源头创新:激活制造新引擎,跨越产业 “死亡谷”

企业   2024-11-19 08:00   北京  

本文节选自华高莱斯“技术要点”系列丛书《新智造城市,本书正在编校中,网络版抢先看!

作者 | 李奕佳
目  录


1. 源头创新,牵引制造回归

2. “产—研”转化之桥的搭建手册





01

源头创新,牵引制造回归

REGAL LLOYDS


随着新一轮科技革命和产业变革深入推进,科学发展推动产业发展的逻辑发生了深刻变化,逐渐从产业端需求引导技术进步的“产-学-研”模式,转变为以科学研发撬动产业发展的“研-学-产”模式,原始科技创新日益成为产业变革的核心驱动力。

而作为引领经济高质量发展的重要引擎,新兴战略产业及未来产业的深度变革更是依赖于“从0到1”的源头创新,同时更加倚重知识、技术、专业化的人力资本等高级生产要素。
尤其是在生物医药、新能源、新材料等领域,产品甚至工艺的创新都源于基础研究所孕育的突破性创新、颠覆性技术。而未来产业的发展更是进入技术“无人区”,产业发展对前沿技术创新的突破性、颠覆性提出了更高要求。


生物医药等产业的发展更加倚重高级生产要素

(来源:全景网)




1. 源头创新驱动产业变革的同时,研发与制造的关系也愈发紧密


产业经济领域的“微笑曲线”理论认为,附加值最高的区域集中在价值链的研发设计和品牌服务两端,而处于中间环节的制造附加值最低。

然而,《制造繁荣——美国为什么需要制造业复兴》一书中写到,创新和制造曾被视为分属于经济体系的两端,研发是创新过程的关键部分,但并不是其全部。创新涵盖了将创意从头脑中的构思变为消费者手中产品的全过程。
对于一些高度复杂的产品(比如平板显示器、光伏电池、生物医药)而言,从产品研发走向产品生产需要极为紧密细致的协调安排,并实现研发设计者与生产者之间的知识交换。
而在麦肯锡全球研究所发布的报告《制造业的未来:全球增长和创新的新时代》中也曾提出,创新程度高的研发密集型产业和生产过程复杂的产业通常需要研发与制造同处一地。
报告还根据制造业的不同特点和需求将制造业划分为5大类,分别为依赖于本地市场的全球创新型产业、研发投入较少的地区加工型产业、能源与资源密集型产业、需要世界领先技术与创新成果的产业、面向外贸的劳动密集型产业。
其中,依赖于本地市场的全球创新型产业及需要世界领先技术与创新成果的产业,这两大类制造业的研发强度较高;细分到具体领域,则以制药、交通运输设备、计算机、半导体和电子、医药和光学设备等产业领域的研发强度最高。
以极具代表性的生物医药领域为例——相比于其他制造领域,生物医药领域的模块化程度低,研发和制造紧密相关。不同于整车制造从研发设计,再到构建零部件、拼装组合,在药物研发到制造上市的过程中,来自研发环节的智力支持和制造环节的工艺调整反馈是密不可分的,整体来看并不是一个单纯的线性过程。
就具体流程而言,在药物研发的初期,就涉及到小试提供小批量的试验样品,进行初步安全性和有效性的实验,设计合理的工艺路线。接下来,还需要将实验室的研究成果扩大,依托中试环节不断探索向制造端的可能性。
随着新药进入临床试验阶段,就需要更大规模的制备。在此过程中,原料药逐步实现从克级规模到公斤级规模,再到吨级规模的跃变。但这一过程并不是“照方抓药”,通过线性放大的简单计算就能够完成的。
生物药不仅分子量极大,且结构更加复杂,通常无法通过化学方法合成,也无法完全复制相同分子结构。以蛋白质类药物为例,有一级结构、二级结构以及复杂的三级结构,有些药物的蛋白分子间甚至还会形成四级结构。
分子结构的复杂程度,也决定了生物药研发生产过程的“不平凡”。生物药的研发包括确认产品(蛋白质结构)是否具有理想的疗效(如消炎)以及设计一个能生产该特定蛋白质的工艺。
工艺的任何细小变化(如产品介质成分的轻微变化)都会产生不同的蛋白质。因此,研发与制造过程存在大量的迭代关系(试验并消除误差)。
毫不夸张的说,对于生物药而言“工艺即产品”。因此,为了降低临床研究的成本和复杂性,在生物药研发的早期阶段,合适的配方和工艺就已经成为难以忽视的一部分。


对生物药而言“工艺即产品”

(来源:全景网)




