醫學類科技創新基地布局理論研究及展望

杜陵江 ,劉力瑋

(1.四川職業技術學院 醫療照護學院,四川 遂寧 629000;2.四川大學 華西醫學中心,四川 成都 610041)

當今世界正處于百年未有之大變局,大國間科技競爭在美國的主導下向“脫鉤”“斷鏈”的方向發展;與之同時在新一輪的科技革命和產業革命的背景下,顛覆性技術和數字經濟正在重塑現有的經濟格局和科技競爭;新冠病毒的流行對生物醫藥研發、全球供應鏈等產生了新的沖擊;醫學類科技創新基地布局研究是推動我國生物醫藥、醫療裝備技術等大健康產業發展,實現科技自立自強的重要舉措?！笆濉睍r期,科技部先后發布了《國家科技創新基地優化整合方案》(國科發基〔2017〕250號)《“十三五”國家科技創新基地與條件保障能力建設專項規劃》(國科發基〔2017〕322號)科技創新基地布局的指導性意見,推動醫學類科技創新基地的發展,初步形成了包含國家戰略科技力量等創新主體,按照全鏈條設計一體化實施的醫學類科技創新布局,推動了醫學科技創新的自立自強。我國醫學類科技創新基地類型種類趨于完善,醫學與新興學科交叉融合突出,建設依托單位大部分為高?；蚋咝８綄籴t院,基地地域分布主要集中在東部地區,具有地域特色;研究領域向醫工融合相關的臨床應用和前沿顛覆性技術傾斜的趨勢[1]。

與我國醫學類科技創新基地建設實踐如火如荼推進相對的是,在醫學類科技創新基地布局理論研究相對滯后,醫學類科技創新基地布局研究存在的問題,主要表現在以下五個方面:(1)醫學類科技創新基地布局研究缺乏系統的理論研究,未充分結合與地方社會經濟發展需求;(2)缺乏醫工融合創新基地布局,從基礎研究到產品轉化的周期較長;(3)未形成跨部門、跨區域的協作機制,建設依托主體單一;(4)醫學科技數據孤島現象突出,尚未建立標準統一的醫學科技資源中心;(5)尚未完全建立多元化、多渠道、多層次的投入機制,資源投入不相匹配。本文以開放創新理論為基礎,結合融合科學范式和醫工融合研究,發展為“開放-共享-融合”理論指導醫學類科技創新基地布局研究,并提出基于該理論的醫學科技創新布局方案。

一、理論研究及研究維度

(一)醫學類科技創新基地布局的理論研究

在新一輪的科技革命和產業革命的背景下,學科交叉融合不斷向超微觀、超宏觀和極端條件縱深擴展,融合研究和數據密集型研究成為新的科研范式,開放式創新理論能夠較好地支撐這兩種科學范式的變化,因此本文以開放創新理論為基礎,深刻剖析融合研究和醫工融合研究中的“開放-共享-融合”原理,發展支持醫學類科技創新基地布局研究的理論基礎。

1.開放創新理論

Henry Chesbrough[2]首先提出開放創新概念,認為在進行創新的過程中,可以利用內、外兩條通道將企業內、外創新資源集中起來創造價值,同時建立內部機制分享價值。開放創新能夠支撐創新組織模式、創新資源共享與動態配置、知識轉移與共享、創新活動的非線性與復合性[3]7、研發模式、創新環境等方面的研究。開放式創新理論和時政研究表明開放創新模式下創新資源共享[3]7、知識共享[4]是其研究的主要內容,聚焦于探究其共享的影響因素的研究,因此開放式創新理論與創新資源、知識共享具有高度的耦合性,在開放創新理論架構下推動創新資源、知識和數據共享,這將有效推動醫學類科技創新基地的建設,石俊等[5]研究表明開放創新對基地創新績效具有顯著的正向影響,并有利于開放式創新生態形成。

