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43个医疗国家重点实验室:聚焦蓝海医疗领域,京沪占“半壁江山”

   2022-09-05 872
核心提示:  在我国科技创新体系中,国家重点实验室是重要的组成部分。这些依托高校和科研院所建立的科研实体围绕国家发展战略,通过具有
   在我国科技创新体系中,国家重点实验室是重要的组成部分。这些依托高校和科研院所建立的科研实体围绕国家发展战略,通过具有国际影响力的系统性原创成果,为相关领域科学研究提供重要支撑,也为国家宏观决策提供科学依据。

国家重点实验室聚集了该领域的优秀学术带头人、高素质研究骨干,以及高水平的技术人员和管理人员。某种程度上来说,这些实验室代表了我国该领域的最高研究水平。

我国自1984年开始了国家重点实验室的建设计划,如今已经形成完善的体系和管理机制。到2020年,我国国家重点实验室数量保持在700个左右。学科领域覆盖数学、物理、化学、地学、生物、医学等相关领域,在干细胞、合成生物学、园艺生物学、脑科学与类脑等前沿方向。

我们从700多个实验室中筛选出了43个(含省部共建)与医疗创新领域存在高度关联的国家重点实验室,希望通过对这些实验室研究领域和研究特色的分析,为产业创新提供方向和资源挖掘的线索。

 

生物医药相关研究最受关注

 

为了方便统计,我们粗略的将这些实验室的主要研究方向综合归类为生物医药(包含天然药物、生物药、化药研发及生产,生物治疗解决方案,合成生物学等生物技术为主导的技术领域)、医疗器械(包含体外诊断、医疗影像、生化检测等相关的医疗器械技术、产品及元器件研究)、临床医疗(临床医学研究)、脑科学、医用材料5个方向。从这些实验室的研究热力分布来看,生物医药相关的研究热度最高。

医疗相关国家重点实验室热点分布图

 

研究资源高度聚集

 

从区域分布来看,很明显国家重点实验室的分布与教育和研究资源的分布情况趋同。绝大多数国家重点实验室分布在北京和上海两地,分别有11家和13家。排在第三位的是江苏省,共有4家国家重点实验室。尽管江苏省的医疗创新产业在全国名列前茅,但其研究资源的分布仍然与北京、上海存在断崖式差距。

医疗相关国家重点实验室分布情况

北京研究方向分布均衡,上海重仓生物医药,江苏、四川医用材料研究具备优势

结合实验室的分布情况和研究领域,我们认为各地区国家重点实验室的研究方向与当地的研究资源分布存在密切关联。临床医疗方向研究的实验室大多分布在北京和上海地区,而这两地的医疗资源、临床研究资源最为密集。

而在医疗器械和脑科学研究领域,北京与上海两座城市也旗鼓相当。但在生物医药领域,上海的优势和研究资源富集就非常明显,10家实验室中有10家都有从事生物医药相关的研究。

尽管在前面几个方向的研究资源上都不占优势,江苏和四川两地却在上海相对薄弱的创新方向形成了独特优势。两地各有3家从事医用材料相关研究的重点实验室,其中位于成都的高分子材料工程国家重点实验室是我国高分子材料研究的学术高地。

地域-研究领域分布图

国家重点实验室的研究特色

有基础,也有应用

国家重点实验室的职责之一就是推动本领域基础研究的源头创新。但基础研究总是与应用研究相辅相成,这个过程中,PI们的大量应用研究成果带动了行业的整体创新水平。

以天然药物及仿生药物国家重点实验室为例。该实验室筹建与1985年,是我国高校最早建立的药物研究国家重点实验室。

依托北京大学在多学科和自由探索的研究优势和研究氛围,该实验室在天然产物复杂成分成药性的基础科学问题研究上取得了多项系统性、原创性的研究成果,并基于基础研究进行了包括核酸化学及抗肿瘤抗病毒药物研究、新型抗病毒小分子、蛋白质生物大分子药物、药物递送等生物医药相关的多项备受行业关注的应用研究。

