基于專利地圖的人參產(chǎn)業(yè)態(tài)勢分析

房廷秀，劉柏均，劉 月，李文剛，袁紅梅

沈陽藥科大學(xué)，遼寧 沈陽 110016

人參Panax ginsengC.A.Meyer.為五加科多年生植物，已有1600余年的栽培歷史，規(guī)?；N植也有400余年，被譽(yù)為“百草之王”，是東北三寶之首。人參有大補(bǔ)元?dú)?、補(bǔ)脾益肺、生津止渴、安神增智等功效[1-2]。野生人參主產(chǎn)于遼寧、吉林、黑龍江等地，由于人參濫采濫挖，野生人參越來越少。目前，人參在我國以人工培養(yǎng)為主，東三省已大量栽培，近年來，河北、山東、山西、四川等省份也都開始栽培。隨著中醫(yī)藥現(xiàn)代化的發(fā)展，人參產(chǎn)業(yè)在國際的地位也隨之升高，對其學(xué)術(shù)研究也不斷深入，如Rajabian等[3]對人參的成分人參皂苷和吉托寧在預(yù)防和治療神經(jīng)系統(tǒng)和神經(jīng)退行性疾病中的作用進(jìn)行研究；蘇杰琳等[4]對人參皂苷CK調(diào)節(jié)低氧誘導(dǎo)因子-1α介導(dǎo)的糖酵解抑制人肝癌細(xì)胞增殖作用機(jī)制進(jìn)行研究；梁慧慧等[5]基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)探究人參-三七藥對改善無癥狀性心肌缺血作用機(jī)制。這些研究極大地推進(jìn)了對人參的開發(fā)利用，但現(xiàn)有研究大多聚焦于對人參某一方面的深度探究，對人參產(chǎn)業(yè)整體態(tài)勢的研究較為缺失，這不利于該領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。專利地圖作為一種最常用的可視化分析方法，一方面對于特定領(lǐng)域全部專利文獻(xiàn)進(jìn)行深度挖掘，高效收集并處理專利信息，使信息更加直觀化、全面化；另一方面通過技術(shù)功效矩陣分析技術(shù)熱點(diǎn)，從宏觀視角為發(fā)展?jié)撛诘募夹g(shù)機(jī)會指明方向。目前專利地圖應(yīng)用在很多領(lǐng)域，如信息技術(shù)[6]、智能技術(shù)[7-8]和3D打印技術(shù)[9]等領(lǐng)域，但對于人參領(lǐng)域?qū)＠貓D研究很少。因此，本文旨在繪制人參產(chǎn)業(yè)的專利地圖，探索人參技術(shù)熱點(diǎn)，分析人參產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢。

1 數(shù)據(jù)收集與分析方法

本文以Incopat數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)來源，數(shù)據(jù)檢索時間截至2021年12月31日，輸入檢索式：TIAB=（人參）AND IPC＝（A61K OR A61P），選擇中國申請和授權(quán)的專利，經(jīng)過簡單同族合并，數(shù)據(jù)清洗，共計專利14 154件。由于專利申請公布周期為18個月[10]，Incopat專利數(shù)據(jù)庫收錄有等待期，所以2019年以后的專利分析僅作為參考。

研究采用了專利地圖分析方法，專利能體現(xiàn)出某領(lǐng)域研發(fā)進(jìn)度，是一種重要的情報資源，能夠幫助企業(yè)規(guī)劃未來研發(fā)方向。專利地圖則是根據(jù)專利相關(guān)信息進(jìn)行統(tǒng)計分析，形成各種圖表，直觀的表現(xiàn)出變化趨勢，使用的功能特點(diǎn)類似于地圖。專利地圖可分為專利管理地圖、專利技術(shù)地圖[11]，不同的專利地圖類型分析的重點(diǎn)也各不相同。本文主要對中國人參技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行研究，利用專利管理地圖和專利技術(shù)地圖進(jìn)行分析，應(yīng)用了Origin 2021、IBM SPSS Statistics 26、Microsoft Excel等相關(guān)軟件，通過分析專利申請量、專利權(quán)人、專利地區(qū)劃分、國際專利分類（International Patent Classification，IPC），分析中國人參專利的發(fā)展現(xiàn)狀，為中藥行業(yè)發(fā)展提供可靠的信息情報。

2 專利管理地圖

專利管理地圖主要應(yīng)用于企業(yè)的經(jīng)營管理領(lǐng)域。通過對發(fā)明人、專利數(shù)量、專利權(quán)人、地區(qū)分布等專利文獻(xiàn)內(nèi)容的分析總結(jié)，反映某一領(lǐng)域的整體經(jīng)營分部情況、研發(fā)實(shí)力和研究重點(diǎn)等信息。