2.融合科學范式

“融合科學”新范式是以解決重大問題為導向和最終目標的一種科研新范式[6]4。融合科學范式在生命科學研究領域中首先興起,推動了生命科學領域的第三次變革,推動“醫學+”多個學科與顛覆性技術的融合,為解決重大的科學和社會問題提供一個全面系統的研究框架。該范式具有三個主要特征,以重大經濟社會問題解決為根本目標,覆蓋基礎研究到問題解決的長鏈條,依賴于多種學科交叉融合[6]4。融合科學范式將知識發現、技術發明和市場產品緊密地聯結起來,以技術科學為橋梁推動了0到1創新、技術發明、轉化應用和產品研發的全鏈條部署。

肖小溪等人的研究觀點進一步將融合科學范式與開放數據聯系起來,指出實現融合科學的基礎是基礎數據的全學科、全流程、全景式的開放共享和跨界訪問[6]5。同時,生物醫學研究正在向數據密集型的第四科學范式的轉變,需要實現從微觀組學數據到臨床數據與人群隊列數據的標準化、交匯、利用和共享,將多層次、多維度數據進行深度挖掘和全方位的整合,需要著力構建功能集成的生物醫學大數據中心,實現生物醫學領域數據存儲、數據共享、數據挖掘、數據標準與質量控制等方面關鍵核心技術突破[7]856。因此,要以融合科學范式以數據開放共享為核心推動醫學科技創新基地的協同布局,以形成醫學科技共同語言和科研共同體。

3.醫工融合研究

醫工融合是學科交叉以及學科與多重技術交叉融合的一種。國內外對醫工融合的理論研究和實踐,以問題或應用為導向,整合多學科和多重技術的知識、方法、專業技能和思維方式,來構建一個解決復雜科學或社會問題的全面整合的框架[8]27。融合科學范式為醫工融合研究提供了依據,可以歸為技術創新的擴散和技術創新的“軌道和范式”理論中,本質是多學科知識重新組合而產生的創新結果。本文將醫工融合定義為在融合科學范式基礎上,以特定的生命健康問題和醫學應用問題為導向的,“醫學+”牽引的多學科融合和交互,通過科研數據開放共享形成新的研究方法和研究范式,通過政產學研用創新資源一體化配置而推動的“醫學+”科學研究。醫工融合研究是融合科學范式在醫學領域的一個應用場景,通過將學術界和產業界緊密銜接起來,更有效地將應用問題、基礎研究、技術發明與產品市場化聯系起來,跨越醫學科技創新和產品市場化之間“死亡之谷”[6]4。

另外,對于科學研究起點和路徑的探討存在兩大觀點。一是將科研活動視為“基礎研究-應用研究-開發-生產經營”單向線性模型,基礎研究是研究的起點,后繼研究總是以前序研究為支持,沿著線性路徑實現應用與轉化。二是認為基礎研究與應用研究之間存在非線性關系,從研究目標和應用目標兩個維度將科學研究分為四個象限,將解決應用問題而產生的基礎研究概括為巴斯德象限。我國學者指出巴斯德象限是屬于基礎研究與應用研究并存的象限,并將其稱之為新巴斯德象限,亦稱為“錢學森象限”[9]42。醫工融合研究的應用研究屬性應歸屬為新巴斯德象限,是醫學科技創新基地布局的重點發展領域之一。

4.理論研究小結

開放式創新理論為醫學類科技創新基地布局研究提供了創新資源有效配置的“開放-共享”理論框架。融合科學范式為學科的交叉融合、戰略科技力量的整合,形成一個包含應用和科學問題、技術創新、產品研發到市場全鏈條布局科研范式,數據和資源的開放共享、多學科融合新的研究方法和范式以及科研共同體是其基礎。醫工融合研究是融合科學范式在醫學研究領域的一個應用場景,從新巴斯德象限出發,以醫學科學問題、臨床應用問題為導向,整合多學科和多重技術的知識、方法、專業技能和思維方式,來構建一個解決復雜科學或社會問題的全面整合的框架,更有效地將應用問題、基礎研究、技術發明與產品市場化聯系起來,完成醫學科學研究到市場產品的統籌布局。因此,“開放-共享-融合”的理論架構,很好地闡釋了創新資源開放共享、數據開放共享、多學科交叉融合、“四鏈”融合、政產學研用等利益相關者融合之間的邏輯關系,是醫學類科技創新基地布局研究的理論基礎。