同样依托于北京大学的蛋白质工程和植物基因工程国家重点实验室则以基因与蛋白质结构功能研究为出发点,开展大分子结构与功能关系、植物发育与功能基因、植物与微生物相互作用以及生物信息与基因演化的基础理论研究和应用基础研究。

该实验室在蛋白诊断、蛋白质及小分子药物设计、遗传疾病治疗方面也做出了诸多成果和转化。魏文胜教授、屠鹏飞教授等PI的应用研究转化项目也在业内备受关注。

研究方向:聚焦国际也结合国情

我们常常将国内的产业与国际水平相比,但其实学术界也有学术界的国际竞争。这些实验室几乎所有的PI都有相应的海外研究或交流学习北京,与产业内的创业者和投资人紧盯全球动向一样,国内的科研工作者们同样也紧盯国际研究的动态。

以脑科学为例。自George Church教授提出“脑科学计划”倡议以来,关于脑科学的研究就备受全球关注,美国在2013年正式启动了“通过推动创新型神经技术开展大脑研究”计划。其实在此之前,国内的脑科学研究变开始布局。

2005年,科技部在北京师范大学成立了认知神经科学与学习国家重点实验室。该实验室聚焦人脑发育规律和认知发展与学习机理,重点开展脑发育规律及其与个体综合智力、各种学习能力以及心理行为发展关系的基础理论研究。

而偏向神经类疾病和运动损伤研究的医学神经生物学国家重点实验室则更早在1992年便批准筹建,在Nature、Cell, New England Journal of Medicine, Nature Genetics、Nature Neuroscience、PNAS、Brain、Journal of Neuroscience等高影响力的SCI杂志上发表了一批高质量的研究论文。

如果说国际前沿的研究体现的是国家重点实验室“global”,那么另一部分结合国情的特色研究则体现了高水平研究的本土化。

众所周知,中国是一个肝病大国,肝病发病率约10%,肝癌的患者总量约占全球的45%。在这样的背景下,肝病、肝癌的防治,也成为我国疾病诊疗研究的特色。

遗传工程国家重点实验室、华南肿瘤学国家重点实验室、病毒学国家重点实验室、分子肿瘤学国家重点实验室等多个致力于生物技术和临床医学的重点实验室都将肝病、肝癌的诊断和治疗定位为重点研究领域之一。

其中遗传工程国家重点实验室专门成立了肝癌分子遗传学研究组,由樊嘉院士领衔开展了大量肝移植和损伤修复、肝癌发生的遗传学机制,以及肝癌治疗药物和个性化治疗方案的研究和临床医学研究。

应用研究与产业创新方向趋同

应用研究领域词云图

为了更准确的反应学术研究和产业创新的关注方向,我们统计了这些实验室的主要应用研究反向,并通过词云图进行了直观呈现。

可以看出,药物研发和体外诊断是实验室PI们应用研究的中心。围绕这两个中心,基因治疗、脑科学、再生医学、药物递送、合成生物学和医用材料等细分方向的研究热度最高。

巧合的是,这些细分领域也是近年来备受资本关注,在产业内迅速崛起的几个细分赛道,且这些赛道相比化药、生物药等领域与国际差距较小。不仅如此,由于技术创新度和行业门槛相对较高,这几个细分赛道也是科学家创业者出没最多的赛道。

在以往的认知中,我们也常常以为学术的研究与产业存在严重的脱节,或者可实现程度不高。

但从这些研究的分布与方向来看,其实也不难看出学术研究与产业研究在大方向上高度契合。甚至在我们此前的一些访谈中,一些科研人员在实验室就已经将产品推动到了小试、甚至中试阶段。

我们大胆推测,在应用研究领域,或许学术研究和产业创新的距离并没有想象的那么远。

研究特色:高于产业

不过,尽管在大体方向上趋同,但学术研究与工业研究仍然存在较大区别。

具体而言,工业界的研究更偏“development”,目的是完成“从1到N”的工作,即形成什么产品,解决什么问题。而学术研究则更偏“Research”,强调基础到应用的层层递进,即“从0到1”的创新。