2.1 專利申請量趨勢分析

對申請趨勢圖分析能夠了解該技術(shù)領(lǐng)域歷年專利申請、產(chǎn)出及發(fā)展?fàn)顩r，從而預(yù)測投入者研發(fā)投入的趨勢。專利申請量趨勢圖用折線圖1表示，縱坐標(biāo)表示人參專利申請量，橫坐標(biāo)表示申請者授權(quán)年份，從圖1可知，中國第1項人參專利申請于1985年，該專利為CN85105783A，復(fù)方氙水的一種抗癌制造方法。1985—1992年，人參專利申請量最高為18件，此期間處于萌芽階段；1993—2010年，人參專利申請量開始緩慢增長，但是增長幅度不高，此期間處于發(fā)展階段；2010—2015年，人參專利申請量處于高峰，2015年到達(dá)峰值，之后，申請量開始出現(xiàn)下滑，此時人參專利達(dá)到一個成熟時期，需要研究人員繼續(xù)突破，探索人參的更多價值[12]。

圖1 人參專利申請趨勢Fig.1 Trend of P.ginseng patent applications

2.2 專利權(quán)人分析

專利權(quán)人中申請人類型主要有大專院校、企業(yè)、個人、機(jī)關(guān)團(tuán)體、科研單位及其他。通過數(shù)據(jù)篩選出大專院校申請835件、企業(yè)申請4555件、個人申請7857件、機(jī)關(guān)團(tuán)體申請440件、科研單位申請374件、其他申請93件，如圖2所示，其中個人申請量最高，占總量的55.50%，其次是企業(yè)，占比32.20%，申請人排前5名分別是吉林大學(xué)、長春中醫(yī)藥大學(xué)、吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)、成都中醫(yī)藥大學(xué)、河南中醫(yī)藥大學(xué)，雖然申請類型中個人占比最高，但申請量前5名的全是大專院校，說明院校比較注重投入研究。

圖2 人參專利地區(qū)分布Fig.2 Regional distribution of P.ginseng patents

2.3 專利地區(qū)分布分析

根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，專利申請中前10名分別是廣西、遼寧、四川、吉林、安徽、北京、河南、廣東、江蘇和山東，通過各地區(qū)申請量做出柱狀圖，如圖3所示，在圖中可以明顯發(fā)現(xiàn)，山東地區(qū)申請量最多，達(dá)到了3501件，占全國專利數(shù)的24.7%，其次為江蘇，但兩者相差1694件，而吉林卻占全國申請專利數(shù)的7.7%，據(jù)不完全統(tǒng)計，在2018年吉林人參產(chǎn)量達(dá)到約3.6萬t，在中國人參產(chǎn)量居于首位，與此相比，其技術(shù)創(chuàng)新顯得不足。

圖3 人參專利申請量省份排名Fig.3 Province ranking of P.ginseng patent applications

2.4 專利生命周期預(yù)測

根據(jù)人參專利申請量年份分布進(jìn)行回歸分析，得出Logistic模型曲線，即生命周期預(yù)測趨勢圖，如圖4所示，直線表示專利一直處于累計增長階段，Logistic曲線是一條急速上升的曲線，說明在持續(xù)增長，后來開始緩慢下降，但并不說明中國人參技術(shù)落后，而恰恰說明專利空白領(lǐng)域急劇縮減，達(dá)到飽和狀態(tài)，人參技術(shù)走向成熟時期。

圖4 人參專利技術(shù)生命周期Fig.4 Life cycle of P.ginseng patented technology

3 專利技術(shù)地圖

專利技術(shù)地圖主要用于技術(shù)領(lǐng)域研發(fā)，通過對IPC等技術(shù)歸納研究，對現(xiàn)有技術(shù)總結(jié)，對未來技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行評估，找出技術(shù)熱點(diǎn)和潛在的熱點(diǎn)，為技術(shù)創(chuàng)新提供進(jìn)一步的研發(fā)思路。

本研究采用了時間、功效、技術(shù)3個特征維度，構(gòu)建三維技術(shù)功效矩陣進(jìn)行可視化分析[13]，其目的是找出人參的技術(shù)熱點(diǎn)、潛在研發(fā)機(jī)會和技術(shù)空白。能將時間、技術(shù)、功效結(jié)合在一起，相比于二維的技術(shù)功效矩陣更能清晰的反映出技術(shù)發(fā)展的動態(tài)變化，還能直觀地從多維度展現(xiàn)技術(shù)發(fā)展趨勢及變化形態(tài)。