2. 研发与制造虽高度依存,但创新成果的“打怪通关”之路依旧坎坷


但是,在创新成果转化为现实生产力的过程中,它们之间存在着难以逾越的鸿沟。在这个过程中,实验室的无数创新成果,早在前期的构想、实验阶段的便胎死腹中。

还有一些创新种子,好不容易走到最后的产品阶段,也有可能因不被市场接受而最终走向“死亡”。这一阶段也被称为“死亡谷”,具有投入大、风险高、周期长的特点,也是各国创新领域的普遍现象。
那么,对于这些制造与研发有着强关联的产业来说,是否就意味着跨越“死亡谷”变得轻松了呢?事实并非如此,跨越“死亡谷”仍旧困难重重,甚至难度升级。这是由于源头创新具有首创性、突破性和非共识性等特性,相比于一般的科技创新相当超前,技术开发和成果转化前景的不确定性更高,源头创新的成果转化更加艰难。
对于研发端来说,拥有前沿成果的团队对于市场需求的认识不足,往往也不具有相应的市场化意识和能力;而对于产业端而言,许多前沿的科研成果不够“接地气”,企业本身也缺乏转化吸收的能力,承接风险的意愿低。
在这里,同样以生物医药领域为例,科学发展到现在,创新药研发仍是一场漫长无比、艰险重重的冒险。长期以来,医药研发领域流传着著名的“双十定律”,即从创新药研发开始到最终获批上市平均需要耗时十年,投入成本约十亿美元。
而据发表在《美国医学会杂志》上的文章显示,2009-2018年期间,将一种新药推向市场的中位成本为9.85亿美元,平均成本为13亿美元。但只有走通险象环生的新药“三部曲”——药物发现、临床前研究以及临床试验,诞生于实验室的新发现才有可能转化为广大患者手中的新药。
首先,科学家们要研究不同疾病的发病机制、确认靶点,并在成千甚至上万种化合物中进行筛选,只有经过层层筛选的候选药物,才能被继续推进至临床试验。
在进入验证药品有效性及安全性的临床试验环节后,90%的候选药物会在I、II、III期临床试验或药物批准过程中失败,治疗阿兹海默症的药物临床试验的失败率甚至高达99.6%。药物经过“荆棘密布”的临床试验阶段,在获得国家药监部门的批准后才能正式进入市场。但这也不意味着大功告成,在药品上市后还要继续对其疗效和不良反应进行监测。
简言之,创新作为完整的链条,成果只有转化为实际生产力,才算真正走完了这一段艰难的路程。但在“创新力”变为“生产力”的这条路上,并不是抓住源头创新成果、抓住研发机构,就抓住了价值链的一切。“从0到1”的源头创新离不开供给转化能力的推动,更离不开制造能力的支撑!
在这种趋势之下,大都市的角色也应发生转变!
对于大多数城市,创新资源集中于科研机构、高等学校等创新主体,而企业是行业发展的主要推动者。但很显然,以“1+1=2”的简单思维,将研发端和制造端进行“强行”绑定并不现实。
要联合产、学、研、官的多方力量,在“死亡谷”之上为创新源头与制造端架起一座灵活却稳固的桥梁,最终才能真正将创新成果转化为生产力,创造出“1+1>2”的效果。
因此,作为最有可能产生源头创新前沿突破的创新据点,大都市更应该主动成为产业生态的构建者,而非一座“创新孤岛”。那么,从国际经验来看,“协作”“融合”也是众多国际大都市搭建产业创新生态的关键所在。
例如,新加坡为先进制造业的发展打造的新空间——裕廊创新区,打造了“人才与培训”“技术供应商”“研究与开发”“未来工厂”四大联系紧密的功能区,意图将企业、科研机构和高等学府汇集到一起,建立一个充满活力和可持续发展的制造业生态系统。
同时,“未来工厂”功能区内,打造了旗舰项目武林广场,为重型机械提供高负载的结构地板,并为3D打印生产线、机器人技术等不同功能提供不同的楼层高度。因此,入驻企业能够将研发、原型设计到生产、分销以及总部职能全部落位在这里。
目前,日本机床巨头发那科和韩国现代汽车集团已宣布入驻武林广场,发那科将在这里设立新的区域总部,韩国现代汽车集团则在此设立了创新中心,而这也是新加坡首个电动车制造厂。
现代汽车公司高级副总裁Jung Hong Bum表示,裕廊创新区将先进制造商、学术机构、技术供应商和服务完美组合在一起,使其成为创造新想法和试验创新解决方案的理想场所 。


