永生之门——哪里是中国干细胞技术的创新尖峰？

干细胞技术作为再生医学的明星疗法获得了广泛的关注,全球干细胞产业也进入高速发展期,预计到2020年,干细胞市场将达1475亿美元,中国干细胞市场规模将达905亿元人民币。干细胞产业的强大推动力来自于研发,本文从全国各大核心城市角度入手,通过对于科研论文、专利的分析,寻找中国干细胞技术的创新尖峰,为投资、产业研究提供参考。

永生之门——什么是干细胞技术?

圣经中说耶稣对门徒说:“引到永生的门是窄的,路是小的,找到的人也少。”古往今来,未曾有人一睹永生之门的光芒,随着生命科学的发展,人类的寿命虽然在延长,但也未能突破灵长类动物本源的寿命极限。直到干细胞技术的出现,才开启了我们对于永生的遐想。

干细胞是一种具有自我更新能力和多向分化潜能的原始细胞,是机体的起源细胞,在一定条件下,可以分化成多种功能细胞或组织器官。在成体组织中,干细胞作为身体的修复系统,补充成体组织。

干细胞的分类方法有两种:一种是根据干细胞所处的发育阶段分为胚胎干细胞和成体干细胞;第二种根据分化程度与分化潜能分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。胚胎干细胞的发育等级较高,是全能干细胞,而成体干细胞的发育等级较低,是多能或单能干细胞。

图1. 干细胞的分类

资料来源:华夏幸福产业研究院整理

干细胞独特的生物学特性即“干性”,是其具有巨大临床应用价值的基础。所谓干细胞的“干性”是指干细胞所特有的高度增殖、自我更新和多向分化潜能:

高度增殖:干细胞具有强大的增殖潜力,如造血干细胞,每天由骨髓造血干细胞产生约1011个血细胞释放进入血液。

自我更新:干细胞具有长期传代的能力,而且可以一直保持其分化性能。人体中很多组织需要不断更新,如皮肤、血液等,这些都是由干细胞帮助完成的。

多向分化:分化是指相同的细胞类型经过细胞分裂后逐渐在形态、结构和功能上形成稳定性差异,产生不同的细胞类群的过程,干细胞具有多向分化的能力。

干细胞因为具有强大的复制、分化能力,因此在疾病治疗、医学美容、器官移植、生物修复四大医疗健康领域有着突出的应用前景:

图2. 干细胞的应用场景

资料来源:华夏幸福产业研究院整理

围绕干细胞应用的相关技术被称为干细胞技术,涉及到干细胞采集与存储、干细胞增殖与干细胞新药研发以及干细胞的治疗。

万亿蓝海——干细胞技术市场空间有多大?

干细胞市场空间巨大,孕育着万亿的蓝海市场。数据显示,2010年全球干细胞市场规模大约为215亿美元,到2014年已经超过500亿美元,年复合增长率达到23.9%。2018年全球干细胞潜在市场规模接近1195亿美元,预计未来5年将继续保持20%以上的速度增长,到2024年全球干细胞市场将达到3614亿美金。

图3. 全球干细胞市场规模(亿美元)

数据来源:前瞻研究院、华夏幸福产业研究院整理

从空间分布上看,北美和西欧是最大的两个干细胞市场,分别占据了44%和38%的市场份额;亚太地区是第三大干细胞市场,占据17%的市场份额;世界其他地区在干细胞领域几乎没有贡献。

我国干细胞产业发展比较晚,早期曾有某一段时间快速发展,但随后受到政策影响而发生紧缩,属于政策影响较大的产业。2015年国家陆续出台政策,释放促进干细胞产业健康发展的信号,干细胞产业又进入快速发展期。从数据上看,2012年我国干细胞医疗市场规模仅仅62亿元,2018年达到了657亿元。考虑到中国目前的老龄化加剧所导致的疾病谱的改变,未来对于干细胞技术的需求将进一步增大,预测到2024年,中国干细胞医疗产业市场规模将超过1300亿元。

图4. 中国干细胞市场规模(亿元)

数据来源:前瞻研究院、华夏幸福产业研究院整理

创新尖峰——干细胞研发哪家强?