利用Origin軟件構(gòu)建功效技術(shù)矩陣，如圖5所示，在本模型中，依然利用功效矩陣表達(dá)方式，以專利數(shù)量為對象，再根據(jù)專利分布得出33個時間節(jié)點(diǎn)，根據(jù)專利說明書總結(jié)出19類重要的治療領(lǐng)域的特征，在專利技術(shù)分類中，IPC是文獻(xiàn)中最常使用的分類標(biāo)準(zhǔn)，國際專利分類系統(tǒng)按照技術(shù)主題設(shè)立類目[14]，所以把IPC作為技術(shù)特征，根據(jù)專利數(shù)據(jù)著錄項IPC查找出21個主要技術(shù)特征。圖中治療領(lǐng)域作為功效特征，球的大小表征專利數(shù)量，球體越大，表明在某個時間段的某類功效的申請專利數(shù)量越多，說明技術(shù)越熱門。該圖的球體主要集中在A61K36（含有來自藻類、苔蘚、真菌或植物或其派生物，如傳統(tǒng)草藥的未確定結(jié)構(gòu)的藥物制劑）上，這說明在近年來各個功效領(lǐng)域上重要的研究熱點(diǎn)都在A61K36上，A61K36的技術(shù)成熟度相當(dāng)高。為了能更清晰的研究人參在治療功效領(lǐng)域與技術(shù)上的發(fā)展，一方面對A61K36進(jìn)行技術(shù)上的分解，對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，在專利著錄項中的IPC主分類里，篩選專利數(shù)量排前25的IPC進(jìn)行分析，治療領(lǐng)域的功效特征不變情況下，對A61K36進(jìn)行三維技術(shù)功效矩陣和平面圖分析；另一方面也對除A61K36以外的其余技術(shù)進(jìn)行分析，達(dá)到對人參醫(yī)藥領(lǐng)域準(zhǔn)確預(yù)測未來機(jī)會的目的。

圖5 人參整體三維技術(shù)功效分析Fig.5 Analysis of overall 3D technical efficacy of P.ginseng

3.1 A61K36技術(shù)分解分析

將A61K36大組分解成小組，小組技術(shù)是根據(jù)前25位IPC數(shù)量選取，構(gòu)建三維矩陣圖，時間軸設(shè)計為16個時間節(jié)點(diǎn)，圖6體現(xiàn)時間、功效領(lǐng)域、技術(shù)IPC 3個維度，同樣，以球體大小代表技術(shù)、功效的專利數(shù)量，利用數(shù)據(jù)分析配合軟件繪制三維矩陣功效圖。

圖6 A61K36三維技術(shù)功效分析Fig.6 A61K36 3D technology efficacy analysis

首先，在三維空間進(jìn)行分析，從圖6可以看出，消化、呼吸、循環(huán)、神經(jīng)系統(tǒng)疾病所占的專利份額要遠(yuǎn)大于其他疾病領(lǐng)域，研究方向占有絕對的優(yōu)勢，用黃線圈出來的球體，A61K36/8968（沿階草屬）在2010年左右的消化系統(tǒng)疾病方面，申請的專利最多，此后，專利數(shù)量明顯下降，說明可能有其他草本植物代替了它的治療地位。圖中2個標(biāo)記黑色圈出來的，球體密集而且很大，說明A61K36/9068（姜屬，如花姜）在治療消化疾病和神經(jīng)疾病方面表現(xiàn)明顯，能夠達(dá)到很好的療效。近年來對A61K36/9068研究熱度未減（在2020—2021年數(shù)量少的原因是專利存在18個月的滯后期）。圖6中標(biāo)記的黃色箭頭［A61K36/8988（天麻屬）-神經(jīng)精神疾病、A61K36/9068-皮膚病］能夠發(fā)現(xiàn)，專利數(shù)量逐漸上升，雖不是很突出，但可以作為潛在技術(shù)研發(fā)機(jī)會，可適當(dāng)進(jìn)行投資及研發(fā)。黑色線段［A61K36/888（天南星科，如貝母、馬蹄蓮或臭菘）-神經(jīng)精神疾?。萏幱诜€(wěn)定平穩(wěn)研發(fā)階段，沒有突出，但有基礎(chǔ)技術(shù)，未來可能會成為熱點(diǎn)。除此之外的就是技術(shù)的空白點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)室可以進(jìn)行深度挖掘，或許能夠開辟新的用途。

