36.8 万项专利揭示了药物研发的未来方向
专利在创新时间轴上处于一个关键节点：既足以证明一项技术具有保护价值，又能在趋势显现之前预示行业的发展方向。在 CAS Insights 与 ACS Webinars 联合举办的近期网络研讨会上，三位 CAS 科学家利用这一信号，梳理了制药行业的全景。他们分析了 2020 年至 2025 年间全球 100 多个专利局发布的超过 36.8 万个制药专利族。
- Angela Zhou 介绍了研究方法，并从行业层面分析了专利申请主体。
- Kavita Iyer 详细解读了新兴的治疗模式和分子靶点。
- Janet Sasso 梳理了疾病领域创新的加速与停滞现状。
贯穿整个分析最清晰的信号就是多元化：更多的治疗模式、更多的靶点以及更多的疾病领域正在吸引大量的研发关注。
为全景分析构建的数据基石
Angela Zhou 首先介绍了数据来源。该分析提取了 CAS Content Collection™ 中的 36.8 万个专利族，这是全球最大的经人工标引的科学信息库。专利族经过合并处理，确保同一项在多个专利局申请的创新仅被计入一次。这种合并至关重要，因为它衡量的是研发投入而非法律活动。每一项专利都经过人工标引，在整个语料库中产生了约 8.5 万个独特的科学概念和 760 万种独特的化学或生物物质。
该方法将数据与自然语言处理 (NLP) 及人工智能辅助分析相结合，并全程由领域专家指导，对提取的主题进行整理、去重和验证。Angela 将这种组合总结为工作的核心：综合数据、先进分析与科学判断协同作用，并将结果可视化，以便读者能一目了然地掌握行业全景。
在行业层面，过去六年中制药专利的总产出保持稳定。Angela 还考察了专利所有权情况。在排名前 50 的制药专利申请人中，大多数持有的是自主申请的专利，但也有少数企业通过收购获得了相当大比例的专利。诺和诺德 (Novo Nordisk) 在收购专利方面处于领先地位，占比约 20%，其次是中国生物制药和华润医药。对于寻求将技术推向临床的小型研究机构而言，这一模式指明了最有可能进行授权许可或收购的企业。
治疗模式：多元化而非替代
接下来，Kavita Iyer 探讨了治疗模式。小分子药物凭借其在化学、规模、成本和口服生物利用度方面百年的优势，依然占据专利数量的主导地位。更具启示意义的是增长率：细胞与基因疗法、RNA 疗法和抗体药物的增长速度均已超过小分子药物，而药物研发中的人工智能与机器学习、放射性药物等小众领域则增长最快。
为了解读该分析，Kavita 详细介绍了作为报告核心的 CAS TrendScape 地图。在每张地图中，六边形的大小反映了该主题背后的专利文献数量，颜色则反映了增长率，暖色调的橙色和红色代表增长速度较快。早期主题往往规模较小但增长迅速；而规模较大、成熟的领域增长则较为缓慢。最具吸引力的机会通常表现为显著的研发积累和快速的增长率，不过，寻求蓝海空间的科研人员可能会关注那些由小型、明亮色调六边形代表的、专利数量较少但增长较快的主题。
几个治疗模式的信号尤为突出：
- 靶向蛋白降解。该领域在 5 月迎来了一个里程碑：美国 FDA 批准了 vepdegestrant (Arvinas/Pfizer)，这是全球首个获批用于治疗（此处为乳腺癌）的蛋白水解靶向嵌合体 (PROTAC)。专利活动集中在决定选择性和有效性的组件上，即 E3 连接酶结合物和连接子。PROTAC 的靶点正从最初的激素受体扩展到激酶及其他领域。分子胶仍是一个相对开放且快速增长的空间，而连接子作为跨模式的关键共享组件，其重要性不断凸显。
- RNA 疗法。mRNA 疗法的发展已远超疫情期间的 mRNA 疫苗，而小干扰 RNA (siRNA) 依然是一个规模庞大且日趋成熟的领域，其研究重心集中在偶联化学和递送技术上。自扩增 RNA、环状 RNA 以及与 CRISPR 相关的向导 RNA 等新型亚型正受到越来越多的关注。BioNTech 已成为专利领域的领跑者，其相关活动自 2022 年以来持续增长。
- 抗体疗法。图表中的冷色调大六边形标志着该成熟领域内持续且活跃的研发态势。单克隆抗体的增长已趋于平缓，而双特异性抗体、多特异性抗体以及抗体偶联药物 (ADC) 的增长速度则更快，尤其是在免疫肿瘤学领域。纳米抗体和单域抗体在学术界表现更为突出，反映出这些技术尚处于早期阶段。
