，其次為研究發(fā)展投入不足(25%)，另外，相關(guān)法規(guī)、政策和標(biāo)準(zhǔn)、商業(yè)可行性也是制約其發(fā)展的重要因素，而基礎(chǔ)設(shè)施、人力資源和社會(huì)倫理影響較小(圖7)。

圖7 生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展制約因素

四、生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)戰(zhàn)略選擇建議

通過因子分析說明評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的關(guān)系，在平面直角坐標(biāo)系中對(duì)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行聚類?；谝蜃臃治鲋芯C合提取的兩個(gè)公因子，對(duì)生物醫(yī)藥各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行可實(shí)現(xiàn)度和優(yōu)先度分析，計(jì)算各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的因子得分，進(jìn)行綜合技術(shù)預(yù)見。第1個(gè)因子主要與我國研發(fā)基礎(chǔ)、我國當(dāng)前研究發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)化成本、預(yù)期實(shí)現(xiàn)時(shí)間有關(guān)，故將其命名為可實(shí)現(xiàn)度；第2個(gè)因子主要與對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長的重要程度、對(duì)提高生活質(zhì)量的重要程度、對(duì)保障國家安全的重要程度有關(guān)，故將其命名為優(yōu)先度。以兩個(gè)公因子中的可實(shí)現(xiàn)度為橫軸，優(yōu)先度為縱軸繪圖，將所有技術(shù)進(jìn)行聚類分析(圖8)。

圖8 生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略選擇矩陣圖

為了直觀反映生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展全局，在基于對(duì)生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間、發(fā)展路徑、可實(shí)現(xiàn)度、政策措施等綜合考慮，并結(jié)合德爾菲統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)其進(jìn)行綜合分析，將不同要素之間進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，繪制生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)路線圖(圖9)。

圖9 生物醫(yī)藥關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展路線圖

1.優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域：第一象限內(nèi)的關(guān)鍵技術(shù)既有可實(shí)現(xiàn)性優(yōu)勢(shì)又具備優(yōu)先發(fā)展優(yōu)勢(shì)，即該象限內(nèi)的關(guān)鍵技術(shù)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常重要，同時(shí)也具備了良好的研發(fā)基礎(chǔ)、研究發(fā)展水平，產(chǎn)業(yè)化成本較低，預(yù)期實(shí)現(xiàn)時(shí)間也較短，建議優(yōu)先發(fā)展這些技術(shù)，加大政府扶持和資金投入，使技術(shù)盡快成熟實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。這些技術(shù)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(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、H2生物計(jì)算技術(shù)、H3合成生物技術(shù)、H5基因編輯技術(shù)、H7系統(tǒng)組學(xué)關(guān)鍵技術(shù)、H10基因組測(cè)序關(guān)鍵技術(shù)、H12高通量篩選技術(shù)等。

2.支持發(fā)展領(lǐng)域：第二象限內(nèi)的關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)先度較高，但是技術(shù)可實(shí)現(xiàn)性較低。即這些技術(shù)對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長、提高生活質(zhì)量和保障國家安全都非常重要，但是研發(fā)基礎(chǔ)、發(fā)展水平稍差，建議作為重點(diǎn)支持發(fā)展領(lǐng)域。建議加大政府政策扶持和資金投入，引進(jìn)專業(yè)人才進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，在技術(shù)上取得重大突破。這些技術(shù)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(zhì)藥物修飾技術(shù)、B4蛋白質(zhì)藥物遞送技術(shù)、C2單克隆抗體藥物、H6人工智能技術(shù)等。

3.關(guān)注發(fā)展領(lǐng)域：第三象限關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)先度和可實(shí)現(xiàn)度都較低，即這些技術(shù)重要性不是很高，研發(fā)基礎(chǔ)較為薄弱，建議作為重點(diǎn)關(guān)注發(fā)展領(lǐng)域。這些技術(shù)有些不太明確未來發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用，在近期可以作為一般領(lǐng)域，重點(diǎn)支持其基礎(chǔ)研究，政府可以給予適當(dāng)關(guān)注，在技術(shù)基礎(chǔ)和發(fā)展水平到一定程度時(shí)給予重點(diǎn)推進(jìn)，及時(shí)列入鼓勵(lì)發(fā)展技術(shù)行列。這些技術(shù)主要包括C5多靶點(diǎn)抗體藥物和多功能抗體研發(fā)技術(shù)、D1重大疾病的成體干細(xì)胞治療、D2誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSC)、D3免疫細(xì)胞治療、D4工程化干細(xì)胞技術(shù)、E1重大疾病基因治療等。

4.鼓勵(lì)發(fā)展領(lǐng)域：第四象限關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)先度較低，但是技術(shù)可實(shí)現(xiàn)度較高，即這些技術(shù)有較好的研發(fā)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)化成本較低，如果給予適當(dāng)支持發(fā)展，能夠盡快產(chǎn)業(yè)化。建議鼓勵(lì)其發(fā)展，重點(diǎn)在政策上給予支持，積極尋找合適的企業(yè)，促進(jìn)技術(shù)成熟和應(yīng)用。這些技術(shù)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(diǎn)檢測(cè)試劑、F5遺傳疾病檢測(cè)試劑、F6高性能現(xiàn)場快速檢測(cè)技術(shù)、H4納米生物技術(shù)、H8微生物組學(xué)技術(shù)、H9代謝組學(xué)技術(shù)等。