痴呆和认知障碍领域基于科学计量学的中美对比

傅俊英　赵蕴华　王道仁　彭　喆

(中国科学技术信息研究所，北京　100038)



·综述·

痴呆和认知障碍领域基于科学计量学的中美对比

傅俊英赵蕴华王道仁彭喆

(中国科学技术信息研究所，北京100038)

痴呆和认知障碍领域；中美比较；科学计量学；论文；专利

以阿尔茨海默病(AD)为主要类型的痴呆和认知障碍是一种多在老年期前后起病的中枢神经系统原发性退行性疾病，病程呈进行性且病因迄今不明，是目前无法治愈并严重影响患者身心健康和生活质量的大脑疾病。由于全球人均寿命延长，老年人口迅速增长，痴呆和认知障碍患病人数也相应增加；同时，此类疾病有高达5%的患者发生在40～50岁，这已成为发达国家和发展中国家主要卫生保健和社会问题。据估计，我国AD患者近600万，到21世纪中叶将接近2千万〔1〕；流行性病学研究表明，北京地区老年人群轻度认知障碍的患病率为11.6%〔2〕。在美国大约400万人患有AD，是美国第6位主要死因〔3〕。鉴于痴呆和认知障碍对人类健康和社会经济的重大影响，本研究基于科学计量分析方法，利用相关的科技论文和专利产出成果数据，探讨其基础理论和应用研究的开展情况，对比中国和美国的研究现状。

1　基于论文的中美理论研究对比

期刊论文被认为是记载一个学科领域的基础理论研究成果，本文基于科学引文索引数据库(SCI)收录的相关科技论文，对中美的痴呆和认知障碍领域的基础研究情况进行对比研究。2005～2015年全球共发表了痴呆和认知障碍领域论文120 438篇。其中，美国共发表了45 591篇，中国发表了10 751篇，检索日期截止为2015年11月10日。

1.1中美论文逐年发表情况从图1所示可见，中美的论文发表数量近十年都处于稳步上升阶段，美国论文数量明显多于中国。2005～2007年，美国数量一直是中国的10倍左右；从2008年开始，中国论文发表速度加快，持续缩小两国的差距；2011和2014年，美国论文数量分别是中国的5和2.69倍，表明中国在该领域开展的研究工作数量逐渐提升，但即便如此目前中国还没有达到美国10年前的发表数量水平。此外，中美合作论文数量分别占到中国论文总量的19.69%和美国论文总量的4.64%，呈现小幅上升趋势。

图1　SCI收录的痴呆和认知障碍领域论文的发表年份变化

1.2中美论文作者的所属机构情况图2中呈现了痴呆和认知障碍领域论文前15位作者所属机构的排名情况，中国和美国均为大学和研究所，表明该领域的基础研究力量主要为高校院所。中国在该领域的论文发表数量最多的是中科院，为1 318篇，明显多于其后的上海交通大学和首都医科大学，说明中科院是中国在该领域的领军研究机构。美国在该领域的研究机构前三名为美国加州大学、哈佛大学和美国国立卫生研究院(NIH)，单纯从数量来看，中国机构与美国一流机构还有较大差距。此外，中国的中科院、上海交通大学和美国的加州大学、哈佛大学开展的中美合作比较多。

1.3中美论文的项目资助机构情况图3中呈现了痴呆和认知障碍领域论文的前20位基金资助机构情况。其中，中国国家自然科学基金资助中国论文数量达到4 763篇，排名第一；美国的主要资助机构为NIH，达到11 830篇；中美合作论文仍然以上述两个机构资助为主。值得注意的是，美国相关论文的顶尖机构全部是大学和研究所，但是有企业如辉瑞公司也以项目资助的形式参与了相关研究工作；此外，还有许多行业协会如AD协会也对基础研究进行了资助。而中国则以政府项目投入为主，基础研究工作与临床需求以及产业化过程结合得不如美国紧密。

1.4中美高被引论文的情况高被引论文可以反映其在科学界的较高学术影响力和学术价值。痴呆和认知障碍领域的高被引论文设定为论文引用次数居所有论文前2%，如果前2%之后有论文的被引次数与第2%篇论文相等则同样收录。痴呆和认知障碍领域前2%的高被引论文数量为2 696篇。从表1可见，在痴呆和认知障碍领域中美论文中的高被引论文有95.54%是由美国科学家贡献，是中国的21.44倍，而美国论文总量仅是中国的四余倍，表明中国的论文数量虽然增长很快，但目前仍缺乏更高研究质量和高学术影响力的创新性研究成果。

图2　SCI收录的痴呆和认知障碍领域论文的前15位机构排名情况

图3　资助论文研究的前20位基金资助项目/机构情况

国别中国美国中美合作论文数量(篇)10751455912117论文占全球比例(%)8.9337.851.76总被引次数119044121190640744篇均被引次数11.0726.5819.25H指数9828682高被引论文数量123263770高被引论文占所有高被引论文比例(%)4.4695.542.54高被引论文占该国所发表论文比例(%)1.145.783.31高被引论文的被引次数2163546555114068高被引文的篇均被引次数174.48176.55200.97

