基于專利地圖的人參產業態勢分析

房廷秀，劉柏均，劉 月，李文剛，袁紅梅

沈陽藥科大學，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，規模化種植也有400余年，被譽為“百草之王”，是東北三寶之首。人參有大補元氣、補脾益肺、生津止渴、安神增智等功效[1-2]。野生人參主產于遼寧、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。隨著中醫藥現代化的發展，人參產業在國際的地位也隨之升高，對其學術研究也不斷深入，如Rajabian等[3]對人參的成分人參皂苷和吉托寧在預防和治療神經系統和神經退行性疾病中的作用進行研究；蘇杰琳等[4]對人參皂苷CK調節低氧誘導因子-1α介導的糖酵解抑制人肝癌細胞增殖作用機制進行研究；梁慧慧等[5]基于網絡藥理學探究人參-三七藥對改善無癥狀性心肌缺血作用機制。這些研究極大地推進了對人參的開發利用，但現有研究大多聚焦于對人參某一方面的深度探究，對人參產業整體態勢的研究較為缺失，這不利于該領域的進一步發展。專利地圖作為一種最常用的可視化分析方法，一方面對于特定領域全部專利文獻進行深度挖掘，高效收集并處理專利信息，使信息更加直觀化、全面化；另一方面通過技術功效矩陣分析技術熱點，從宏觀視角為發展潛在的技術機會指明方向。目前專利地圖應用在很多領域，如信息技術[6]、智能技術[7-8]和3D打印技術[9]等領域，但對于人參領域專利地圖研究很少。因此，本文旨在繪制人參產業的專利地圖，探索人參技術熱點，分析人參產業發展態勢。

1 數據收集與分析方法

本文以Incopat數據庫為數據來源，數據檢索時間截至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的專利，經過簡單同族合并，數據清洗，共計專利14 154件。由于專利申請公布周期為18個月[10]，Incopat專利數據庫收錄有等待期，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，專利能體現出某領域研發進度，是一種重要的情報資源，能夠幫助企業規劃未來研發方向。專利地圖則是根據專利相關信息進行統計分析，形成各種圖表，直觀的表現出變化趨勢，使用的功能特點類似于地圖。專利地圖可分為專利管理地圖、專利技術地圖[11]，不同的專利地圖類型分析的重點也各不相同。本文主要對中國人參技術發展狀況進行研究，利用專利管理地圖和專利技術地圖進行分析，應用了Origin 2021、IBM SPSS Statistics 26、Microsoft Excel等相關軟件，通過分析專利申請量、專利權人、專利地區劃分、國際專利分類（International Patent Classification，IPC），分析中國人參專利的發展現狀，為中藥行業發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用于企業的經營管理領域。通過對發明人、專利數量、專利權人、地區分布等專利文獻內容的分析總結，反映某一領域的整體經營分部情況、研發實力和研究重點等信息。

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領域歷年專利申請、產出及發展狀況，從而預測投入者研發投入的趨勢。專利申請量趨勢圖用折線圖1表示，縱坐標表示人參專利申請量，橫坐標表示申請者授權年份，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，此期間處于發展階段；2010—2015年，人參專利申請量處于高峰，2015年到達峰值，之后，申請量開始出現下滑，此時人參專利達到一個成熟時期，需要研究人員繼續突破，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 專利權人分析

專利權人中申請人類型主要有大專院校、企業、個人、機關團體、科研單位及其他。通過數據篩選出大專院校申請835件、企業申請4555件、個人申請7857件、機關團體申請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，占比32.20%，申請人排前5名分別是吉林大學、長春中醫藥大學、吉林農業大學、成都中醫藥大學、河南中醫藥大學，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 人參專利地區分布Fig.2 Regional distribution of P.ginseng patents

2.3 專利地區分布分析

根據數據統計顯示，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，通過各地區申請量做出柱狀圖，如圖3所示，在圖中可以明顯發現，山東地區申請量最多，達到了3501件，占全國專利數的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的7.7%，據不完全統計，在2018年吉林人參產量達到約3.6萬t，在中國人參產量居于首位，與此相比，其技術創新顯得不足。

