煙草成分新功能開發與應用專利分析

田俊嶺 路 征 葉廣海 麻星艷 張孟迪

（1.廣東省煙草南雄科學研究所,廣東 南雄 512400；2.中國煙草總公司廣東省公司,廣東 廣州 510610；3.廣州奧凱信息咨詢有限公司,廣東 廣州 510663）

煙草新功能開發與應用是煙草行業的重要研究方向，也是煙草農業與卷煙工業可持續發展的必然要求。從煙草中提取煙堿、茄尼醇、綠原酸等可用作制藥原料[1-2]；從煙草中提取煙草蛋白質、多糖和果膠，可作為食品[3-4]；利用轉基因煙草可生產治療和預防疾病的藥物[5-6]。綜合開發利用煙草，使煙草不僅可以作為卷煙原料，還可以成為工業、農業與生物醫藥產業的重要原料，能產生巨大的經濟效益和良好的社會效益與生態效益。本文通過檢索、梳理國內外專利技術文獻，全面分析全球有關煙草成分新功能開發與應用方面的研究，探究煙草成分新功能開發與應用方面的重點和熱點研究方向、應用方向，以及全球競爭格局。

1 材料與方法

1.1 研究范圍

根據煙草新應用的行業分類以及技術分類等，對相關研究專利進行分類，一級節點分為工業、農業和生物醫藥3個領域，二級分支10個。具體技術分解如表1所示，研究范圍即包括以下技術分解表的內容。

表1 煙草成分新功能開發與應用技術分解表

1.2 數據來源

本文專利數據來源于壹專利（Patyee）數據庫，該數據庫囊括了全球157個國家1.6億多條專利數據。數據檢索起止時間為2002年3月至2021年3月。檢索得到與煙草成分新功能開發與應用相關的專利數據為11 282件。

1.3 分析方法

技術分解以及數據檢索：對煙草成分新功能開發與應用領域進行技術分解，形成表1的技術分解表，對表1中的二級分類選取關鍵詞，構建檢索式，并進行數據檢索。總體數據為所有二級數據的集合。

數據清洗：對檢索得到的數據進行人工清洗，排除與煙草成分新功能開發與應用不相關的專利文獻。

可視化分析：對清洗后的專利文獻數據借助壹專利（Patyee）數據庫自帶的分析工具、SigmaPlot與Excel進行輔助分析，采用定性分析和定量分析方法進行專利技術分析，分析維度包括了申請趨勢、技術來源國、技術構成、技術分支發展趨勢、主要申請人等。

2 結果

2.1 全球專利態勢分析

2.1.1 全球專利申請趨勢

2002年3月至2021年3月全球煙草成分新功能開發與應用的專利申請趨勢見圖1。從圖1中可以看出，2002—2018年全球煙草成分新功能開發與應用專利申請量呈增長狀態，但是2018年后熱度有所下降。其中，專利申請量排名靠前的是中國、美國、日本、加拿大和歐洲，而美國、日本、加拿大和歐洲在該領域每年的專利申請量變化不大。

圖1 全球專利申請態勢

2.1.2 全球專利技術分布及發展趨勢

全球煙草成分新功能開發與應用的專利技術分布情況見表2。從表2可以看出，全球專利布局最多的領域是生物醫藥領域，其次是農業領域，然后是工業領域。在生物醫藥領域，研發的重點是煙草來源的成分作為疾病治療和預防的藥物。疾病治療和預防的藥物是當前全球研發的熱點，是高附加值的產業，也是專利密集型產業[7]，因此大量創新主體在該領域進行布局，是全球煙草成分新功能開發與應用的研發重點。在農業領域，肥料、殺蟲劑也有較多的布局。在工業領域，從煙草中提取和分離化工香料為研發和布局的重點。

進一步對近10年的專利申請趨勢進行分析，以明晰各分支的增長態勢。從表2可以看出。在生物醫藥領域，無論是煙草來源的成分用于疾病的治療和預防，還是煙草作為生物制品載體生產生物制品，抑或煙草作為模式生物用于科學研究，近年的專利申請量均呈上升的趨勢，屬于煙草成分新功能開發與應用的研究熱點和重點。此外，在化工香料領域，近年的專利申請量也呈上升的趨勢，也是研發的熱點和重點。

表2 全球專利技術分布及發展趨勢

2.1.3 全球專利技術地域分布

全球煙草成分新功能開發與應用的專利技術來源國分布見圖2。從圖2中可以看出，全球煙草成分新功能開發與應用技術專利的主要來源國是中國和美國，其次是德國、瑞士、法國等國家。

圖2 全球專利技術來源國

技術布局國體現了市場的分布地。表3顯示了全球專利公開量排名前五的布局國/區域。除了疾病的預防和治療分支以及生物制品載體分支，我國的專利布局量低于美國，在其余分支，我國的專利布局量遠超其他國家和地區，體現了我國煙草的資源優勢以及應用優勢。值得一提的是，從煙草中提取活性成分用于疾病的治療和預防以及煙草作為生物制品的生產載體，是煙草新應用研發的重點和熱點方向，也是高附加值的應用方向，我國創新主體可進一步加強煙草生物醫藥應用的研究和布局。

表3 全球主要布局國/區域

2.1.4 全球專利技術主要創新主體

表4顯示了全球煙草成分新功能開發與應用領域排名前十的申請人。排名前十的申請人中，有9家來源于國外，僅云南中煙工業有限責任公司來源于國內。但進一步對數據進行同族合并后，排名前十的申請人中，有9家來源于國內企業，僅雷諾茲煙草公司來源于國外。這說明我國企業研發的技術方案數量多，但是地域布局能力弱，而國外企業研發的技術方案數量不多，但市場布局能力強，一個技術方案可能在多個國家布局。這從一定程度上體現了我國目前煙草成分新功能與應用的研發相比國外來說較為熱門，但多數技術目前尚未走出國門，或者走出實驗研究，到全球去布局。我國應進一步加強煙草成分新功能的市場化應用研究，并放眼全球市場。