1.5中美顶尖机构的情况如图4所示，根据发表高被引论文的数量及其篇均被引次数可以将顶尖中美研究机构做成散点图并划分入四个区域：高被引论文数量及其篇均被引次数均高者，如哈佛大学和宾州大学为第一区；仅高被引论文数量多者为第二区，如梅约诊所；仅篇均被引次数高者为第三区，如斯坦福大学和香港中文大学；高被引论文数量及其篇均被引次数均不突出者为第四区。从图中可见，蓝色标示的美国机构在四个区都有分布，而红色标示的中国机构主要在第四区，少数在第三区。中国顶尖机构的高被引论文数量较少，其中中科院数量最多但也仅12篇，其次为北京师范大学7篇；香港中文大学和首都医科大学的篇均被引次数都达到400次以上，但均只有2篇论文成为高被引论文。根据图中中美顶尖机构的情况，以及前面所述中国已有的美国合作伙伴情况，可以圈定中国在该领域的潜在合作伙伴，即图中以紫色标示的机构，包括：宾州大学、华盛顿大学、哥伦比亚大学、加州大学旧金山大学、斯坦福大学和麻省理工学院等知名机构。

图4　痴呆和认知障碍领域的顶尖中美机构情况

2　基于专利的中美应用研究对比

专利可以代表该领域相关产业的技术应用成果。本文对德文特专利数据库(DII)收录的与痴呆和认知障碍领域相关的专利数据进行分析，并进行中美比较。在DII数据库共检索到2005～2015年相关专利20 240件，其中美国申请专利7 382件，中国申请专利6 450件，检索截止日期为2015年11月11日。

2.1中美专利逐年申请量从图5可见，全球痴呆和认知障碍领域的专利申请数量10年来一直处于上下有所波动但是整体较平稳的状态，于2014年达到新的峰值2 178件。美国在2005年的专利申请占到当年全球一半以上，表明其相关研发投入较早，产出的成果也很丰硕；但其申请数量在近10年呈现整体下滑趋势，表明美国在痴呆和认知障碍领域可能遇到技术研发瓶颈，产出逐年减少。中国在近10年间呈现上升、下降、再上升的波动上升趋势，2014年达到峰值1 161件。值得注意的是，中国在2012年申请的相关专利数量比美国多186件，在之后逐渐拉开和美国的差距，2014年中国的申请数量已是美国的2倍有余。表明中国对痴呆和认知障碍领域比较重视，相应的研发投入和专利产出比较丰硕。

图5　中美两国痴呆和认知障碍领域专利的逐年申请量变化情况

2.2中美申请专利的同族专利地区分布相同专利技术在不同国家申请专利就构成专利家族。同一专利家族即同族专利的国家分布显示了专利研发机构所关注的国际市场，一般来说，技术价值和经济价值较高的专利会在更多的国家和地区申请而有更多的同族专利。从图6可见，美国机构关注的国际市场较为广泛，北美、欧洲、亚太和澳大利亚都有相当比重的专利分布；但中国的同族专利分布主要集中在本国。

另外，向世界知识产权组织(WIPO)申请国际专利往往需要花费更高费用，因此WIPO专利技术往往具有较高的技术含量和市场价值。在痴呆和认知障碍领域，中国专利的国际申请数量仅为323件，占中国所有专利的比例为5.0%，与美国相比差距明显。中国机构向WIPO申请的专利比例偏低的原因：一方面可能是因为其对国际市场的关注度不高；但是更重要的原因，可能是专利的价值含量还不足以获得国际专利授权并在相应的国际市场获利。美国专利的国际申请数量为5 473件，占美国所有相关专利的比例高达74.1%，远远高于中国的水平，表明美国专利质量较高，研发机构希望在国际市场获利。

图6　痴呆和认知障碍领域中美专利的同族专利分布情况

2.3中美申请的植物药/中药相关专利情况在所有痴呆和认知障碍相关的专利中，有5 834件专利与植物药/中药相关占到28.82%，即近三成的专利涉及植物药/中药的研发。从图7可见，在中国申请的6 450件专利以及美国申请的7 382件专利中，分别有4 332件和678件专利与植物药/中药相关，分别占到中美专利总量的67.12%和9.18%。由于中国是中医药的发源地，植物类药物已使用上千年，其中许多中药有明确的益智作用，这可能也是中国的专利申请量达到美国2倍的原因之一。利用中国已有的植物类药物医学作用的知识和现代先进的药物研发能力结合，是比较可行的研究方向之一。

2.4中美专利申请的主要机构分析表2展示了全球及中美在痴呆和认知障碍领域专利申请数量排名前16位的机构情况。全球排名第一的是中国的北京冠五洲生物科学研究院，共申请相关专利546件，瑞士霍夫曼-罗氏公司和美国默沙东公司位居第二三位。16家全球顶尖机构中有8家美国机构，包括1