干细胞产业的发展高度依赖技术研发,是典型的研发驱动型产业,将全国各大核心城市所拥有的干细胞论文与专利的数量进行比较,可以作为全国各个核心城市干细胞技术研发能力比较的重要维度,帮助寻找干细胞技术研发的创新尖峰。分析的结果也可以为后续投资、产业研究提供参考。本章节数据来自于与中科院上海生命科学院的合作研究。

论文发表方面

选取过往十年的数据,从全国各大核心城市来看,上海、北京、广州三大城市在干细胞领域的论文发表上位列全国前三位,与全国三大城市群对应,代表由长三角、京津冀、珠三角为引领的城市群在干细胞的基础研究与论文发表上的领先实力。

图5. 中国各大城市干细胞论文发表数量(2009-2018)

数据来源:中科院上海生命科学院、华夏幸福产业研究院整理

从论文发表机构来看,上海交通大学、中山大学、浙江大学、复旦大学位列前四位,其中上海交通大学、浙江大学以及复旦大学均属于长三角城市群,长三角的名校干细胞理论研究的基础十分雄厚;前十名中,医学类院校占据40%,由此可见医学尤其是临床治疗对于干细胞技术有着强烈的兴趣。

图6. 干细胞论文发表数量Top10机构(2009-2018)

数据来源:中科院上海生命科学院、华夏幸福产业研究院整理

专利申请方面

从全国各大城市来看,上海、北京、广州位列全国前三位,与论文发表数量对应,杭州以及合肥在论文发表数量上虽然稍显落后,但是在专利申请数量上位列全国前六,由此判断两城市在干细胞技术转移方面有优势。

图7. 中国各大城市干细胞专利申请数量(2009-2018)

数据来源:中科院上海生命科学院、华夏幸福产业研究院整理

从专利机构来看,共有9大机构专利申请数量在过往十年超过20项,4家位于广州,4家位于上海,1家位于杭州。企业机构占比20%,其中赛莱拉干细胞科技有限公司专利申请数量高达140项,由专利数量可推断该企业在技术转移上具有优势。

图8. 20项专利以上的机构(2009-2018)

数据来源:中科院上海生命科学院、华夏幸福产业研究院整理

总结

通过对各大核心城市关于干细胞技术论文发表、专利申请数量的分析,发现上海、北京、广州三大城市始终位居全国前三位。这三大城市形成了中国干细胞技术的创新尖峰,与中国三大城市群对应。

在论文发表上,上海与北京遥遥领先于广州,这很大程度上是因为上海、北京生命科学相关的高校众多,但是在专利申请上,上海、北京、广州之间的差距较小,而且在9家专利申请超过20项的机构中有4家来自广州,说明广州在干细胞技术转移方面具有一定的优势,能够在科研论文发表数量有限的情况下保持较高数量的专利申请,因此如果关注干细胞的技术转移,广州也许是个不错的选择。

对于各城市研发机构的深入分析可以发现,干细胞的论文发表全部来自于高校,而且40%的高校是与医学相关,这可能是因为干细胞技术与医疗强关联的属性,吸引医学相关院校进行基础研究;另一方面,也可能是由于医学类院校具有大量临床资源,方便进行干细胞相关的基础研究。在专利申请机构方面,依然以科研院所为主,但是个别潜心于干细胞领域的企业专利申请数量遥遥领先。

由此可见,在干细胞创新技术的挖掘上,由于干细胞技术的应用具有多元化的特点,且前期基础研究往往需要深入的理论基础与多学科交叉,因此高校与科研院所具有孕育干细胞创新技术的土壤,一方面可选取高校干细胞的底层技术进行定向孵化,另一方面可由企业向高校提出课题需求,由高校作为主体进行前期研究。

通过对于创新尖峰的寻找,发现上海、北京、广州在干细胞技术领域具有突出的创新实力与科研基础,可进一步深挖相关资源,进行产业布局。