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

2.4 專利生命周期預測

根據人參專利申請量年份分布進行回歸分析，得出Logistic模型曲線，即生命周期預測趨勢圖，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，說明在持續增長，后來開始緩慢下降，但并不說明中國人參技術落后，而恰恰說明專利空白領域急劇縮減，達到飽和狀態，人參技術走向成熟時期。

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

3 專利技術地圖

專利技術地圖主要用于技術領域研發，通過對IPC等技術歸納研究，對現有技術總結，對未來技術發展趨勢進行評估，找出技術熱點和潛在的熱點，為技術創新提供進一步的研發思路。

本研究采用了時間、功效、技術3個特征維度，構建三維技術功效矩陣進行可視化分析[13]，其目的是找出人參的技術熱點、潛在研發機會和技術空白。能將時間、技術、功效結合在一起，相比于二維的技術功效矩陣更能清晰的反映出技術發展的動態變化，還能直觀地從多維度展現技術發展趨勢及變化形態。

利用Origin軟件構建功效技術矩陣，如圖5所示，在本模型中，依然利用功效矩陣表達方式，以專利數量為對象，再根據專利分布得出33個時間節點，根據專利說明書總結出19類重要的治療領域的特征，在專利技術分類中，IPC是文獻中最常使用的分類標準，國際專利分類系統按照技術主題設立類目[14]，所以把IPC作為技術特征，根據專利數據著錄項IPC查找出21個主要技術特征。圖中治療領域作為功效特征，球的大小表征專利數量，球體越大，表明在某個時間段的某類功效的申請專利數量越多，說明技術越熱門。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，如傳統草藥的未確定結構的藥物制劑）上，這說明在近年來各個功效領域上重要的研究熱點都在A61K36上，A61K36的技術成熟度相當高。為了能更清晰的研究人參在治療功效領域與技術上的發展，一方面對A61K36進行技術上的分解，對數據進行整理，在專利著錄項中的IPC主分類里，篩選專利數量排前25的IPC進行分析，治療領域的功效特征不變情況下，對A61K36進行三維技術功效矩陣和平面圖分析；另一方面也對除A61K36以外的其余技術進行分析，達到對人參醫藥領域準確預測未來機會的目的。

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

3.1 A61K36技術分解分析

將A61K36大組分解成小組，小組技術是根據前25位IPC數量選取，構建三維矩陣圖，時間軸設計為16個時間節點，圖6體現時間、功效領域、技術IPC 3個維度，同樣，以球體大小代表技術、功效的專利數量，利用數據分析配合軟件繪制三維矩陣功效圖。

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

首先，在三維空間進行分析，從圖6可以看出，消化、呼吸、循環、神經系統疾病所占的專利份額要遠大于其他疾病領域，研究方向占有絕對的優勢，用黃線圈出來的球體，A61K36/8968（沿階草屬）在2010年左右的消化系統疾病方面，申請的專利最多，此后，專利數量明顯下降，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疾病方面表現明顯，能夠達到很好的療效。近年來對A61K36/9068研究熱度未減（在2020—2021年數量少的原因是專利存在18個月的滯后期）。圖6中標記的黃色箭頭［A61K36/8988（天麻屬）-神經精神疾病、A61K36/9068-皮膚病］能夠發現，專利數量逐漸上升，雖不是很突出，但可以作為潛在技術研發機會，可適當進行投資及研發。黑色線段［A61K36/888（天南星科，如貝母、馬蹄蓮或臭菘）-神經精神疾病］處于穩定平穩研發階段，沒有突出，但有基礎技術，未來可能會成為熱點。除此之外的就是技術的空白點，實驗室可以進行深度挖掘，或許能夠開辟新的用途。

然后，構建二維平面圖，將分析維度相互結合，其中包括時間-領域、時間-IPC、領域-IPC二維平面圖。而領域-IPC二維平面圖相當于技術功效矩陣，可以當作技術功效矩陣分析；時間和領域構成的時間-領域二維平面圖，則可以進行治療領域技術需求的變化趨勢分析，進而能推測出未來的技術功效方向；時間和IPC構成了時間-IPC二維平面圖，能夠預測未來技術發展方向。根據上述繪制平面圖，結果見圖7。

