干细胞技术创新能力及其影响因素分析

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:本文总结了中国科学院广州生物医药与健康研究院(下文简称“广州健康院”)干细胞技术创新发展的主要特征,进而从政策支持和市场需求两个方面分析了影响广州健康院干细胞技术创新发展的外部因素,从创新文化、人才队伍建设与激励、成果转化、协同创新等方面分析了影响广州健康院干细胞技术创新发展的内部因素,并提出了促进广州健康院干细胞技术创新发展的对策建议。

  关键词:广州健康院;创新能力;干细胞;

  中国科学院广州生物医药与健康研究院(下文简称“广州健康院”)是由中国科学院、广东省人民政府和广州市人民政府三方共建,从事干细胞与再生医学、化学生物学、感染与免疫、公共健康、科研装备研制等研发的科研机构,于2006年3月获中央机构编制委员会批准正式成立,是中国科学院第一个与地方共建、共管、共有的新型研发机构,其在干细胞领域的研究居于全国前列。SCI论文和专利是干细胞技术的重要体现,本文使用的SCI论文发表数据来源于Science Citation Index-Expanded数据库,专利数据来源于Incopat数据库,检索时间为2020年5月。

1 广州健康院干细胞技术创新发展特征

  1.1 拥有高水平干细胞研究队伍

  广州健康院拥有一支高水平的干细胞研究队伍,拥有国家“973”项目首席科学家4人,新世纪百千万人才工程国家级人选1人,国家高端外国专家2人,广东省领军人才1人,广东省百千万工程领军人才1人,广东省特支计划中青年科技领军人才5人等[1]。干细胞多能性与体细胞重编程研究团队获国家自然科学基金创新研究群体项目资助,干细胞多能性与重编程机理研究团队获得南粤创新奖。高水平的研究队伍为广州健康院干细胞技术创新奠定了坚实的人才基础。

  1.2 拥有省级重点实验室及若干境外合作研发平台

  干细胞研发平台方面,广州健康院拥有广东省干细胞与再生医学重点实验室;拥有中国科学院广州生物医药与健康研究院—香港大学粤港干细胞及再生医学研究中心、中国科学院广州生物医药与健康研究院—香港中文大学干细胞与再生医学联合实验室两个粤港联合实验室;建有Max PlankGIBH研究中心和中国科学院广州生物医药与健康研究院香港中心;还与奥克兰大学莫里斯·威尔金斯研究中心建立中新生物医药与健康国际联合研究中心,与英国伯明翰大学共建“转化医学研究联合中心”,与英国剑桥大学共建GIBH—剑桥再生医学研究中心,与美国冷泉港实验室共建冷泉港中国研究院。总的来看,省级重点实验室、粤港联合实验室及其他境外合作研发中心为广州健康院干细胞技术研发提供了高端、开放的平台支撑。

  1.3 干细胞领域SCI论文及专利成果丰硕

  论文方面,截至2020年5月,广州健康院共发表干细胞领域SCI论文385篇。从Web of Science的分类来看,细胞生物学类153篇,占39.74%;细胞组织工程学类78篇,占20.26%;生物化学分子生物学类71篇,占18.44%;此外,多学科科学、生物工程与应用微生物两个类别所占比例在10%以上。

  专利方面,截至2020年5月,广州健康院共申请干细胞领域发明专利90件。从IPC主分类号来看,C12N5(干细胞的分离、培养、制备以及关于干细胞的分化方法)类66件,占73.33%;C12N15(干细胞特定基因表达调控及与干细胞有关的基因编辑方法)类11件,占12.22%;C07K14(干细胞表面抗原的制备及应用或多肽在促进干细胞分化方面的应用)类4件,占4.44%。从各国专利分布来看,中国专利58件,占64.44%;境外专利32件,占35.56%。

  1.4 三件专利在IPC主分类中全球排名前十

  从专利被引次数来看,广州健康院干细胞领域发明专利申请平均被引2.67次。其中,“人脐带间充质干细胞培养上清活性因子及细胞裂解液的制备方法、产品与应用”(CN201510033971.0)在其IPC主分类A61K35/51(脐带、脐带血、脐带干细胞)领域中,被引次数全球排名第二;“诱导多能干细胞自动化扩增与培养系统”(CN201110032862.9)在其IPC主分类C12M3/00(干细胞培养装置)领域中,被引次数全球排名第五;“用于制备神经干细胞的培养基及其用途”(CN201210051095.0)在其IPC主分类C12N5/0797(干细胞、祖细胞)领域中,被引次数全球排名第八。总的来看,广州健康院在脐带干细胞、干细胞培养装置等领域已经涌现国际领先技术。