不仅如此,学术界的应用研究通常是放射状的,基于某些基础研究看到了应用研究的可能,而基于应用研究往往又可以得到多个产品形态。相比之下,工业研究则是在应用研究的某个放射点上进行三维塑造。

同样,学术研究往往要比工业界的研究更加丰满。这样的现象与两者的职能、定位、经费来源密切相关。企业的研发经费通常需要自筹,因此他们在研发投入之前就必须考虑产出和受益。处于研发与受益平衡的考虑,企业通常会选择薄弱的角度切入。再加上我国产业创新起步稍晚,使得我国在多个市场的上游环节存在空缺。

而科研院所的研究则可通过教育部、科技部、企业等多方面获得经费支持,其研究往往由底层延伸至表面。在学术研究与产业创新方向趋同的背景下,学术研究的成果有望逐步填补产业空白。

带动当地产业发展

对于地方而言,国家实验室是他们重要的、也是核心的研发资源,对当地的产业发展有着深远影响。

如湖南长沙,聚集了圣湘生物、迪赛生物、菲科生物、三诺生物等多家大型IVD企业,涉及化学发光、血糖检测、分子诊断等领域的上、中、下游环节。

而位于这里的化学生物传感与计量学国家重点实验室,其主要研究方向就是分子识别、生化分析,以及化学计量。高分子材料工程国家重点实验室位于成都,依托华西医院的优势,在口腔、骨科等医用高分子材料领域成为产业高地。

上海更不必多说,这里多家国家重点实验室与生物医药产业密切相关,与张江高科形成了产业与科研的呼应与闭环。

转化创新或成趋势

学术研究要对产业形成助力,转化是必不可少的工作。在转化创新浪潮下,国家重点实验室的成果转化也似乎在形成自然的流程。

成果的转化方式包括授权、转让和自行转化三种方式。国家重点实验室在人、财、物上都与依靠单位独立,因此都设有独立的成果转化部门来,其中生物治疗国家重点实验室还成立了专门的成果转化平台来推动转化工作。

大部分的成果转化仍然是通过横向课题、专利转让的方式实现的。如2016年,贵州百灵企业就以5000万价格收购了魏于全院士基因疗法抗肿瘤项目。此外,魏院士还向产业输送了10余款单抗候选药物。

由于应用研究到产品研究还需要较长的研发过程,大部分企业仍然会与科学家形成一个长久的联系和合作,从专利转让到合作孵化的合作案例也屡不见鲜。

如冠昊生物依托北京大学邓宏魁教授的CiPS技术及EPS技术成立的全资子公司北昊研究院,持续开展生物型人工肝细胞治疗技术研究。双方还共同成立了再生医学公司宏冠再生医学。

相比前两种,科研人员自行转化的成果占比相对较少,但这一部分成果却仍然令人瞩目。这些具备高创新度的公司在业内频频获得融资。

如顾忠泽教授参与孵化的类器官研发公司艾玮得生物科技已完成近亿元Pre-A轮融资;赵国屏院士和岳建民院士双院士共建的合成生物学公司生合万物在2021年底获得千万级人民币天使轮融资;北京大学魏文胜教授参与创立的两家生物技术公司均已完成数亿元人民币融资,成立较早的基因治疗公司博雅辑因已融资超过10亿元人民币;魏于全院士与生物治疗国家重点实验室的10余位科学家共同创立的疫苗研发公司威斯克生物医药在2021年融资3亿元人民币,估值近70亿元人民币......

此外,几乎每个国家重点实验室都开设了成果展示和专利展示通道,在络绎不绝的产业合作需求和产业创新浪潮中,科研人员们已经不再保守的将成果作为“Paper”存档,而是以一种开放的态度去接纳、甚至寻找可靠的、值得信赖的产业转化与合作。

也许在不久得将来,这些国家重点实验室将不仅仅是科研攻关的重要主题,还讲成为产业创新的重要支撑。
附相关实验室名单:

 
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