开放科学的研发模式：一种独特的创新思想

张学文 陈劲

欧盟科学委员会2016年发布的报告《欧洲的未来：开放创新、开放科学、面向世界开放》指出：“科学卓越是经济社会未来繁荣的基础，而开放科学则是科学卓越的关键”。传统的思想认为开放科学是大学和研究机构固有的行為规范，然而，在开放创新和基于科学创新的背景下，不论是有着独立实验室的大企业（例如AT&T;、IBM、谷歌、特斯拉等），还是众多科技型中小企业，都在积极地采取开放科学（open science）的行为。特别是在生物制药、纳米技术、新能源、新材料等领域，企业的开放科学行为异常活跃，比如：1976～2008年期间，美国基因工程技术公司（Genentech）（已被罗氏公司收购）在科学期刊上共发表基因技术方面的论文5038篇。那么，企业为什么要主动开放披露创新知识，其背后一定有着耐人寻味的行为逻辑与创新思维。

开放科学：一种独特的企业行为

有很多证据表明产业部门中的开放科学行为由来已久。Allen（1983）最早发现了以盈利为目的企业经常有意地采取开放科学的行为，他从始于19世纪英国制铁业的历史记录中注意到了这个现象，他称之为集体发明。Hicks（1995）研究发现一些企业经常广泛地在科学期刊上发表论文，像飞利浦、日立、ICI（英国化学工业公司）、西门子、罗氏公司（瑞士制药公司）、山德士（手表）和东芝等，对科学的贡献相当于中型大学的贡献。Lim（2000）发现在铜互连技术研究这个特定领域，IBM从1985年到1997年间，在这一领域发表了40篇文章，是同一时期大学发表数量的两倍。Bar（2006）指出，世界上90%的行业领先企业在研发过程中都存在知识与信息披露现象，但令人惊讶的是，通过在技术论坛上的报告、在学术期刊上发表文章、新闻发布会、以及对专利机构的“针对性披露”（Targeted Disclosures）等方式，企业披露了数量巨大的研发信息。近年来，企业的开放科学行为几乎普遍存在于所有产业部门，特别是生物制药产业部门尤为活跃。

生物制药公司的研发模式：完全开源v开放科学

在过去的15年中，医药创新生态系统发生了较大的变化。全球制药公司此前一直在推动新产品收入的最大份额，而如今，创新的驱动力却来自于规模较小的生物技术和专业制药公司以及学术界。图1显示了制药产业所出现的新的创新生态系统，近15年来生物技术初创公司的数量增长迅速，同时也伴随着持续风险资本的增加，再加上生物技术公司的科学创造力与专业化的管理能力，共同形成了新创新生态系统的基本特征：可持续的增长。

在过去的60年里，全球制药公司经管在临床研究方面不断有所创新，但研究的效率却在逐渐下降，具体表现为每年药品获批的数量虽然保持相对稳定，但是对研发投入的需求却远远超过了通货膨胀的速度。截止到2016年底，全球医药研发支出每年超过了1.2万亿美元，给患者和全球的健康资源带来了巨大的负担。与此同时，由于仿制药品的竞争和保险公司越来越不愿意接受昂贵的新疗法，使得制药公司正面临越来越大的降低药品价格的压力。面对药品成本下行和开发成本螺旋上升的压力，全球制药公司为了保持持续的竞争力，必须寻找降低成本的方法，其中，一个潜在办法是提高药品研发的效率，同时保证病人的生命安全和药品研发的质量。但是如何实现这一目标？以下两种研发模式可供选择。

完全开源的研发模式：“开放而不受保护”

完全开源的模式强调为了提高研发效率和质量，必须使得开发的过程完全开放与透明，同时要实现研究人员之间的充分协作，即使是来自竞争对手公司的研究人员，也要使他们能够自由的分享来自研究设计、过程与结果的所有信息。类似于开放源代码软件开发的过程，研究人员将充分利用潜在分子或化合物的所有数据，包括化学结构和制造工艺等专利信息。因此，完全开源的研发模式强调的是自由、开放、共享而不受保护。这种完全开源的研发模式对于生物医药企业来讲是否合适呢？

首先，创新独占使得完全开源模式适用范围极其有限。至少对于更常见的（或有利可图的）疾病来讲，营利性制药公司不太可能放弃其专利和商业机密。因此，开源模式在有限的条件下才能使用：对于罕见的、以及没有商业倾向的疾病（如被忽视的热带病Neglected Tropical Diseases（NTD）），当研究人员所从事的开源药品探索进入到完全的临床开发时，研究人员要么成为志愿者要么得到政府的资助，否则药品研发无法进行下去。因此，从全球健康的角度来看，真正的开源研发只是针对少数的罕见疾病有用，而且仅仅对少数人有益。