新加坡裕廊工业园区




02

“产—研”转化之桥的搭建手册

REGAL LLOYDS


那么,大都市要如何为制造回归,架起跨越“死亡谷”的“转化之桥”呢?接下来,不妨以生物医药产业为切入,进一步探索不同城市的“架桥”经验。

而新加坡、神户这两座城市,则为我们提供了两种不一样的思路:新加坡从制造端出发,强化承接前沿成果的能力,为创新研发生态的茁壮生长提供了土壤空间;而神户则是从研发端出发,强化转化研究能力,让创新成果在转化为生产力的路上迈出最坚实的第一步。




1. 新加坡:强化制造端优势,提升承接前沿创新成果的“制造力”


新加坡将“成为亚洲生物城,打造领先的国际生物医药产业集群,通过追求卓越的研发、制造和医疗服务来促进人类健康”作为生物医药领域的发展愿景。

在这一明确的目标之下,新加坡政府于2000年推出为期十五年的“国家生物医学科学战略”的计划,将生物医药产业列为四大支柱产业之一。
该计划分为构建产业基础(2000-2015年)、增强转化与临床研究能力(2006-2010年)、抓住机遇拓展经济与卫生领域的影响力(2011-2015年)三个阶段实施 ,逐步推动新加坡生物医药产业的发展。
二十多年来,弹丸小国新加坡凭借其活跃的创新研发生态和强大的药物研发能力,已成为亚洲发展最快的生物产业集群之一。
资料显示,已有超过30家全球领先的生物医药公司,如葛兰素史克、诺华、武田等,纷纷将新加坡作为了推动研发创新的重要基地。其中,还有许多公司对从产品设计到优化、验证的端到端能力进行了投资。
那么,提到新加坡的创新研发生态,就不得不提新加坡政府计划投资10亿美元兴建的启奥生命科学园(以下简称启奥园)。
2003年,耗资3亿美元兴建的启奥园一期正式开园,提供给政府资助的医药研究机构、制药和生物技术公司的研究中心进驻,由此园区形成了从上游研发到下游开发的完整产业创新链。
面对从技术研发到产业化的实际需求,启奥园充分发挥作为产业平台的作用,促进跨学科合作,更好地弥合创新研发到成果转化之间的间隙。
而新加坡,不仅是生物医药企业眼中的“创新热土”,也是制药企业心中理想的制造基地。新加坡将自己定位为综合生物医学中心,为医药企业设立研发设施和制造工厂提供一站式地点。
如今,世界前十大制药公司中,有八家在新加坡设有工厂,包括安进、默克、葛兰素史克、辉瑞等;全球前十大收益最高的药物中,有四种在新加坡生产。2022年,医药制造业占新加坡生产总值约190亿元 ,成为除电子业之外新加坡最“吸金”的产业。
但是,21世纪初,在政府决定实施生物医药战略时,生物医药产业在新加坡的基础其实相当薄弱。20世纪90年代,新加坡虽然已有大型外国制药公司的生产基地,但主要生产化学药及原料药。
如葛兰素史克作为最早开始在新加坡从事药品生产的跨国制药巨头之一,早期在新加坡建设的工厂是雷尼替丁原料药的生产基地。生物技术公司的存在微乎其微,也几乎没有生物医药的制造基础。
然而,新加坡却抓住了大型外国制药公司设厂的机遇,在聚力构建新加坡生物医药创新研发生态,培育创新实力的同时,不断强化制造端的实力。通过完善制药的基础设施、强化制药能力优势,以及培育制药人才三方面入手,将承接前沿创新成果的“制造力”,转变为新加坡吸引跨国医药企业的“竞争力”。


新加坡启奥生命科学园



▍完善基础设施,吸引跨国公司落户



早期落户在新加坡的医药公司,大多分布在裕廊工业区。为促进集聚效益,新加坡政府在西部的大士区建立了医药制造基地“大士生物医药园”,主要供生物医药企业建设生产厂房,在吸引大型生物医药公司的生产投资方面发挥了重要的作用。

共占地360公顷的大士生物医药园打造了“即插即用”的环境以及共享设施,使得医药企业能够在尽可能短的时间内快速开展生产业务。医药企业既可以直接搬进基础设施齐全的标准厂房,也可以根据需求定制。
对于新加坡来说,早期的化学药生产经历仅仅是吸引跨国公司设厂的“敲门砖”,其卓越且可靠的制造能力以及良好的营商环境,才是帮助新加坡成为生物制药公司设立生产基地首选的缘由。
在过去的30多年,美国食品和药物管理局和欧洲药品管理局等国际监管机构本地的生产设施进行审查,但均未对在新加坡的这些设施提出过重大意见。早在2000年,新加坡就已加入国际药品认证合作组织(PIC/S)。
作为国际药品检查领域的权威机构,该组织覆盖全球54个国家及地区,成员国相互承认官方GMP认证报告。对于以出口为主的制药企业来说,能够有效降低生产企业的合规负担和成本,节省人力、时间和物质成本。
不仅如此,在医药物流方面,新加坡也为制药企业提供了高效、可靠的服务。新加坡地理位置优越,物流业十分发达,拥有高效快捷的货运网络,全球最大的25家物流企业中有24家落地新加坡。
目前,新加坡共有12家公司获得国际航空运输协会颁发的医药物流独立验证卓越中心认证,也是亚太地区获得该认证公司数量最多的国家。
为了支持新加坡作为全球生物制药中心的持续发展,樟宜机场集团于2017年发起了“Pharma@Changi”联盟,与包括Bollore Logistics、CEVA Logistics Singapore、DHL Global Forwarding等获得认证的空运公司达成合作。由此,樟宜机场也成为了亚太地区首个也是最大的CEIV Pharma认证社区。