表4 全球排名前十的申請人

2.1.5 全球主要國家/地區專利保護狀態

圖3顯示了全球煙草成分新功能開發與應用領域主要國家/地區的專利保護狀態情況。與全球專利的保護狀態相比，我國專利的失效率高達62%，高于全球平均水平，僅次于失效率最高的澳大利亞（63%）。這在一定程度上體現了我國在該領域研究專利的創造性程度不高或保護意義不大，存在低質量研發和專利申請的情況。與全球專利的保護狀態相比，我國在審專利的比例為18%，低于全球29%的水平，進一步說明了我國在該領域的研發有放緩的趨勢，不只我國，除加拿大外，其余國家的在審專利比例都不超過20%。這些國家也放緩了對煙草成分新功能開發與應用的研發，其原因可能是目前煙草新應用的產業化并不顯著，市場前景也不明朗。我國有效的專利比例為20%，遠低于美國的37%。總之，我國還需進一步提升專利質量，回歸專利申請真正的保護價值。

圖3 全球主要國家/地區專利保護狀態

2.2 中國專利態勢分析

我國在煙草成分新功能開發與應用領域的專利申請量在2018年前保持增長態勢，此后有下降趨勢，研發熱度減緩，與全球趨勢一致（見圖1）。

2.2.1 我國專利地域分布

圖4顯示了我國煙草成分新功能開發與應用領域在各省份的專利分布情況。排名前四的省份為安徽、山東、廣西和云南，四省之間專利數量相差不大，其次是貴州、河南、江蘇、廣東、湖南和湖北。煙草種植和生產與煙草新應用領域的專利產出有一定的關系，如云南、福州、湖南以及河南均為煙草種植和產出的主要省份，這些省份煙草新應用的專利申請量排名也進入前十。但煙草種植面積和產量并非絕對的影響因素，還與下游的應用領域支撐有關，而煙草新應用涉及了多個應用領域，影響因素較多。

圖4 我國煙草成分新功能開發與應用領域技術地域分布

2.2.2 我國技術分布與全球比對

圖5顯示了煙草成分新功能開發與應用領域我國的二級技術分布，并與全球的技術分布進行了比對。從圖5可以看出，全球農業領域的煙草應用類專利申請主要來源于我國，而在生物醫藥領域，我國與全球的專利數量具有較大的差距。

圖5 二級技術分支我國技術分布與全球技術分布對比（單位：件）

具體來看我國細分領域的技術分布情況，在肥料領域以及殺蟲劑領域，我國的專利數量接近全球的數量，說明我國創新主體在這兩個領域的專利申請熱度較高，但國外較少用專利保護這兩個領域的研究，而在疾病的治療和預防領域，我國的專利數量與全球形成鮮明的差距，進一步說明了我國需要加強煙草藥用價值的研究和布局。

我國擁有大量的煙草廢棄物資源，應在肥料、殺蟲劑以及化工香料等領域進行研發和產業化布局，但研發的技術應進行可專利性等評估后再申請專利。因為肥料和殺蟲劑領域的專利失效率較高（肥料71.6%，殺蟲劑75.5%），而研發出的技術不一定滿足專利授權所要求的新創性，也不一定適合專利保護，可將相關研究成果發表學術文獻，或者通過技術秘密保護相關研究成果。

2.2.3 我國專利主要創新主體

表5顯示了我國申請專利數量排名前十的申請人。在我國布局專利的前十名申請人中，有9家來源于國內，僅雷諾茲煙草公司來源于國外，說明在煙草新應用領域，無外國企業在國內大量布局專利，不會對國內企業的創新造成較大的專利壁壘。

表5 中國排名前十的申請人

排名第一的專利申請人是云南中煙有限責任公司，專利數量遠超其他申請人。9家中國公司中，有7家主要來源于中國煙草總公司下屬的各省市的中煙工業責任有限公司或者煙草科學研究院，僅貴州貴安精準醫學研究院股份有限公司和云南瑞升煙草技術（集團）有限公司非中國煙草旗下，但是貴州貴安精準醫學研究院股份有限公司專利申請全部與貴州省煙草科學研究院共同申請。毫無疑義，中國煙草總公司以及其下屬公司是我國煙草新應用領域最大的創新來源。

3 總結

當前，全球以及中國的煙草成分新功能開發與應用的專利申請量有降低的趨勢，但我國有全球最豐富的煙草資源，加強煙草成分新功能開發與應用是必要且可行的。因此，我國需要在煙草成分新應用開發領域加大研發力度，充分利用自身資源的優勢，并積極布局國外市場。

我國在煙草成分新功能開發與應用領域的專利申請主要集中在農業領域的肥料和殺蟲劑方面，這些領域是低質量專利申請產出最多的方向。我國煙草農業應用領域的創新主體對專利申請應保持理性，盡可能避免無保護價值的專利申請，在專利申請前可進行可專利性評估，避免人力財力資源的浪費。

煙草在生物醫藥領域的應用是全球煙草成分新功能開發與應用的研發重點、熱點，以及高附加值應用方向，我國應進一步加強煙草在生物醫藥領域的研究，促進煙草產業轉型升級以及高質量發展。同時，對于相關的研究成果，要進一步加強高價值專利布局，使相關的技術成果形成有效的保護。