  1.5 诱导多能干细胞领域研究国内领先

  广州健康院在诱导多能干细胞的建立、维持和定向分化的技术和机制领域研究国内领先。广州健康院在诱导多能干细胞领域拥有发明专利申请39件,居于全国首位。其中,“诱导多能干细胞自动化扩增与培养系统”(CN201110032862.9)被引次数在全国诱导多能干细胞领域发明专利申请中排名第一,“诱导多能性干细胞快速高效产生的新型无血清培养基以及使用其的方法”(CN200910038883.4)和“Culture medium additive and uses thereof(一种培养基添加剂及其应用)”(WOCN10075551)被引次数分别位于全国诱导多能干细胞发明专利申请中的第四和第六位。此外,广州健康院在诱导多能干细胞领域发表的SCI论文《A Mesenchymal-to-Epithelial Transition Initiates and Is Required for the Nuclear Reprogramming of Mouse Fibroblasts》被引次数在全国诱导多能干细胞领域SCI论文中排名第一,《Vitamin C Enhances the Generation of Mouse and Human Induced Pluripotent Stem Cells》被引次数在全国诱导多能干细胞领域SCI论文中排名第三。

  1.6 项目研究成果突出

  广州健康院承担“全自动干细胞诱导培养设备研制”国家重大科研装备研制项目,研制出了全自动干细胞诱导培养设备。此外,还承担了“细胞器及代谢重塑在多能干细胞命运调控中的作用机制”“组蛋白及DNA修饰在细胞编程与重编程过程中的相互关联及动态调控机制研究”“人多能干细胞分化过程中谱系命运决定的调控及异质性机制研究”等国家重点研发计划“干细胞及转化研究”专项项目。优秀获奖项目方面,广州健康院开展的“EMT-MET细胞命运调控研究”获国家自然科学奖二等奖(2018);“干细胞多能性与重编程机理研究”获国家自然科学奖二等奖(2013)。在项目研究的基础上,广州生物院在干细胞生物学及细胞命运转变的调控机制方向上取得了一系列国际认可的原创性成果,如利用人尿液诱导多能干细胞获得再生牙齿,在世界上首次利用人诱导多能干细胞获得成型的再生器官;首次实现化学方法高效诱导多能干细胞;首次通过体内重编程将B细胞直接转化为有生理功能的T细胞;成功培育世界首例亨廷顿舞蹈症猪、世界首例分泌人胰岛素猪、世界首例四色荧光猪[2]。总的来看,广州健康院承担了多项国家重点研发计划,获国家自然科学奖两项,在干细胞领域取得了一系列国际认可的原创性成果,项目研究成果突出。

  1.7 与外部机构合作研究活跃

  境内合作方面,广州健康院与中国科学院大学合作SCI论文最多,数量达到71篇,占其SCI论文总量的18.44%;与广州医科大学合作SCI论文55篇,占其SCI论文总量的14.29%;与中山大学合作SCI论文50篇,占其SCI论文总量的12.99%;此外,与南方医科大学、暨南大学等高校也开展了干细胞领域SCI论文合作。

  境外合作方面,广州健康院与中国香港合作SCI论文最多,数量达到75篇,占其SCI论文总量的19.48%;与美国合作SCI论文64篇,占其SCI论文总量的16.62%;与英国合作SCI论文25篇,占其SCI论文总量的6.49%;此外,与德国、新加坡等国家及地区也开展了干细胞领域SCI论文合作。广州健康院的主要合作机构有香港大学、香港中文大学、新加坡科技研究局、马克斯·普朗克学会、威康信托桑格研究所等。从境外专利合作来看,广州健康院与维也纳农业大学有4件干细胞领域发明专利合作。

2 影响广州健康院干细胞技术创新发展的外部因素

  2.1 各级政策大力支持干细胞技术研发

  《“十三五”国家科技创新规划》提出,要重点部署包括干细胞与再生医学在内的新型生物医药技术等任务,提高生物技术原创水平。此后,《“十三五”生物科技创新专项规划》《“十三五”健康产业科技创新专项规划》等都将干细胞列为重点发展领域。从2016年开始,“干细胞及转化研究”被列为国家重点研发计划专项之一,截至2019年年底,该重点专项已连续4年获得中央财政拨款扶持,总计23.8亿元。地方层面,广州出台《广州市加快生物医药产业发展若干规定(试行)》《广州市生物医药产业创新发展行动方案(2018—2020年)》等政策,提出重点扶持干细胞与再生医学产业创新发展,推动干细胞制品标准化研究,支持研发新型治疗性干细胞技术与制品在重大难治性疾病中的应用。广州市重点领域研发计划“脑科学与类脑研究”重大科技专项中也对干细胞相关技术进行了支持。各级政策将干细胞技术纳为重点发展领域,在科技计划中支持干细胞技术研发,为干细胞技术研发提供了良好的政策环境与资金支持。