然后，構(gòu)建二維平面圖，將分析維度相互結(jié)合，其中包括時間-領(lǐng)域、時間-IPC、領(lǐng)域-IPC二維平面圖。而領(lǐng)域-IPC二維平面圖相當(dāng)于技術(shù)功效矩陣，可以當(dāng)作技術(shù)功效矩陣分析；時間和領(lǐng)域構(gòu)成的時間-領(lǐng)域二維平面圖，則可以進(jìn)行治療領(lǐng)域技術(shù)需求的變化趨勢分析，進(jìn)而能推測出未來的技術(shù)功效方向；時間和IPC構(gòu)成了時間-IPC二維平面圖，能夠預(yù)測未來技術(shù)發(fā)展方向。根據(jù)上述繪制平面圖，結(jié)果見圖7。

從圖7領(lǐng)域-IPC平面圖分析可知，A61K36/9068、A61K36/9066（姜黃屬，如姜黃、東印度竹芋或芒果姜）、A61K36/8968這3類IPC是治療領(lǐng)域的主要技術(shù)發(fā)展方向，這3類專利數(shù)量遠(yuǎn)超于其他研究方向，因此，如何將A61K36/9068與人參相配伍是治療領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展熱點(diǎn)。此外，A61K36/815（枸杞屬）來治療皮膚病也是本領(lǐng)域的熱點(diǎn)。如何利用A61K36/9068和A61K36/9066來分別治療皮膚病、腫瘤病可能是潛在的技術(shù)熱點(diǎn)，值得深度研究。

圖7 領(lǐng)域-技術(shù) (A)、時間-技術(shù) (B)、時間-領(lǐng)域 (C) 二維平面圖Fig.7 Domain-technology (A), time-technology (B), time-domain (C) 2D plan

在時間-IPC二維平面圖，能夠清晰觀察出專利IPC專利路線分布，A61K36/9068研發(fā)方向始終是本領(lǐng)域的研發(fā)重點(diǎn)、熱點(diǎn)。A61K36/9064（豆蔻屬，如小豆蔻）和A61K36/8988在近幾年存在緩慢增長趨勢，被認(rèn)為是潛在技術(shù)機(jī)會，這能夠幫助研發(fā)人員更科學(xué)的制定研究發(fā)展方向。

從時間-領(lǐng)域二維平面圖，可見目前社會對于消化疾病治療需求很大，該需求在很長一段時間都是社會對于技術(shù)的首要需求。對于神經(jīng)精神疾病和皮膚病來說，逐年持緩慢增長，社會對該疾病需求開始變強(qiáng)，針對該疾病治療技術(shù)應(yīng)該加以重視，未來可能是技術(shù)研發(fā)熱點(diǎn)。

3.2 除A61K36以外技術(shù)分析

將除了A61K36以外的IPC大組技術(shù)數(shù)據(jù)構(gòu)建三維矩陣圖，和上述A61K36相同，把時間、領(lǐng)域、IPC作為3個維度，其節(jié)點(diǎn)分別為33、19、20，見圖8。

從圖8可知，技術(shù)主要定位在A61K35（含有其有不明結(jié)構(gòu)的原材料或其反應(yīng)產(chǎn)物的醫(yī)用配制品），該圖有個很明顯特點(diǎn)，在A61K35技術(shù)研發(fā)中，幾乎都是截至在2005年，然而在圖6中，A61K36在2006年開始進(jìn)行研究，這說明2005—2006年間發(fā)生了大變革，在大部分領(lǐng)域中，國際專利分類體系將A61K35轉(zhuǎn)入A61K36[15]。A62K8（化妝品或類似的梳妝用配制品）在2016—2017年專利數(shù)量大幅度增長，然后連續(xù)幾年下降，但也說明該技術(shù)對于治療皮膚病也有所研究。在兒科、眼科、耳鼻喉科、結(jié)締組織疾病中，專利數(shù)量很少，說明研究人員投入很少，可以作為空白點(diǎn)，目前不建議大量投入研發(fā)，可以在基礎(chǔ)技術(shù)有所突破的情況下，去投入研發(fā)。根據(jù)圖8研究，對其進(jìn)行構(gòu)建二維分析平面圖，見圖9。

圖8 除A61K36外的三維技術(shù)功效分析Fig.8 Efficacy analysis of 3D technology except A61K36

圖9 除A61K36外領(lǐng)域-技術(shù) (A)、時間-領(lǐng)域 (B)、時間-技術(shù) (C) 二維平面圖Fig.9 Domain-technology (A), time-domain (B), time-technology (C) 2D plan except A61K36

在圖9領(lǐng)域-IPC二維平面圖中分析，A61K35技術(shù)在治療領(lǐng)域中備受關(guān)注，屬于技術(shù)熱點(diǎn)，A61K31（含有機(jī)有效成分的醫(yī)藥配制品）在循環(huán)、淋巴、腫瘤等疾病有些研究；技術(shù)A61K8則在治療神經(jīng)、皮膚病上有潛在技術(shù)機(jī)會。