- 细胞与基因疗法。嵌合抗原受体 (CAR) 疗法占据主导地位，这得益于CAR-T 在血液肿瘤治疗中的成功，专利活动主要集中在 CAR 的结构与组件上。6 月份迎来了第二个里程碑：中国国家药品监督管理局 (NMPA) 批准了赛基生物 (CARsgen) 的 satricabtagene autoleucel (Satri-cell)，这是首款针对实体瘤的 CAR-T 疗法，靶向胃癌中的 Claudin 18.2。CAR-NK 和 CAR-巨噬细胞疗法正作为现货型替代方案崭露头角，在实体瘤治疗和降低毒性方面展现出潜在优势。
在各公司的产品组合中，多元化已成为结构性特征：大多数领先企业目前拥有的专利涵盖四到五种模式，而十年前通常仅为一到两种。百时美施贵宝 (Bristol Myers Squibb) 和阿斯利康 (AstraZeneca) 正从化学小分子向抗体、细胞及基因疗法拓展；礼来 (Eli Lilly) 进军 RNA 领域；而历史上以抗体为主的再生元 (Regeneron) 也开始涉足 RNA。
分子靶点：超越既定路径
该分析确定了 2,000 多个分子靶点，其中酶和受体在新兴课题数量中处于领先地位。Kavita 重点研究了三个领域：受体、表观遗传靶点和 CD 抗原。选择这些领域的原因在于：受体是大多数获批药物的基础；表观遗传药物代表了一类机制独特且近期不断扩大的药物类别；而 CD 抗原在 CAR-T、ADC 及相关模式中至关重要。
在受体领域，关注点正转向与传统靶点不同的方向：用于疼痛和炎症治疗的 TRP 通道、表达在免疫细胞上用于癌症治疗的 C 型凝集素受体，以及 ASGPR（与其说它是传统靶点，不如说它是实现肝脏靶向 siRNA 的递送受体）。在主要受体家族中，生长抑素受体亚型 2 (SSTR2) 是肽受体放射性核素疗法的核心；黑素皮质激素受体在代谢和罕见肥胖症中占据一席之地；大麻素受体的研究则指向开发外周限制性药物，以避免中枢神经系统的副作用。Angela 指出，疫情期间被广泛研究的 ACE2 的出现，是一个验证该方法能有效发现真实信号的阳性对照。
对于表观遗传靶点，专利活动现已扩展至在癌症中频繁突变的 SWI/SNF 复合物亚基，以及蛋白精氨酸甲基转移酶 5 (PRMT5)，每类中均有多种抑制剂进入临床试验阶段。与主要集中在 HDAC 和 DNMT 抑制剂的第一代表观遗传疗法相比，专利活动显示出显著的多元化趋势。即使对于已确立的 HDAC 靶点，研发重点也已从泛抑制剂转向异构体特异性设计。
在 CD 抗原中，广为人知的 CD19、CD20、CD38 和 CD47 依然处于核心地位，但研究活动正扩展至其他免疫细胞靶点：用于治疗 T 细胞恶性肿瘤的 CD7（促使 CRISPR 编辑的 CD7 缺失型 CAR-T 项目以避免自身靶向）、在自身免疫疾病与癌症中可发挥相反作用的 CD25，以及存在于耐药性癌症干细胞上的 CD133。
疾病领域：创新加速与停滞之处
Janet Sasso 在演讲最后从疾病领域的视角进行了总结。癌症依然是最大的单一类别，约占专利申请总量的 15%，其次是传染病、神经系统疾病和免疫介导疾病。在几乎每个类别中，企业实体均占据了大部分申请，学术机构占据其余部分。Janet 将这种分工解读为研发管线的连续性，而非商业利益的衡量标准。学术团体往往引领早期发现，而企业则负责后续的开发、规模化生产和商业化。学术机构的高占比通常标志着该领域尚处于早期阶段。
该分析绘制了 17 个疾病类别中 1,700 多个增长课题的图谱，且增长最快的领域并非最大的市场：
- 纤维化疾病在报告中拥有最广阔的图谱之一，涵盖了七个器官系统。纤维化与其说是一种单一疾病，不如说是一种通过跨器官共享通路解决的反复发作机制，这使得平台化策略优于针对单一器官的项目。
- 遗传性疾病因其可见的创新足迹涵盖了众多罕见病而脱颖而出，基因疗法、反义寡核苷酸和酶替代疗法使其成为可治疗的疾病。亨廷顿舞蹈症在增长方面处于领先地位，其基因沉默项目主要针对 HTT 信使 RNA。
- 代谢性疾病正超越糖尿病和脂质簇领域实现多元化，罕见脂质疾病推动了最深入的研究。随着 GLP-1 的成功，肥胖和体重管理疾病再次受到关注，包括礼来公司每日一次的口服 GLP-1 药丸等新型递送途径。
- 呼吸系统疾病在所有类别中显示出最高比例的快速增长课题，主要集中在哮喘、过敏性气道疾病以及职业性和辐射诱发的纤维化疾病。