第二，专利保护不允许企业采取完全开源模式。据统计，2012年全球排名前10的制药公司研发投入仅仅70亿美元，如果他们无法保障利润的获取，那么在研究经费上将会有大幅度的减少。完全开源模式意味着潜在的药物开发将在一个完全开放的环境中进行，类似于开源软件开发的源代码不受专利保护一样。比如Linux系统是一种免费的、非专利的计算机操作系统。与此相反，Microsoft WindowsTM and Apple OS计算机操作系统却是受专利保护的非开源软件的典型例子。与开放创新、众包、开放科学等观点相比，在一个完全开源的药物开发模型中，研究人员将拥有完整的获取潜在分子或化合物的所有数据，包括专利或诸如它的化学结构和制造技术等专利信息。其实，开放源代码药物开发模型是建立在两个假设之上的：第一，开源药物开发假定该模式仅用于没有商业利益或无利可图的疾病（如被忽视的热带病（NTD））；第二，研究人员将开放源代码药物探索进入临床阶段时，开发者往往会成为志愿者或得到政府的资助，这将降低其对更广泛的药品研发的效用。

开放科学的研发模式：“开放却更加保护”

与完全开源的研发模式相似，开放科学也强调研发过程的开放与共享，强调科学研究的透明度和公开性，但是，开放科学是基于知识产权保护基础上的开放与共享，更加强调研发的众包（crowdsourcing）与合作，这是提升研发效率的关键。对于制药企业和患者来讲，开放科学是一个更加透明、更能促进合作的混合方法。这种混合的方法强调药品的分子结构和制造过程仍然要受到保护。因此，与完全开源的研发模式相比，开放科学的研发模式更加强调开放基础上的产权保护，即制药公司的开发人员仍将拥有对这种药物的知识产权（只有他们懂得如何才能制造此药物）；然而，由于商业秘密和诀窍“know-how”信息无法进行专利保护，使得他们试图“保密”的专有信息将会被分享，在这种情况下，开发者将能自由分享研究方案和数据分析技巧等，主要包括研究结果、与监管机构的沟通、与纳税人和国家卫生部门的交互等，这些信息大部分都是共享的，即使他们已经签署保密协议，研究人员也可以轻松地分享这些信息，因此，开放式科学只是提出一种更有组织性和高效率的信息交换机制，以促进更高效的研发进程。

开放科学的研发模式能够帮助制药公司在获得利润的同时，又能降低药品的消费成本。以往的药品开发模式存在耗时、昂贵和低效率等问题。据权威机构统计，通常开发一项新药品平均成本会超过10亿美元，同时从实验室的概念产生、到研发、临床试验、最后到批准上市，平均时间也需要12～15年，此外，这10亿美元成本还要承担药品开发失败的较大风险。既然如此，为什么增加透明度和合作将有助于降低患者的药品成本？试想一下，每个核准的药品费用平均要超过10亿美元才能开发出来，但大量的投资要用于收回未获得批准的药品的开发成本，针对这一问题，开放科学的研发模式强调了大学、科研机构、监管机构、患者、竞争对手的广泛参与，实现了创新资源的高效配置，这不仅有利于降低药品开发成本，更重要的是可以大幅度提高研发的效率。2015年，美国医药协会进行了一个关于“开放科学研发模式”的访谈，当企业管理层被问及到目前研发过程的效率和成本时，大多数决策者认可有很大的改善空间：值得一提的是，制药公司88%的高管和学术界83%的学者认为，科学的开放对加快研发和降低成本具有积极的影响作用。

开放科学研发模式的战略效应：艾尔建公司的案例分析

全球制药行业传统的研发模式正在面临极大的挑战，这与近年来大型制药企业研发前景不明朗也有很大的关系。大型的创新药品研发往往因为其高昂成本，高失败概率以及低效率而使公司利益受损。根据德勤事务所的一份报告，2014年12家全球最大生命科学公司的研发回报率仅为5.5%，只略微高于2013年的5.1%，这也仅仅是2010年以來第一次出现的增长。近年来，许多成功的科技企业颠覆了传统的研发模式，积极采用了基于开放科学的研发模式，效果非常显著，尤其是艾尔建（Allergan）最为典型。艾尔建是一家总部位于爱尔兰都柏林的全球制药公司，是引领全球制药行业的全新典范的增长型制药公司。艾尔建致力于研发、生产和销售品牌药品、医疗器械以及生物制剂等，以提高患者的生活质量。艾尔建公司的品牌药品覆盖了中枢神经系统、眼部治疗、医疗美容、消化、妇科、泌尿和抗感染等领域。那么，开放科学的研发模式究竟能给公司带来哪些好处？

持续提升研发效率

在医疗保健领域，创新的重要性已达到空前程度。众多公司凭借各自的长处，依据各自的模式取得了成功，而在艾尔建，他们却采用了一种独特的战略模式，即图2所示的“开放科学的研发模式”，它基于一个简单的创新理念：伟大的思想往往会来自最意想不到的地方，虽然创新仍然存在于我们自己的实验室中，当我们常常会在公司以外找到伟大的创新。我们需要与顶级研究机构合作交流最新成果；我们需要聆听客户的声音，探索服务于患者的最佳途径；我们需要向竞争对手学习，挑战自己突破思维的局限。