時間-領(lǐng)域二維平面圖顯示，2005年之前，除了口腔、眼、耳鼻喉、兒科、淋巴沒有技術(shù)突破的需求之外，社會對于循環(huán)、神經(jīng)疾病的需求量快速增長，而對腫瘤、泌尿疾病需求處于緩慢增長。

時間-IPC二維平面圖說明，在A61K31（含有機(jī)有效成分的醫(yī)藥配制品）和A61K8近年來有一個較穩(wěn)定的專利數(shù)目，可視作技術(shù)空白點(diǎn)，有可能會在這方面得到突破，研發(fā)者可以加以關(guān)注。

綜上所述，A61K36/9068和A61K35技術(shù)是治療領(lǐng)域中主要的熱點(diǎn)、重點(diǎn)；A61K36/8988和A61K8在治療神經(jīng)精神疾病、A61K36/9066和A61K8在治療皮膚病都具有潛在技術(shù)機(jī)會；A61K31在循環(huán)系統(tǒng)疾病、淋巴系統(tǒng)疾病上有基礎(chǔ)技術(shù)，屬于技術(shù)空白點(diǎn)，有待于開發(fā)研究。

4 結(jié)語與啟示

本文在Incopat數(shù)據(jù)庫檢索人參領(lǐng)域中國發(fā)明授權(quán)專利為數(shù)據(jù)源，分析人參產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢?；趯＠貓D分析專利數(shù)據(jù)相關(guān)信息，目前，專利地圖分析法被科研人員使用，本方法幫助研究者探究國內(nèi)外研究和發(fā)展趨勢，使復(fù)雜信息更易理解。通過分析得出如下結(jié)論：（1）通過對人參專利申請趨勢、專利權(quán)人分析、地域分析及生命周期分析，揭示人參在中國發(fā)展態(tài)勢，整體看來，中國人參申請量在世界上沒有被超越，但最近2年出現(xiàn)明顯下滑，能夠說明人參申請專利技術(shù)領(lǐng)域存在的空白領(lǐng)域縮減；通過尋找出研發(fā)突破點(diǎn)，讓人參在國內(nèi)外醫(yī)療方面具有更好的治療效果和更高的影響力；從地域上看，人參產(chǎn)區(qū)主要集中在東北三省，以吉林省為主，產(chǎn)量約占全國的85%，是全國人參產(chǎn)量最多的地區(qū)。

（2）人參專利主要集中在A61K36和A61K35 2大組類，即主要在相關(guān)傳統(tǒng)草藥的藥物制劑，主要用在醫(yī)療方面。近年來，人參與A61K36/9068進(jìn)行配伍，在治療消化疾病上表現(xiàn)突出，屬于技術(shù)熱點(diǎn)，申請趨勢分析表明，近年來用于治療消化疾病的藥物處于穩(wěn)定時期，同時社會人群消化病癥的增多也證明該點(diǎn)。上述研究表明在人參與A61K36/8988組成的藥物在治療神經(jīng)精神疾病方面具有潛在技術(shù)熱點(diǎn)，如抑郁癥，所以研究中藥人員可以適當(dāng)對此進(jìn)行深入研究，為我國中藥行業(yè)做出貢獻(xiàn)。

（3）通過對人參產(chǎn)業(yè)研發(fā)態(tài)勢分析，結(jié)合分析人參研究的歷程和取得的成就發(fā)現(xiàn)，在對人參治療疾病發(fā)揮的效果的作用機(jī)制，還沒有完全的認(rèn)識和了解。隨著科學(xué)的加速進(jìn)步和社會不斷發(fā)展，對人參要求同樣提高很多。在人參基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究上，應(yīng)該合理的結(jié)合，在科學(xué)基礎(chǔ)上，最大的發(fā)揮人參在治療疾病方面的作用。同樣，人參不但要在治療疾病方面有所突破，也要在保健品行業(yè)上加大研發(fā)力度，最大的目的就是為了更好的治療疾病和調(diào)理身體。我國人參產(chǎn)業(yè)發(fā)展，要將繼承與創(chuàng)新并重，要把人參與其他進(jìn)行配伍，體現(xiàn)出人參獨(dú)有的方式，需要科學(xué)探究，人參研究任重而道遠(yuǎn)，期待科學(xué)研究的不斷進(jìn)步，使得人參作用更加廣泛，保護(hù)人類健康發(fā)揮更大作用。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突