Janet 对“冷门领域”的看法同样直截了当。传染病处于增长缓慢且平稳的状态，反映出抗菌药物市场已趋于成熟。泌尿系统疾病的高增长领域较少，创新正转向器械、手术和诊断。类风湿性关节炎和银屑病等自身免疫性疾病的增长几乎停滞。她认为，这些领域停滞不前的原因在于商业激励而非基础科学的限制，而这正是需要新型治疗方案的地方。
她为听众留下了四个优先事项的信号：遵循机制，因为增长集中在生物学定义明确且与正确模式匹配的领域；将罕见病视为可治疗的；以平台思维而非单一项目思维进行思考；将增长停滞的领域视为未满足需求的信号，而非科学研究的停滞。
未来展望
Kavita 在最后预览了团队的下一项分析。研究小组不再将模式和靶点分开考察，而是研究它们如何共现，通过专利数量与增长率的对比来绘制模式-靶点组合图。位于低数量、高增长象限的组合指向较低的专利饱和度和开放的机会。例如，ADC 与 FGFR2 的配对代表了一种经过验证且快速增长的组合，而 ADC 与 CXCR2 的配对则标志着一个真正的空白领域，目前尚无此类偶联药物处于开发阶段。
这三场演讲的核心主线在于地图本身的价值。正如 Angela 在总结时所言，个人研究往往局限于特定项目，而全景视图能帮助研究人员明确其工作在相关领域中的定位，识别新兴目标和模式的关注点，并对比过去五年与未来五年的发展趋势。
观看完整网络研讨会
如需直接了解 Angela Zhou、Kavita Iyer 和 Janet Sasso 的分享，包括完整的方法论、CAS TrendScape 地图以及观众问答，请通过 ACS Webinars 点播观看录像。
如需获取完整分析，请参阅 CAS 洞察报告《通过专利情报解锁药物创新未来》，其中包含全套 CAS TrendScape 地图及底层数据。
观众提问
在小组讨论结束时，我们回答了观众提出的许多问题。以下是总结。
问题：与五年前的类似报告相比，最大的区别是什么？
Answer: The clearest difference is diversification, across both therapeutic modalities and molecular targets. Five years ago, the analysis would have shown far less development in these areas. Technology has moved quickly since then, particularly in biologics, gene therapy, and cell therapeutics, which feature far more prominently on the map now than they would have five to 10 years ago. Small molecules still account for a large share of overall effort because of their distinct advantages, but biologics bring their own value, including suitability for rational design, potentially faster development timelines, and often greater target specificity. The period also opened up more of the druggable universe: targets once considered undruggable became reachable through approaches such as PROTACs , which can degrade a protein regardless of its size rather than relying on a small molecule to inhibit it directly. Genetic diseases caused by single-gene mutations have gained momentum as well, supported by advances such as recent CRISPR-based therapeutics with one of them being approved in 2025.