(二) 科技創新基地建設布局的研究維度

1.科研組織模式布局維度

技術創新的核心要義旨在推動創新資源的有效配置[10-11],科技創新基地布局研究的出發點是創新要素和創新條件的新組合,受到市場和政府的共同影響,因此學界普遍關注有組織創新對科技創新的影響,潘教峰等[12]認為偏向個人主義的、無組織的、零散的傳統科研模式通過分工、協作、演化向有組織的基礎研究模式轉變。有組織科研是一種自上而下和自下而上相結合反復碰撞的過程[13],以適應復雜環境和國家重大戰略需求。有組織研究單元是有組織科研的載體,涉及創新資源的有效配置,以問題導向或需求導向,將各學科領域的研究者匯集到該平臺,通過市場拉動、技術推動[14]、政策撬動[15]和資本投入[16],在市場經濟的原則下進行跨學科研究以適應社會對新知識的種種需求[17]。在有組織科研的發展路徑方面,以“開放-共享”模式推動有組織科研[18];在融合科學范式下,歸納分析了科赫研究所推動數據開放共享的制度安排,以及推動“融合科學”相匹配的公共設施和環境、人才培養、經費投入、科研項目設置等機制建設[8]31。

2.基地空間布局維度

在“開放-共享-融合”的理論支持下,醫學類科技創新基地的空間布局與產業聯系密切,產業集群是Poter競爭優勢理論的核心,產業聚集與區域的要素稟賦、技術溢出、勞動力市場共享、人力資本等密切相關?？萍紕撔禄氐目臻g集群布局有利于知識的共享,空間集群化布局有利知識外溢,產生綜合集成的放大效應,降低了技術成本,從而促進了技術的擴散,極大地促進了創新績效、加速技術轉化和產品研發的進程。影響健康產業聚集的因素有自然稟賦、技術溢出、勞動力市場共享、人力資本和產業集成商等,上述因素交互形成的生產、分配、交換和消費系統對健康產業聚集產生影響[19]?；谏镝t藥產業鏈構建的醫療機構集群與生物醫藥園區空間集聚建設可產生協同發展效應[20]。

3.基地類型和研究領域布局維度

有關國家科技創新基地建設的指導性文件將國家科技創新基地分為科學與工程研究、技術創新與成果轉化、基礎支撐與條件保障等三類?；仡愋团c研究領域相關,一般而言可以分為顛覆性技術方向、前沿基礎方向和重大基礎設施方向,三者之間相輔相成,各有側重。研究表明新興技術和關鍵技術是國家安全創新基地的核心點[21]20,強調在世界科技前沿和第四次科技革命重點領域布局;人工智能、基因編輯、生物3D 打印、誘導多能干細胞、合成生物學等是醫學顛覆性技術布局重點[22]。在醫學前沿基礎領域方向,著力提升生命的解析與認識能力、改造和利用生命的能力以及健康維護的精準化和智能化[23],生命組學技術、細胞圖譜、腦科學、基因編輯技術、合成生物學、仿生和再造組織器官、新療法和生物制造、AI醫療、重大新發突發傳染病等重要布局領域。重大基礎設施方向,配合醫學前沿基礎領域方向和顛覆性技術領域建設大科學裝置,支撐基礎領域科學研究、技術轉化和產品研發市場化。