樟宜机场


新加坡强大的制药基础设施,成功吸引了许多跨国制药企业。例如,2009年,葛兰素史克在大士生物医药园耗资5.1亿新元打造了疫苗生产基地,也是比利时之外的第一个疫苗生产基地;2014年,安进耗资1.6亿美元在大士生物医药园打造了下一代生物制造工厂,是安进在亚洲的第一家制造工厂。



▍推进公私合作,强化制药能力优势



从研发到先进制造,新加坡政府始终致力于支持先进制造技术的发展,以确保行业竞争力。

为了进一步强化新加坡在制药能力方面的优势,新加坡政府以“公私合作”为核心理念,不断深化与制药企业在业务领域的合作,意图将公共部门的研究能力和制药行业的领域专业知识进行结合。
2009年,A*STAR下属的化学与工程服务研究所开设了一个中试规模的实验室设施Kilo Lab,在增强新加坡在工艺开发能力的同时,帮助制药公司进行工艺开发和新产品改进,争取与制药公司展开更多的合作。
同年,葛兰素史克生物制剂公司与A*STAR的生物加工技术研究所建立了伙伴关系,意在将疫苗的开发研究优势同生物加工研究所的工艺开发能力相结合,为新一代疫苗的开发带来新的突破机遇。
2017年,A*STAR与新加坡国立大学合作发起了“新加坡制药创新计划”(PIPS),并与葛兰素史克、辉瑞以及默沙东签署了谅解备忘录。
该项计划重点关注连续制造、生物催化、过程分析技术等领域,通过合作伙伴之间的协作创新,以新颖的制造技术提高新加坡制药行业的生产力和运营效率。
此外,基于工业互联网实现流程自动化、智能制造等涉及工业4.0计划的内容,也通过PIPS项目进行了测试。
例如,在PIPS计划的推动及资助之下,剑桥高级研究与教育中心的Alexei Lapkin教授团队成功开发了一项新型自动化自我优化系统,针对给定的活性药物成分(API),能够快速确定可持续且高产的多步骤化学合成及纯化路线。
2022年底,在PIPS计划的基础上,A*STAR与EDB进一步推出了BioPIPS计划,将关注点转向重组治疗蛋白和疫苗在内的生物制品,创造高效、可持续和创新的尖端生产技术和制造解决方案。
BioPIPS计划成员包括了新加坡国立大学、南洋理工大学、新加坡理工学院等研究机构,以及葛兰素史克、赛诺菲以及武田制药等制药企业,通过扩大与具有相同价值观的企业的合作,提升其作为全球生物制药中心的地位。
对于此项目,A*STAR科学与工程研究理事会助理首席执行官Lim Keng Hui教授表示:“A*STAR旨在通过BioPIPS贡献我们的研发能力,帮助本地制药业变得更加灵活,更好地受益于新产品和新技术。”



▍以制药人才为抓手,夯实产业发展生态



以“惜才爱才”著称的新加坡很早就认识到,人才是创造知识和创造价值的研发活动的关键。

由于人口稀少,新加坡不得不制定全面的人才战略,以在研发领域的各个层面及领域吸引和培养本地和国际的世界级科学家。针对知识密集型的生物医药产业,新加坡创新打造了引进外籍顶尖专家与培育本土人才并举的“鲸鱼与孔雀鱼”人才培养模式。
在时任国家科技局(现为A*STAR)主席杨烈国的多年努力之下,不少所谓的“鲸鱼”来到了新加坡的科研机构及院校担任科研领头人,如发现p53肿瘤抑制蛋白的大卫·连教授、曾在美国国家癌症研究院工作的癌症学家刘德斌等。
然而,新加坡关注的不只是探索生物医药创新前沿的科研人才,制造人才的培育也被放在同等重要的地位。新加坡成立了生物制药制造商咨询委员会(BMAC),由政府机构以及葛兰素史克、默沙东等制药公司组成,致力于巩固新加坡在制药领域的地位。
希望以高技能的制造业劳动力领导制药业,通过提升雇员技能,培训新员工以及推广最佳实践等方式,来实现优质的加工发展能力。