所大学(加州大学)，1个政府部门(美国卫生与人类服务部)，和6家制药企业；3家德国药企，2家瑞士和英国药企，1家中国药企。可以看出，美国机构在全球痴呆和认知障碍领域的技术优势明显，而且各专利权人拥有的专利差距不是太大，技术力量较均衡分布。中国虽然有1家企业位居世界第一但独此一家，而且北京冠五洲生物科学研究院比上表中其他所有中国机构申请的专利总和还要多，表明中国相关研发集中在少数领头羊单位。全球的专利技术研发以药企为主体，美国前16名企业中仅有两个大学和一个政府部门；而中国有8所大学、3个科研院所，仅5家企业。表明美国研发以药企为主，市场应用成为主要导向；中国还处在以大学和科研单位为主导的时代，但是相关制药企业也在不断加入，市场应用正在不断扩大。

图7　痴呆和认知障碍领域中美植物药/中药相关专利的申请情况

排名全球权人专利数量美国权人专利数量中国权人专利数量1北京冠五洲生物科学研究院546默沙东公司202北京冠五洲生物科学研究院5462霍夫曼-罗氏公司263百时美施贵宝公司173中山大学523默沙东公司230惠氏公司160浙江大学314阿斯利康公司183辉瑞公司127中国科学院上海药物研究所295诺华公司179诺华公司117北京利千秋科技发展有限公司286百时美施贵宝公司176加州大学114携创医药科技有限公司277惠氏公司161霍夫曼-罗氏公司112徐州绿之野生物食品有限公司278詹森制药公司139詹森制药公司97沈阳药科大学269辉瑞公司139阿斯利康公司95青岛嘉瑞生物技术有限公司2510勃林格殷格翰国际有限公司130雅培实验室87中国药科大学2111加州大学114美国卫生与人类服务部82安徽金菜地食品有限公司2012拜耳医疗公司105安进公司69复旦大学2013拜耳先灵制药公司100先灵葆雅公司68华中科技大学1814雅培药厂98哥伦比亚大学56宁波诚达机械研究所1715葛兰素集团有限公司97史克必成公司55济南大学1716美国卫生与人类服务部82宜龙制药公司53解放军第二军医大学17

3　总　结

科学计量学是以科学为对象，采用计量学的思想、技术和方法等的研究科学〔4〕。其研究内容主要包括文献计量与信息计量、科学动力学、引文分析和科学交流、科学指标与评价、计量研究实践、科学知识图谱和专利计量8个方向〔5〕。本文基于科学计量学中的文献计量学和专利计量学方法比较中美在痴呆和认知障碍领域的研究，从基于科学论文的理论研究来看，在发表数量上，近十年美国论文较中国从10倍降至2.69倍，差距正在缩小，但中美的顶级研究机构之间，研究实力相差还比较大。从表征研究质量和学术影响力的高被引论文数量来看，美国是中国的21.44倍，可见中国在学术影响力上的差距较数量上的差距更为明显。中国的美国潜在合作伙伴，包括宾州大学、华盛顿大学、哥伦比亚大学、加州大学旧金山大学、斯坦福大学和麻省理工学院等知名机构。

从基于专利申请的应用研究来看，在申请数量上中国2014年的申请量是美国的2倍以上，但是中国的同族专利分布主要集中在本国，国际申请数量仅占5.0%，与美国差距明显，表明美国的相关专利数量虽在减少，但其技术含金量高，有较大的创新性和较大的市场价值；中国不能仅仅关注专利申请的数量，对其质量和价值也要进行认真考量。世界申请量最大的顶级机构中，中国只有1家，美国有8家；中国的主要专利申请机构中只有5家企业，而美国为13家。可见，在代表专利技术价值和市场价值的国际专利数量、技术布局、龙头企业及企业参与研发比重等方面两国之间差距还非常之大。另外，近三成的专利涉及到植物药/中药的研发，其中67.12%的中国专利和9.18%的美国专利均与植物药/中药相关，这可能是该领域的研发重点方向之一。

1王晶.我国阿尔茨海默病的流行现状及预防措施〔J〕.亚太传统医药，2011；7(2)：157-8.

2贾建平.痴呆与轻度认知障碍的流行病学、发病机制和诊治应用研究-2013年度国家科学技术进步二等奖〔J〕.首都医科大学学报，2014;35(1)：1-5.

3林允信，许昌泰.阿尔茨海默病流行病学和相关基因研究现状〔J〕.医学综述，2012;18(11)：1711-4.

4董克，马凤.国内外比较视角下的我国科学计量学发展问题与解决对策分析〔J〕.科技进步与对策，2013;30(5)：149-53.

5Wang FF，Qiu JP，Yu HQ.Research on the cross-citation relationship of core authors in scientometrics〔J〕.Scientometrics，2012；91(3)：1011-33.

〔2016-03-11修回〕

(编辑郭菁)

国家科技支撑计划(2013BAH20B05)

傅俊英(1972-)，女，博士，研究员，主要从事科技情报和生物技术领域研究。

R742； G255.53

A

1005-9202(2016)17-4355-05；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.17.112