4.各類基地協作關系布局維度

我國將“開放-共享-融合”的有組織科研發展思路融入國家的科技創新政策制定中,強調科技創新基地與科技基礎條件保障能力建設是國家實施創新驅動發展戰略的必然選擇和我國創新生態環境建設的重要組成?？萍蓟A條件保障能力建設涉及重大科技基礎設施和實驗數據開放,涉及重大科技基礎設施建設和大型科研儀器的共享,重大科技基礎設施建設作為重要的公共研究支撐平臺,通常分成作為技術支持的“硬設施”和作為數據支撐的“軟設施”兩類[24]514。在軟設施方面制定了國家科學數據管理與開放共享辦法,完善科學數據的匯交機制,在保障知識產權的前提下推進資源共享。在硬設施方面從兩個方面入手,一是推動重大科技基礎設施建設,二是推動大型科研儀器的開放共享,由科技部牽頭建立了科研設施與儀器國家網絡管理平臺(https://nrii.org.cn/)。按照“開放-共享”原則建設的生物醫藥產業技術創新公共服務平臺能夠促進生物醫藥研發創新[25]。

二、新時期醫學類科技創新基地布局的發展趨勢

新時期,需要充分結合國際國內形勢,以“開放-共享-融合”理論為指導,研判醫學科技創新基地的布局研究的發展和布局趨勢,服務人民生命健康和我國的經濟社會發展。

(一)科研組織模式布局方面,依靠新型舉國體制構建有組織科研創新體系

我國新型舉國體制在科技自立自強中發揮了關鍵作用,世界各國家都著力構建以自上而下有組織的“大科學”與自下而上自由探索為導向的“小科學”協調發展的國家創新體系,形成以建制化科技力量為主導、政府深度參與、社會高效協同的創新系統[26]。由政府主導的國家安全創新基地是一種美國式“舉國體制”,強調政府在戰略制定和基礎研究中的主導性地位[21]20,采用政產學研多方協同推動醫學科技創新基地建設是各國的主要模式,如美國的政學商“三角聯盟”和德國的長期“研究伙伴”關系等[24]515,以政府主導醫學科技創新基地建設,帶動產業技術升級,政府推動下的戰略布局是以創新環境布局統籌創新主體、創新基礎設施、創新產業等布局。

(二)基地空間布局方面,按照空間聚集和功能集成方式布局

科技創新基地集群化發展已經成為各國主要布局模式。在新醫科背景下的醫工融合發展,促成醫學類科技創新基地與生物材料研究、數據計算重大設施形成相互支撐的局面,尤其是前沿基礎醫學創新基地、以應用研究為主的臨床醫學中心與工程技術中心之間的聯系更加緊密,因此經常與納米和材料研究中心、先進光源和中子源、智能制造和大數據超算中心等協同布局。另外,從科技創新基地的發展歷史和成功經驗來看,隨著研究的不斷深入,多個學科融合帶動的人才聚集和產業聚集,驅使大科學裝置、科技創新平臺發展成為科技創新集群,演進為多學科綜合性科學基地,發展成為綜合性國家級科技創新中心[24]516。

(三)研究領域布局方面,以醫工融合為橋梁統籌前沿基礎與工程應用轉化研究

生命健康領域是世界各國科技創新戰略布局的核心之一,在研究領域的布局上呈現出醫學前沿基礎研究、工程技術、轉化應用與未來健康產業協同布局的趨勢。國內外研究表明,基礎研究與其他類型的研究存在非線性的關系,并且位于新巴斯德象限的應用基礎研究對科學技術的展開具有較強的協同作用[9]43,因此,在研究領域的布局上,需要以技術科學為橋梁,將前沿基礎研究和顛覆性技術共同布局,工程技術和應用轉化研究協同布局,加強工程技術和應用轉化研究對醫學前沿基礎研究和顛覆性技術的支持,以技術學科為橋梁構建科技創新“雙循環”新發展格局。要解決醫學科技創新基地布局中現存問題,須以醫工融合為橋梁將前沿醫學研究、顛覆性技術和醫學應用轉化銜接起來。