  2.2 干细胞产业规模高速增长,市场潜力大

  干细胞产业链包括上游的采集、制备、存储,中游的分化、增值、制剂开发以及下游的临床治疗和应用。当前,全球干细胞产业链上游稳步增长,下游发展迅猛,已步入临床治疗的高速发展期。中国干细胞产业起步相对较晚,但是发展较快,也已经形成完整的干细胞产业链,上游发展较为成熟,中下游研发应用企业还在加速成长。2014年,我国干细胞产业规模为150亿元,2020年的市场规模达916亿元,年复合增长率达到35.2%。预计2025年,我国干细胞行业市场规模将达到1 597亿元[3]。总的来看,全球干细胞产业规模高速增长,市场潜力大。

3 影响广州健康院干细胞技术创新发展的内部因素

  3.1 形成“自由探索+民主管理”的创新文化

  广州健康院是中国科学院首个面向地方经济社会的发展需求,在实施知识创新工程试点中与地方共建的研究所,是我国省院共建“第一所”。广州健康院自建院以来就带着创新的特质,开新、立势是其与生俱来的精神气质。在创新文化方面,广州健康院形成提倡自由探索,发挥民主管理,营造科研、支撑、管理三位一体的和谐环境和学术氛围,形成了上下一心、勇于开拓、敢于创新的创新文化。这个独特的文化氛围,凝聚了全院员工的拼搏、创新精神。

  3.2 高度重视人才队伍建设及人才激励

  广州健康院实行事业单位企业化管理,在人事管理方面实行全员聘用制,从院长、书记到研究人员、技术人员和管理人员,一律实行聘任制。此外,广州健康院制定《中国科学院广州生物医药与健康研究院2019—2023年人才队伍发展规划》,出台《高层次人才引进与管理暂行办法》,实行目标导向的全球人才招聘,建立择优聘用的内部试聘培养机制,建立市场化的内、外双向自由流动机制,建立导向性绩效考核机制。广州健康院企业化的人才管理方式及一系列的人才激励机制加强了员工的危机意识和责任意识,激发了研究人员的创造活力。

  3.3 多方式促进科技成果转化

  广州健康院是首批“广东省产学研专利育成转化中心”,选取干细胞及新型药物开发领域开展高价值专利培育与转化,并通过专利转让、知识产权参股投资等方式促进科技成果转化。具体来看,在干细胞领域,广州健康院向湖南昭泰涌仁医疗创新有限公司转让“一种扩增脐带血造血干细胞的细胞因子及其培养基”(CN201310349485.0)、“一种人体造血干细胞分化培养方法”(CN201310349474.2)和“小鼠胎肝细胞PL08及其建立方法和在脐带血造血干细胞培养与增殖中的应用”(CN201210316523.8)3件专利;通过知识产权参股投资合肥中科干细胞再生医学有限公司,并向其转让“地贫诱导多能干细胞及其制备方法和用途”(CN201210090003.X)、“Culture medium for preparing neural stem cells and use thereof(用于制备神经干细胞培养基及其用途)”(US14382188)、“Method for increasing the efficiency of inducting pluripotent stem cells(一种提高多能干细胞诱导效率的方法)”(US14011714)等8件专利。

  3.4 积极与高校及企业开展协同创新

  广州健康院结合区域产业发展,积极与广州地区高校、企业开展协同创新,荣获“中国产学研合作创新奖”和“中国科学院院地合作先进集体奖”。广州健康院与佛山市共建“佛山南海中国科学院生物医药科技产业中心”,与广州开发区共建“中国科学院广州生物医药产业技术创新与企业育成中心”,以自身的品牌和创新能力,加速新技术和企业的育成[4]。与此同时,广州健康院充分利用自身学术影响力和研究开发实力,发挥引领辐射作用。发起成立国内第一家干细胞领域的技术联盟“广州干细胞与再生医学技术联盟”、牵头成立“广东省干细胞与再生医学产业技术创新战略联盟”。孵化广州中科蓝华生物科技有限公司、广州弗赛生物科技有限公司、广州艾格生物科技有限公司、广州市恒诺康医药科技有限公司等一批科技公司[5]。牵头建立中国科学院广州生命科学大型仪器平台,为数十家高校、科研单位及高新技术企业提供技术支持与服务。支撑周边生物医药仪器设备、试剂耗材等配套产业发展,带动下游生物医药科技企业集聚发展。