新加坡注重生物医药制造人才的培育

(来源:图虫创意)


早在2014年,BMAC就与新加坡劳动力局、EDB一同启动了针对生物制药领域的五年计划——“部门人力资源发展计划”,旨在通过政府机构与企业之间的共同努力,提升制药人才的工作技能。

该项计划主要涵盖了以下三大方面:如何满足对熟练劳动力的高需求、提高培训计划的相关性以及如何吸引并留住人才。例如,其中一项名为“生物制品海外培训计划(BOOST)”的子计划,就是将新加坡本地的应届毕业生送到制药企业位于美国的总部工厂,接受为期一年的生物制剂工艺技术员培训的项目。
此外,面向有一定工作经验的骨干人才,BMAC也推出了相应的培训计划。如2019年,BMAC与一家领导力培训公司合作,旨在帮助中高级管理人员培养自我意识和适应技能,如有效沟通、解决问题和适应能力。
除了提高领导技能外,参与该项目的学员还可以参加有关工业4.0转型的小班课程。这项课程由新加坡全国职工总会主导,并由南洋理工大学与新加坡共和理工学院共同开设。依托新加坡全国职工总会的移动学习程序“U Leap”,学员可以学习行业相关的数字化知识,或是了解微生物实验室安全和干细胞技术等行业知识。



▍构建创新研发生态系统,增强创新源头供给



正如前文所言,产业发展需要高质量的源头创新进行撬动。新加坡政府则依托启奥城完善的物理基础设施,相应地构建了促进公私协同创新的机制,让这些跨国企业能够真正地将研发环节沉淀到新加坡,为产业发展提供强劲动能。

新加坡搭建了涵盖政府机构、跨国公司、本土企业、高校等多元主体的合作平台,共同推动科研成果转化,有效激发了新加坡生物医药产业创新活力。
如2003年,EDB就与诺华制药公司开展了公私合作,共同投资一亿二千多万美元在启奥园设立了诺华热带疾病研究所,致力于为登革热、疟疾和结核病等疾病寻找新的治疗方法。此外,罗氏、拜耳、礼来也陆续与新加坡国立大学及本地科研医疗机构开展多项合作项目。
此外,启奥园内还会一年举行两次交易会,园区内的研究机构及企业展示研究成果,政府则邀请世界各地的生物医药企业进行参观,促成一对一的洽谈,助力研究成果转化。
随着自身生物医药研发基础的不断强化,新加坡也持续升级举措。2007年,A*STAR的实验治疗中心与高校和企业联合共建药物发现平台,致力于新药研发和转化。


启奥园内的生物医药企业


而在2019年,A*STAR进一步将下属的实验治疗中心、药物发现和开发部门和实验生物制品中心进行整合,成立了实验药物研发中心(EDDC)。

EDDC集成了小分子和大分子发现以及临床前开发、生产工艺研究、监管和临床开发等环节,旨在更好地协调医药研发生态系统中的公私合作伙伴关系,将新加坡生物医学和临床科学研究领域的优秀科学成果转化为创新的医疗解决方案。
2023年,由EDDC及其合作伙伴研发的创新抗体偶联药物(ADC)EBC-129获得美国FDA批准在实体瘤患者中开人体临床试验,也是首个在新加坡研发、制造的ADC药物,而这一重大突破也展现了新加坡日益强大的研发能力。
总结而言,新加坡在重视研发环节的同时,更是从制造端出发构建自身优势,依托强大的制药基础来承接前沿成果的落地。最终,新加坡在寸土寸金的有限空间之内拓展了生物医药产业生态,成为了全球领先的创新医学生产基地与药物研发中心。
这也正如新加坡科技局前主席杨烈国先生所说,“新加坡最终的目标,是要建造一个一应俱全的科研和制药生产环境,将新加坡打造成为亚洲生物医学研发中心”。