(四) 基地間協作關系布局方面,強化軟硬基礎設施對其他類型基地的支撐作用

數據基礎設施和大科學裝置等重大科技基礎設施對前沿基礎研究和工程應用轉化研究等相關基地建設的支撐作用愈發明顯,因此在基地間的協作關系布局上,需要強化軟硬基礎設施對各類醫學創新基地的支撐。在硬設施方面,進入“十四五”時期各地紛紛加快醫學類重大科技基礎設施建設,從自然人群生物資源庫、動物表型與遺傳研究、重離子腫瘤精準治療、高端生物醫學成像、基因庫、合成生物研究、腦解析與腦模擬、人類細胞譜系裝置、精準醫學影像、轉化醫學等方面布局重大科技基礎設施。但在軟設施方面,我國的醫學數據交互、共享和標準化等方面與國外存在較大的差距,我國大量生物醫學研究的數據仍需上傳到美(NCBI)、歐(EBI)、日(DDBJ)三大生物數據中心等國外數據平臺,被迫成為世界最大組學數據輸出國[7]854,存在極大的科研數據主權受制于人的風險。因此,應加大生物醫學大數據中心、醫學實驗數據共享中心、醫學數據標準化與質量控制中心和醫學數據交易與挖掘應用中心的建設。

三、新時期醫學類科技創新基地布局的對策研究

(一)以創新環境布局統籌創新主體、創新支撐和創新產業布局

1.做好科技創新基礎設施建設規劃

以醫學科技資源中心建設統籌人類遺傳資源庫、實驗動物資源及疾病動物模型庫、高質量的標準化實驗細胞資源庫、高端生物醫學成像、合成生物研究、腦解析與腦模擬、精準醫學影像、重離子腫瘤精準治療、轉化醫學等大科學裝置的建設,加強大科學裝置對人才、創新資源的吸引力,實現“筑巢引鳳”的功能,即政府建載體,高校、科研院所和企業引團隊,從而實現醫學科技創新與大科學裝置為核心的醫學科技資源中心共生、聚集、融合發展的局面。

2.統籌推進科技創新資源集成和科技創新公共品供給

科技創新發展依賴于科技創新資源的集成,但醫學科技創新所涉及的生物樣本、臨床疾病資源、實驗動物模型以及在醫療過程和研發過程產生的各種大數據等軟硬資源散在各高校、科研院所和醫療機構,需要加強統籌的力度,以醫學科技創新資源中心建設專項的形式,推動高校牽頭整合科研院所、醫療機構和企業等創新主體共同建設軟硬設施相結合的醫學科技創新資源中心。另外,強化政策引導以專項形式推動高校和科研院所建設公共實驗平臺和重大儀器共享平臺,配套公共實驗平臺和重大儀器共享平臺的補貼政策,使其能夠更好地面向社會和企業提供科技創新服務,提升科技創新公共品供給能力。同時,支持高校和科研院所與企業共建關鍵技術平臺和中試平臺。

3.按照前沿和醫學未來產業發展趨勢,制定人才引育政策

人才是科技創新中最關鍵的因素,醫學類創新基地的布局離不開醫學創新人才引育體系的建立。按照未來健康產業和前沿醫學領域的發展趨勢,結合醫學創新基地布局的特點,超前部署醫學創新人才培養體系,為醫學科技創新基地的發展輸送人才。目前較為缺乏的是醫工交叉技術人才、生物醫學工程技術人員、科研創新管理人員和科研經紀人等,需要加強政策的統籌力度為緊缺人才的引進和培育制定相關配套政策,同時為科技創新人才的跨機構流動提供便利,促進科技創新人才和科技創新管理人才的流動。