问题：CAS TrendScape 地图分类与 CAS 词库是如何对应的？制药领域的词库更新频率如何？
回答：CAS 词库是一个标准化的受控术语词汇表和本体（CAS 概念），用于索引科学文献和专利。本次分析在利用该词库的同时，还应用了自然语言处理 (NLP) 技术，以捕捉研究人员和作者如何用当前术语描述其工作。对比两者发现，约 80% 的提取主题与现有词库概念相匹配，分析还挖掘出了新术语。词库通过此类系统性分析以及分析师在阅读新文章和专利时标记新术语的建议，进行持续更新。该项目的一个有益副产品是，它将领域内的最新术语反馈回了词库中。
问题：尽管在生物制剂、RNA 和细胞疗法上投入巨大，但小分子药物在专利数量上仍占据主导地位。这说明了药物发现转型的步伐如何？
回答：数据表明小分子药物不会被取代。它们在可扩展性、化学性质和成本方面具有内在优势，这意味着它们不会消失。生物制剂并没有取代小分子药物。这种转变是多元化，而非替代。
问题：首个 PROTAC 获批具有怎样的临床和战略意义？
回答：此次获批提供了 PROTAC 在人体中有效并能达到必要生物利用度和治疗效果的临床概念验证。它还确立了一条监管路径：随着一个 PROTAC 完成所有三个阶段的临床试验，目前已建立起一条可能加速未来审批的管线。其设计本身意义重大。由于降解需要将两个蛋白质聚集在一起，单一小分子难以完成这项工作，而 PROTAC 将两个小分子连接起来，一个结合靶蛋白，一个结合降解剂，从而使它们靠近。这为药物化学家提供了一个更易于处理的理性设计起点，人工智能可能会进一步推动这项工作，特别是在分子胶设计这一更难的问题上，通过提高对蛋白质口袋内结合亲和力的预测能力。
问题：物质组成专利和单独的制剂专利是否被计入同一个专利族？
回答：这取决于专利的申请方式。如果制剂专利是作为原始物质组成专利的延续案或分案申请的，它会要求回溯至同一母案的优先权，分析将其归为同一个专利族。如果制剂专利是作为具有独立新优先权日的独立申请提交的，则被计为单独的专利族。
问题：当分析提到企业专利与大学专利时，这是什么意思？
回答：这种区分是指专利所有权，具体指专利受让人。由公司作为受让人提交的专利被计为企业专利。所有权可以变更：如果一家公司从大学购买了专利，该专利随后会被计为企业专利，因为分析反映的是当前所有者。
问题：共现分析能揭示哪些传统专利计数无法揭示的信息？
回答：仅统计某种模式的专利增长数量，无法提供有关所涉及靶点的背景信息。共现分析增加了这一背景。一个靶点可能在某种疾病中得到了充分验证，并被大量用于小分子药物研究，但周围却没有生物制剂活动，这指向了一个潜在的机会。由于分析有数据支持，意义来自于重复：单一的共现说明不了什么，但重复出现数百次的配对则预示着值得研究的模式。其目的是识别新兴组合和研究及专利申请机会存在的空白领域。
问题：数据分析对于下一代生物干预措施，特别是针对遗传性疾病的意义是什么？
答：许多遗传疾病属于罕见病，而人工智能极大地提升了文献挖掘和关联零散证据的能力。通过整合全球范围内的研究成果，包括已发表的科学数据、临床数据及电子病历，我们能够更全面地描绘这些罕见病的图景，从而使其更具可研究性，并为行业带来前所未有的商业价值。