4 促进广州健康院干细胞技术创新发展的对策建议

  4.1 政府层面

  4.1.1 建立公平公正的人才评定机制

  广州生物院等驻穗机构与本地机构都在推动广州产业发展方面做出了重要贡献,而广州市在高层次人才认定及“广州市杰出专家”“广州市优秀专家”等人才评定中对中央和省属驻穗机构人才与本地人才有所区分。建议广州市在人才评定过程中,设置统一的评定条件,不以人才所属单位的类型、性质等为门槛标准,使驻穗机构公平享受广州市人才评定及支持政策。

  4.1.2 加快构建境外人才“一站式”服务中心

  目前,在穗境外人才在社保、医保等方面的事项办理都存在手续复杂、烦琐、耗时长等问题。建议广州市整合资源与职能,线上线下融会贯通,将境外人才服务的政务服务事项和审批办理职能整合到一个统一的平台实行集中办理,为各类境外人才在户籍、社保、医疗、教育、科研资助、金融、知识产权保护、通关便利等方面的事项提供“一站式”综合服务。

  4.1.3 鼓励国有资本及社会资本进入干细胞产业

  干细胞技术研发所需资金量大,且周期长、风险大。当前,中国干细胞研发资金主要来源于政府及企业或机构自身。社会资本虽然普遍认可干细胞行业前景,但由于回报周期长的特点,真正进入该行业的社会资本较为有限。建议充分发挥政府引导性基金的作用,鼓励国有资本及社会资本进入干细胞产业,支持干细胞技术研发。

  4.2 机构层面

  4.2.1 以技术预见引导战略性超前布局

  广州健康院在脐带干细胞、干细胞培养装置、与干细胞有关的动物蛋白质基因编辑方法等领域的技术已经处于国际前沿水平。在此基础上,应针对干细胞前沿领域及重点领域技术开展前瞻性研究,把握国际干细胞前沿技术发展动向,加强以技术预见引导战略性超前布局,争取在更多前沿领域取得突破。

  4.2.2 积极探索专利技术转化运用

  全球干细胞产业已步入临床治疗的高速发展期,中国干细胞研发应用企业也在加速成长,干细胞技术的转化应用成为当前产业发展热点。截至2020年5月,广州健康院干细胞领域发明专利已转让12件,占总量的13.3%,仍有较大转化空间。因此,建议广州健康院积极探索专利许可、知识产权参股投资等方式的专利技术转化应用。

  4.2.3 深化与国际领先机构的交流与合作

  广州健康院已建有粤港联合实验室、Max Plank-GIBH研究中心等境外合作研发中心。但是,与干细胞领域国际领先机构的合作还不够紧密。建议广州健康院结合自身在诱导多能干细胞领域的研究基础与优势,积极拓展、深化与京都大学、大阪大学、庆应大学、斯克里普斯研究所、纪念斯隆—凯特琳癌症中心、希德斯—西奈医疗中心等国际诱导多能干细胞领域领先机构的交流与合作。

参考文献

  [1]刘晓丽.中国科学院广州生物医药与健康研究院创新能力及其影响因素分析[M]∥许鹏.广州创新型城市发展报告(2021).北京:社会科学文献出版社,2021:276-293.

  [2]黄燕婷,王能青.中国科学院广州生物医药与健康研究院科技支撑重点突破[J].高科技与产业化,2012(1):36-39.

  [3] 我国干细胞行业受利好政策推动市场将迎来高速发展期[EB/OL].(2021-05-08)[2021-08-01].http://market.chinabaogao.com/yiyao/05U415U2021.html.

  [4]徐淑琴.中国科学院广州生物医药与健康研究院党委副书记侯红明:粤港招标十年,从“优势互补”到“优势联合”[J].广东科技,2013,22(9):59-61.

  [5]潘慧.中国科学院广州生物医药与健康研究院:科技创新和产业化两翼驱动地方经济发展[J].广东科技,2014,23(23):36-38.

作者:刘晓丽 张明韬 单位:广东生态工程职业学院

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