2. 神户医疗产业都市(KBIC):聚焦转化研究,筑牢连接研发与制造的桥梁


不同于新加坡,日本关西地区兵库县的首府城市神户,则是从研发端出发,瞄准“转化研究”环节,创造了从无到有打造神户医疗产业都市(KBIC)的奇迹。

1868年,神户成为了日本最早开放对外通商的五个港口之一,自开港后,造船等港口相关产业就开始发展。以神户港为中心,造船、钢铁、机械等重工业发展迅猛,神户也成为了日本工业支柱城市,包括神户制钢所、川崎重工、三菱重工等大型重工企业均与神户有着极深的渊源。
然而,随着20世纪90年代前后中国及韩国的崛起,以及泡沫经济的崩溃,日本本土的重工业也出现了一定的衰落。在这一形势之下,作为神户支柱产业的重工业也开始向海外转移,城市经济发展出现瓶颈。
1995年1月17日,突如其来的日本阪神-淡路大地震,更是给神户带来了重创。神户市近万栋建筑物被摧毁,几乎将整个城市的基础建设夷为平地。地震造成近5000人丧生,2万多人受伤,财产损失近10万亿日元。当时的神户,不仅经历着产业结构转换的阵痛,还要应对地震带来的毁灭性破坏。
在灾后重建的过程中,神户提出了“神户医疗产业都市”构想,希望能够以医疗产业为出发点,提高城市医疗和福祉水平的同时,发展新兴产业,重振神户的经济活力。1998年,KBIC在神户的港湾人工岛二期上起步建设,总面积为3.90平方公里。
经过20多年的建设,KBIC已发展成为日本最大的生物医药产业集群。相关数据显示,KBIC已聚集了约370家企业和机构,其中就包括了日本唯一的自然科学综合研究机构——理化学研究所的神户分所,以及武田制药、岛津医疗等生物医药公司。
目前,已有超过1.2万从业者聚集于此。KBIC也产出了多项令人瞩目的成果,在全球范围内具有一定的影响力。如,2014年,世界首例使用患者本人iPS细胞(诱导性多能干细胞)的视网膜移植手术,在KBIC的尖端医疗中心医院(2017年合并至神户市立神户眼科中心医院)完成。
2020年底,诺华与KBIC建立了全球第一款获批上市的CAR-T(嵌合抗原受体T细胞)疗法——Kymriah静脉输注悬浮液的生产设施,这也是亚洲首个面向市场生产这款下一代抗癌疗法的工厂。
那么,KBIC是如何从无到有培育医疗产业,并取得今日的成就呢?
从建设之初,KBIC就以连接研发端和制造端的“转化研究”环节为核心,构建了“产官学医”连接的创新生态,并为有希望的“种子”跨越死亡谷保驾护航。同时,推动“开放式创新”,以临床实际需求为出发点,实现医疗前沿创新,并为当地制造业创造新机遇。


神户医疗产业都市是以医疗产业为主导的综合性新城



▍抓住专业核心人物,构筑“产官学医”连接的产业生态



1994年,港湾人工岛二期竣工,神户市政府原计划在此建设名为“神户休闲世界”的大型主题公园,整体对标东京迪士尼乐园。但突如其来的大地震打断了原有的计划,在灾后重建的过程中,神户市开始对城市的未来进行探索性思考。

最终,在时任神户市市长笹山幸俊的推动之下,神户市决定将医疗相关产业作为重振神户经济的发力点。
但起初在推动医疗产业都市计划时,神户市政府就意识到政府其实并没有能力分析、规划医疗产业。
因此,笹山幸俊市长邀请了时任京都大学校长井村裕夫担任神户市中央市民医院院长。1998年6月,井村裕夫就任神户市中央市民医院院长没多久,就收到了来自笹山幸俊市长的助力重建神户的邀请。
在这之后,井村裕夫成为了推动神户医疗产业都市建设的核心人物。神户市政府提出“神户医疗产业都市”的计划,是希望在港湾人工岛上聚集相关企业。但在井村裕夫得知这项计划后,立刻指出“只有企业是不够的,必须同时迁入研究机构和医疗机构”。
1998年10月,神户市政府设置了以井村裕夫为主席的“神户医疗产业都市策划座谈会”,并在1999年3月形成了基本构想的报告。这份报告明确了三个重点研究方向,即医药产品等临床研究、再生医疗等的临床应用、医疗器械的研究开发。
在这份报告的基础上,由京都大学、大阪大学等在内的关西地区的主要高校、研究机构,厚生劳动省、兵库县等政府机构,以及200多家医疗相关企业组成的研究会对构想的具体化不断进行了探讨。
2000年,神户市政府牵头成立了独立的财团法人“尖端医疗振兴财团”,依旧是由井村裕夫担任财团理事长。其成立的目的是连结产官学医的力量以提高医疗产业,通过构建新一代医疗系统,推动医疗相关产业集群的形成,而这个组织也成为了推进构想落地的核心机构。
在推进过程中,实际开展研发活动的机构主导了研究计划和研究设施的运营,而神户市政府则聚焦于企业招商、土地利用协调等方面,为研发活动的开展提供保障。由此,也开创了将产业集群管理和前沿技术开发统筹交由专业人员运营的特色模式。
此外,在井村裕夫的促进之下,理化学研究所在2002年于神户设立了分所,下设发展生物学综合研究中心和再生医学综合研究中心,为神户医疗产业都市的发展带来了创新原动力。
2015年,井村裕夫由于身体原因辞去财团理事长一职。此时的神户,抓住了另一位核心人物——2018年诺贝尔生理学或医学奖获得者本庶佑教授。
本庶佑教授接过了井村裕夫的接力棒,在2018年将财团改组为神户医疗产业都市推进机构(FBRI),作为连接产学官医的“知识据点”,进一步加强研究机构、医疗机构以及企业之间的合作及研究。
FBRI依据“前沿研究-实用推广-合作及商品化”三大板块构建了四大业务中心,即IBRI 先进医疗研究中心、TRI医疗创新促进中心、RDC 细胞疗法研究中心以及CCD集群推进中心。