(二)合理規劃基地類型,推動優質醫學科技資源下沉和有效配置

1.以醫工融合為橋梁,完善醫學類科技創新基地類型

以“四個”面向為引領布局兩大類醫學科技創新基地,一是以醫學前沿基礎科技創新基地,二是醫工融合科技創新基地。各級政府牽頭推動醫學類國家實驗室、國家重點實驗室和省級實驗室建設,著力提升生命的解析與認識能力、改造和利用生命的能力以及健康維護的精準化和智能化,加強生命組學技術、細胞圖譜繪制、腦科學研究、基因編輯技術、合成生物學、組織器官制造技術、新一代的仿生技術、AI醫療產品等方面的研究。醫工融合科技創新基地包括醫工融合技術創新中心、醫工融合轉化應用研究和臨床醫學研究中心等,這類研究基地以醫工融合“醫學+信息”“醫學+材料”“醫學+制造”、5G醫學轉化應用服務為方向,瞄準生物醫藥顛覆性技術、醫療裝備關鍵核心技術、醫療裝備國產化替代、仿生高值耗材、體外診斷(IVD)、介入器械國產化替代等,與國內領頭企業深度合作,著力解決醫學科研中的技術創新和應用轉化問題,加速推進器械國產化進程,逐步實現進口替代。同時,根據疾病譜、區域產業優勢和區域資源稟賦優勢布局上述兩類基地和醫學科技資源中心的分中心,推動優質醫學科技資源下沉。特別是在國家醫學中心、區域醫療中心和臨床醫學研究中心的布局上,要按照“ 醫院+研究院”模式推動專病研究與GCP臨床試驗在同區域布局;同時,推動大科學裝置、醫學數據資源中心以及上述兩類基地按照空間聚集和功能集成方式布局。

2.推動“基地-項目-人才-資金”一體化配置

以醫學類科技創新基地建設為目標,具體的科研平臺建設為子目標,推動項目、基地、人才、資金一體化配置,按照“凝練方向-匯聚人才-組建團隊-搭建平臺”路徑,落實研究方向、建設目標、人員組成、建設經費、管理機制、實驗空間等相關內容。在科研項目方面,研究方向的凝練對創新資源的整合具有重要的引導作用,以揭榜掛帥和賽馬制的方式,獲取各級科研項目支持來推動平臺和基地建設。在人才聚集方面,是以臨床應用和問題為導向,按照“應用方向-前沿技術-支撐學科”路徑,創新人才流動的機制體制。在資金方面,建立多元投資渠道,按照“筑巢引鳳給資金”模式來推動醫學類科技創新基地的建設,即政府國資平臺提供資金“筑巢”建載體,高校、科研院以項目資助“引鳳”建團隊,企業根據項目的預期收益“給資金”,形成良性的醫學類科技創新生態推動基地建設。

(三)構建成果轉化體系,提升大健康產業現代化水平

1.構建醫學科技成果轉化制度和評價體系

成立醫學科技成果轉化領導小組,形成集知識產權管理、國有資產管理、科技成果轉移轉化于一體的管理模式和運行機制。圍繞知識產權、成果轉化、收益分配、人事管理、合同管理、風險防控等工作環節,構建科技成果轉化制度體系。注重科技成果服務國家重大需求和區域經濟發展的實際貢獻,將科技成果轉化進款、中國專利獎、高價值專利等納入實驗室評聘條件。設立科技成果轉化專業技術崗位,完善以彰顯知識價值為導向的分配政策,鼓勵和引導科技人員開展科技成果轉化和推廣工作,提高科技成果轉化積極性。建立省級的醫療產品安全評價中心、物價評審中心等,為這些產品的申報注冊和物價評審建立快速通道,支持醫療、醫藥創新企業的發展。

2.構建醫學科技成果培育、轉化運營和風險防控體系

堅持“服務國家重大需求、突破關鍵共性技術、解決企業技術難題”三個導向,構建高價值專利的培育機制。設立知識產權運營中心,建設科技成果轉化及知識產權運營綜合服務線上運營平臺,實施科技成果轉化信息披露制度、交易掛牌定價制度、決策回避制度。強化科研人員從事科技成果轉化的風險意識,引導科研人員依法依規享受成果轉化權利。