從圖7領域-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是治療領域的主要技術發展方向，這3類專利數量遠超于其他研究方向，因此，如何將A61K36/9068與人參相配伍是治療領域的技術發展熱點。此外，A61K36/815（枸杞屬）來治療皮膚病也是本領域的熱點。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熱點，值得深度研究。

圖7 領域-技術 (A)、時間-技術 (B)、時間-領域 (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研發方向始終是本領域的研發重點、熱點。A61K36/9064（豆蔻屬，如小豆蔻）和A61K36/8988在近幾年存在緩慢增長趨勢，被認為是潛在技術機會，這能夠幫助研發人員更科學的制定研究發展方向。

從時間-領域二維平面圖，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的首要需求。對于神經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，針對該疾病治療技術應該加以重視，未來可能是技術研發熱點。

3.2 除A61K36以外技術分析

將除了A61K36以外的IPC大組技術數據構建三維矩陣圖，和上述A61K36相同，把時間、領域、IPC作為3個維度，其節點分別為33、19、20，見圖8。

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

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

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

在圖9領域-IPC二維平面圖中分析，A61K35技術在治療領域中備受關注，屬于技術熱點，A61K31（含有機有效成分的醫藥配制品）在循環、淋巴、腫瘤等疾病有些研究；技術A61K8則在治療神經、皮膚病上有潛在技術機會。

時間-領域二維平面圖顯示，2005年之前，除了口腔、眼、耳鼻喉、兒科、淋巴沒有技術突破的需求之外，社會對于循環、神經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（含有機有效成分的醫藥配制品）和A61K8近年來有一個較穩定的專利數目，可視作技術空白點，有可能會在這方面得到突破，研發者可以加以關注。

綜上所述，A61K36/9068和A61K35技術是治療領域中主要的熱點、重點；A61K36/8988和A61K8在治療神經精神疾病、A61K36/9066和A61K8在治療皮膚病都具有潛在技術機會；A61K31在循環系統疾病、淋巴系統疾病上有基礎技術，屬于技術空白點，有待于開發研究。

4 結語與啟示

本文在Incopat數據庫檢索人參領域中國發明授權專利為數據源，分析人參產業發展態勢。基于專利地圖分析專利數據相關信息，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外研究和發展趨勢，使復雜信息更易理解。通過分析得出如下結論：（1）通過對人參專利申請趨勢、專利權人分析、地域分析及生命周期分析，揭示人參在中國發展態勢，整體看來，中國人參申請量在世界上沒有被超越，但最近2年出現明顯下滑，能夠說明人參申請專利技術領域存在的空白領域縮減；通過尋找出研發突破點，讓人參在國內外醫療方面具有更好的治療效果和更高的影響力；從地域上看，人參產區主要集中在東北三省，以吉林省為主，產量約占全國的85%，是全國人參產量最多的地區。

（2）人參專利主要集中在A61K36和A61K35 2大組類，即主要在相關傳統草藥的藥物制劑，主要用在醫療方面。近年來，人參與A61K36/9068進行配伍，在治療消化疾病上表現突出，屬于技術熱點，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定時期，同時社會人群消化病癥的增多也證明該點。上述研究表明在人參與A61K36/8988組成的藥物在治療神經精神疾病方面具有潛在技術熱點，如抑郁癥，所以研究中藥人員可以適當對此進行深入研究，為我國中藥行業做出貢獻。

（3）通過對人參產業研發態勢分析，結合分析人參研究的歷程和取得的成就發現，在對人參治療疾病發揮的效果的作用機制，還沒有完全的認識和了解。隨著科學的加速進步和社會不斷發展，對人參要求同樣提高很多。在人參基礎研究和應用研究上，應該合理的結合，在科學基礎上，最大的發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，也要在保健品行業上加大研發力度，最大的目的就是為了更好的治療疾病和調理身體。我國人參產業發展，要將繼承與創新并重，要把人參與其他進行配伍，體現出人參獨有的方式，需要科學探究，人參研究任重而道遠，期待科學研究的不斷進步，使得人參作用更加廣泛，保護人類健康發揮更大作用。

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