众多医疗与研发机构聚集的神户医疗产业都市核心区



▍聚焦转化研究环节,架起研发端和制造端的桥梁



早在接触到KBIC项目之前,井村裕夫就已经十分关注如何将基础医学研究的成果转化为临床应用的问题。他认为,尽管日本的大学及研究机构的基础科研成果非常出色,但将研究成果与实际应用联系起来的工作并不到位,从而错失了产业发展的机会。

因此,结合港湾人工岛上还没有研究机构的情况,井村裕夫在确定KBIC基本构想之时,就明确了KBIC的重点方向——将基础研究应用于临床的转化科学。
2007年,KBIC制定了《神户健康科学(生命科学)振兴愿景》,为此后10-20年神户产业集群的打造指明了方向。这份文件提出,要在集群内构建“医学革新系统”,即将转化研究作为KBIC的核心竞争力。通过“产学官医”的协同合作,综合推进基础研究到临床研究的过程,帮助每一颗有希望的创新种子跨越死亡谷,并强化与产业端的衔接。
同时,要在中央市立医院周边推动高度专业医院的集中,形成“医学集群”,以便能在临床实践中快速利用研究成果。
在实际推进过程中,FBRI依托集群推进中心(CCD中心)构建了“专业协调员机制”,希望能够在最短的时间内、不走弯路地进行研发,能够比竞争对手更快地将成果带入临床医疗中。无论是处于研发端的医生、研究人员,还是处于制造端的企业,只要是有开发产品意愿的主体,都可以获得由专职协调员引导的“陪跑”服务。
从具体流程来看,首先由拥有生物医药专业背景的专职协调员,结合不同主体的需求提供针对性的咨询,将拥有研发成果的研发端,和具有生产能力和销售渠道的公司连接起来。进入产品开发阶段后,FBRI会在自己的资源库内寻找医学教授、专利代理人等专家,为产品开发提供更加专业性的指导。
同时,协调员会帮助联系神户市立中央医院等集群内的临床医疗机构,开展后续的临床研究。不仅如此,KBIC还是日本唯一设有PMDA(日本药品医疗器械管理局)战略咨询协作中心的医疗产业集群,由PMDA关西分部提供新药注册等药事咨询。
在此基础之上,专业协调员则为药物开发主体提供PMDA咨询支持服务。比如,不了解PMDA药事咨询的流程,或是不清楚想要咨询的内容是否属于药事咨询范围,又或是不明白药事方面的新规,都可以先找专业协调员“聊一聊”,有效提高PMDA药事咨询的效率。
在创新种子跨越“死亡谷”的重要阶段,现属FBRI的医疗创新促进中心(以下简称TRI)发挥了十分关键性的作用。
TRI的前身是临床研究信息中心,作为日本首家面向医学领域学术机构的数据、分析中心,于2003年由文部科学省和神户市共同创立。TRI的核心业务,就是面向主导临床研究和临床试验的所有研究者及企业提供全方位支持。
具体而言,TRI会为申请项目组建由研究指导医师、生物统计师、项目经理、数据经理、财务/合同管理等人士在内的专业团队。专业团队会从临床试验方案的制定、临床数据管理与统计,再到撰写论文以及药物上市后的监测提供“一站式服务”,全流程推进和管理临床研究。


神户市立中央医院



▍以“开放式创新”为主旨,为本地制造业提供发展机遇



正如前文所述,对于当时的神户来说,最紧迫的工作就是通过引进新产业来促进神户的经济复苏。但同时,神户也希望KBIC的建设不仅要实现医疗前沿创新及产业化,更要带动神户当地制造业及其他部门的协同发展。

