隨著對RNA干擾作用機制的深入研究,以RNA干擾為基礎的基礎應用技術逐漸在醫(yī)藥、農業(yè)等多個領域展現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿Α鹘y(tǒng)的化學農藥仍然在農作物病蟲害的防控中發(fā)揮重要作用,但是濫用及不合理地使用化學農藥對環(huán)境和人類健康構成了嚴重威脅,因此亟須開發(fā)高效環(huán)境友好的新型生物農藥。目前,世界上首個將RNA干擾技術應用于害蟲防治的SmartStax Pro轉基因玉米已經獲得美國農業(yè)部和環(huán)境保護署批準,即將開展商業(yè)化應用,此外,微生物表達、納米載體遞送dsRNA的方法增強了dsRNA的穩(wěn)定性并提高了防治效果。這些新技術的發(fā)展充分展示出以RNA干擾為基礎研發(fā)下一代新型生物農藥的巨大潛力和價值。

在此背景下,客觀揭示RNA生物農藥領域典型技術與應用的發(fā)展態(tài)勢和創(chuàng)新格局、呈現(xiàn)RNA生物農藥技術的應用現(xiàn)狀,對于開展RNA生物農藥技術研發(fā)、指引宏觀決策具有現(xiàn)實意義。

因此,知耕策劃RNA生物農藥專利系列內容,從專利分析的角度出發(fā),圍繞RNA生物農藥領域的靶標基因篩選、dsRNA遞送、dsRNA生產等重要技術和應用,一方面從整體態(tài)勢,另一方面從不同行業(yè)機構層面分別展開分析,以期為國內RNA生物農藥初創(chuàng)提供參考與啟發(fā)。

本期為系列內容的第一篇,從行業(yè)整體層面,對RNA生物農藥典型的技術進行專利分析：

獲得目標生物高效致死的RNAi靶標基因是研制RNA生物農藥的關鍵,目前對于靶標基因的篩選和獲得,可以通過(1)已知的病蟲生長發(fā)育過程中的關鍵基因,作為可能的靶標基因進行篩選；(2)通過相近物種中已知的高效靶標基因的同源序列基因進行篩選；(3)通過測序技術,對病蟲不同組織、不同發(fā)育階段基因進行研究和篩選,從而獲得高效致死作用的靶標基因；

dsRNA的合成是RNA生物農藥能否在田間施用的關鍵因素。合成dsRNA的方式,主要包括化學合成、體外合成以及微生物發(fā)酵合成3種方式；

通過不同的dsRNA遞送方式,并結合不同的dsRNA遞送載體,科學家們正不斷提升著RNAi的效率。目前dsRNA的遞送方式主要包括顯微注射、飼喂、噴灑、浸泡和點滴等,且研究發(fā)現(xiàn),可以運用多種遞送載體或外源表達系統(tǒng)實現(xiàn)高效的RNAi。

專利布局趨勢

圖1 2001-2022年RNA生物農藥靶標篩選技術專利布局趨勢

圖2  2001-2022年RNA生物農藥dsRNA遞送、生產技術專利布局趨勢

從專利申請和授權趨勢可知,RNA生物農藥靶標篩選技術,dsRNA遞送、生產技術創(chuàng)新難度加大。由圖可知,2001年以來,RNA生物農藥靶標篩選技術,dsRNA遞送、生產技術的年度專利申請量經過近十年的快速增長,逐漸趨于穩(wěn)定。與之相比,專利授權率自2014年以來,均逐年下降。可以看出,當前RNA生物農藥領域的重要技術專利申請熱情不減,但技術創(chuàng)新難度加大。

技術生命周期分析

圖3 2001-2022年RNA生物農藥靶標篩選技術生命周期

圖4 2001-2022年RNA生物農藥dsRNA遞送、dsRNA生產技術生命周期

從技術生命周期可以發(fā)現(xiàn),RNA生物農藥靶標篩選技術,dsRNA遞送、dsRNA生產技術創(chuàng)新趨于成熟。

RNA生物農藥靶標篩選技術方面,2001-2012年,專利申請量與專利申請人數(shù)量均逐年增加,技術創(chuàng)新空間較大。2012-2015年,專利申請量維持穩(wěn)定在3500項左右,但專利申請人數(shù)量有所減少。2016以后,專利申請量減少,專利申請人數(shù)量略升。

dsRNA遞送、dsRNA生產技術方面,2001-2008年,專利申請量和專利申請人數(shù)量均逐年增加,領域技術創(chuàng)新活躍。2009-2016年,專利申請人數(shù)量減少,大量資本離場,但專利申請量仍穩(wěn)定在約1000件/年。2017年至今,專利申請量減少,專利申請人數(shù)量略升。

法律狀態(tài)分析

圖5 RNA生物農藥靶標篩選技術專利法律狀態(tài)分析

圖6 RNA生物農藥dsRNA遞送、生產技術專利法律狀態(tài)分析

從專利法律狀態(tài)可以發(fā)現(xiàn),RNA生物農藥靶標篩選,dsRNA生產和遞送技術專利質量不足,創(chuàng)新活力較低,國際化布局積極性較低。

RNA生物農藥靶標篩選技術方面,36.3%專利處于失效狀態(tài),進入公共知識領域；39.92%專利有效,歸于專利權人的保護范疇；10.18%專利處于審中狀態(tài),是當前最具前沿性和創(chuàng)新性的技術研究；9.43%專利處于PCT指定期滿狀態(tài),專利在其他國家發(fā)起申請的優(yōu)先權期限到期。

dsRNA生產和遞送技術方面,34.76%專利處于失效狀態(tài),進入公共知識領域；33.56%專利有效,歸于專利權人的保護范疇；14.23%專利處于審中狀態(tài),是當前最具前沿性和創(chuàng)新性的技術研究。13.85%專利處于PCT指定期滿狀態(tài),專利在其他國家發(fā)起申請的優(yōu)先權期限到期。

國外在華專利分析

圖7 RNA生物農藥靶標篩選技術在華專利對比分析

圖8 RNA生物農藥dsRNA遞送、生產技術在華專利對比分析

根據(jù)dsRNA生產和遞送技術在華專利對比分析,可以發(fā)現(xiàn)：

(1)國內市場更吸引dsRNA生產技術的專利申請,國內機構在該領域具有較大優(yōu)勢。中國公開的dsRNA生產技術專利約占全球的22.70%, 國外機構在華申請專利僅占中國公開專利的17.10%；

(2)dsRNA遞送技術具有較大的發(fā)展?jié)摿?國外機構在該領域具有較大優(yōu)勢。中國公開的dsRNA遞送技術專利僅占全球的11.79%,國外在華申請專利占據(jù)中國公開專利的40.98%的份額；

(3)國內市場對RNA生物農藥靶標篩選技術的專利申請吸引力不足,國外機構在該領域具有較大優(yōu)勢。中國公開的RNA生物農藥靶標篩選技術專利占全球的11.4%,國外在華專利申請占據(jù)中國公開專利的14.98%。