遵循这一思路,KBIC致力于推动“开放式创新”,围绕临床的实际需求,为希望进军医疗相关领域的其他行业企业,提供合作机遇和必要帮助。
在此背景之下,神户地区的中小制造企业也不再将目光局限在川崎重工、三菱重工等大企业的外包业务上,而是积极寻求转型,进入具有增长前景的医疗领域。
1999年11月,神户市机械金属工业协会的32家会员企业成立了医疗器械开发研究会。虽然对于许多会员企业来说,对于进入医疗领域并没有十足的把握。但在KBIC及尖端医疗振兴财团的促进之下,这些企业通过与大学、研究机构、神户市医疗机构以及神户市的合作机会,成功开发出了具有创新性的医疗器械产品。
例如,株式会社大野社就是通过与神户大学的合作,跨界开发医疗器械创新产品的成功企业之一。大野社是1908年成立于神户的制造企业,主要生产船舶、车辆用工业密封件、垫片,以及各种工业用金属、氟树脂加工品。
通过神户市政府及尖端医疗振兴财团的牵线搭桥,大野社与神户大学医学部的黑田义和教授团队开展合作,共同开发了腹腔镜手术用的肠管钳夹“Gut Clamper”。与既往的同类产品相比,不仅实现器械小型化,还可以钳住较厚的肠管。因此,这款产品也获得了医疗从业者的一致好评,成为了大野社的拳头产品。
与此同时,对于想要进军医疗领域的外地制造企业,KBIC也积极地为它们提供支持以及产学合作机会。例如,设立于大阪市的八十島株式会社(以下简称八十島),是半导体设备的零件制造商,在高性能树脂材料的高精度加工方面具有很强的实力。
2006年,该企业计划进军医疗领域,希望将半导体、机械领域积累的精密加工技术拓展应用到医疗器械制造。在当时,神户是全日本唯一支持不同行业的企业进军医疗领域的城市。从一开始,KBIC就为八十島的入驻提供了必要的支持,例如医疗器械开发的专业技术指导、制造工厂设计支持等。
因此,八十島于次年便在KBIC预留的工业用地片区建设了工厂,主要生产植入物、医疗器械零件、手术训练模型等。2011年,八十島推出了树脂3D打印机,提供根据医学数据影像创建3D数据,直接生产所需产品的服务。并且,在FBRI的资助下,八十島还成功开发出了一款医用超声耦合凝胶贴片,能够更好地对关节部位进行超声诊断。
2020年,八十島将公司总部迁至KBIC,并扩建了制造工厂。如今,该企业拥有两层的总部建筑及五层的工厂,占地面积约为2900平方米,成为了KBIC的明星企业。
神户,一座几乎毫无医药相关背景的城市,如今却发展成为了日本最大生物医学产业集群。神户的成功,首先离不开井村裕夫及本庶佑等专业人士的指路引航。
在专业化力量的推动之下,KBIC精准切入了“转化研究”环节,整合专业资源为创新主体提供“陪跑式”的服务,为创新成果转化保驾护航。同时,围绕这一环节,KBIC在有限的空间内汇聚了研发机构、临床医院、制造企业等多元主体,构建高密度的创新区域格局,并积极为本地制造业的发展提供新机遇。
在“制造业回归都市”的大势之下,越来越多的城市也正在不断探索产业发展的新模式,寻求制造业发展的新机遇。目前,在加速成果转化落地方面,我国也出现了许多令人眼前一亮的创新案例。
例如,“楼上创新,楼下创业”就是深圳光明科学城首创的一项创新举措。通过打造深圳市工程生物产业创新中心,实行“楼上楼下创新创业综合体”模式,让“穿白大褂的”和“穿西装的”在同一栋楼里。
“楼上”的科研人员开展原始创新活动,“楼下”的创业人员对原始创新进行成果转化和产业孵化,由此建立起“科研-转化-产业”的全链条企业培育模式,实现科研与产业的“双向奔赴”。跨越“死亡谷”的企业,如果需要进一步扩大空间,就可以搬到创新中心马路对面的合成生物产业园,继续“从10到∞”的发展。


深圳松山湖工业上楼的“摩天工厂”


总结新加坡、神户以及深圳的经验,想要为创新成果架起这座稳固的“转化之桥”,城市可以依托自身基础及优势,选择制造端或是研发端为出发点;抑或是打破物理壁垒,让空间载体的模式升级成为成果落地的有力保障。

但同时,城市更要意识到,看似“一拍即合”的双向奔赴,都离不开符合产业发展规律的创新机制作为支撑,进而在城市空间的“土壤”之上构建起产业创新发展的完整生态。
那么,对于大城市而言,费尽心思搭起“转化之桥”,绝不只是为产业的发展铺路,更是城市与产业相互赋能的双赢之道!
作为创新据点的大城市,更需要“转化力”为城市的创新土壤注入活力和韧性,激发更多的前沿性创新成果产出,更能够让这些创新种子在城市中生根发芽、蓬勃生长,最终成长为一片枝繁叶茂的创新丛林!


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