“开放科学”作为公司的研发模式，决定了公司探索、拓展并颠覆传统的想法，以创新的治疗方案不断提高患者的生活质量。开放科学的研发模式将帮助公司充分利用其它学术及产业合作伙伴的创新能力，以强化主要集中在中枢神经系统、眼部治疗、医疗美容、消化、妇科、泌尿和抗感染等7大治疗领域的药品研发。现如今，艾尔建所拥有的研发产品线几乎都是通过开放科学的研发模式来实现的。

长期维持领导者地位

不同的研发路径将决定不同的企业地位。艾尔建大部分的创新都是通过与全球生物技术公司、学术界和其他制药公司的合作而获得的。开放科学的研发模式有助于在几个治疗领域确立艾尔建的长期领导力，并持续推动公司的长期增长。从图3中每家公司所处的位置，可以判断出渠道外部来源比例和研发/销售额比例的大小，按照这一标准我们将19家顶级制药公司划分成了三大类别：第一类低成本的仿制模式，主要包括全球仿制药巨头印度迈兰制药（Mylan）、 美国马林克罗（Mallinckrodt）制药公司、加拿大Valeant、日本远藤工业（endo）等企业，他们主要以仿制药品生产为主，因此研发占销售额的比例非常低，渠道外部来源比例比较高。第二类是传统的研发模式，主要包括罗氏（Roche）、安进（Amgen）、诺华（Novartis）辉瑞（Pfizer）、勃林格殷格翰（Boehringer-Ingelheim）、百时美施贵宝（Bristol-Myers Squibb）、默克（Merck）、艾伯维（Abbvie）、吉利德（Gilead）、葛兰素史克（GSK）等10家公司，这10家公司的共同特点是主要依靠自己的内部研发来完成药品的创新，外部渠道来源的比例偏低，研发占销售额的比例处于中上游水平，这类公司的科学与研发能力普遍都比较高。第三类是新型的开放科学研发模式，主要包括百健（Biogen）、Shire、美国生物制药公司赛尔基因（Celgene）、艾尔建（Allergan），这类公司的显著特点是研发/销售额的比例、渠道外部来源的比例都比较高，特别是艾尔建（Allergan）公司的药品研发主要依靠整合外部大学、研究机构和竞争对手的创新资源，通过开放科学的方式进行近研发与创新。在开放科学研发模式的驱动下， 2015年，艾尔建公司提交了58个重要的药品和医疗设备并获得批准，同时艾尔建在关键治疗领域的创新生态系统中，又增加了多个后期产品开发的机会。

凭借“开放科学的研发模式”，艾尔建得以对创新进行战略性投资，以实现更高的灵活性，从而提升研发效率。这催生了一大批正处在研发阶段的实验药品，目前，已有70个进入中后期的研发项目，自2009年以来，艾尔建已经成功将13种新药和新医疗器械推向市场。艾尔建通过开放科学的研发模式使所有的合作程序都进入到了一流的产品开发和商业化组织中，在保持与他们的关键治疗领域相一致的条件下，以建立一个可持续发展的组合，以解决未满足的需求，从而维持其在制药行业的领导地位。

不断优化创新生态

采取开放科学的研发模式，一个重要的战略效应就是促进研发合作。艾尔建与别的创新型制药公司不断合作，甚至将实验室搬迁到诸如马萨诸塞州剑桥市这样的创新中心，在那里，学术中心和医疗机构形成了强大的生态系统——并将创新活动重点聚焦于战略增长领域。图4表示的是艾尔建采用开放科学研发模式前后创新生态系统演化的结果，开放科学的研发决定了艾尔建在这个新生态系统中的地位，成为了游戏规则的制定者和创新的磁铁。公司的总裁和首席执行官Brent Saunders曾说过：“通过开放科学模式所产生的创新疗法，可以为企業、客户和患者创造长期的共享价值。我们把这些项目投入到我们一流的产品开发和商业平台上，去建立一个持续的研发，从而使艾尔建持续成为全球制药企业的领导者”。艾尔建也非常关注那些最初由规模较小的公司研发但是又有前途的产品。这些企业往往没有能力让他们的产品通过昂贵的后期临床试验，或者缺乏盈利手段收回研发投资。在这些小公司里往往存在着很好的创新生态，他们拥有非凡的想法和杰出的科学家。艾尔建通过开放科学的研发模式，使得公司像一块磁铁一样，不断吸引这些创新生态圈里的有前景的想法，目标就是要把这些卓越的想法市场化。

结束语

开放科学的研发模式是一种独特的创新思维，更是一种面向未来的战略选择，开放科学模式强调研发过程的开放与共享，但又与完全开源模式不同，开放科学是基于知识产权保护基础上的开放与共享，更加强调研发的众包（crowd-sourcing）与合作。开放科学的研发模式可以带来较大的战略效应：一是能够帮助公司充分整合与利用其它学术及产业合作伙伴的创新能力，对创新进行战略性投资，以实现更高的灵活性，从而提升研发效率；二是开放科学研发模式在促进合作的同时，能够使所有的合作程序都进入到一流的产品开发和商业化组织中，从而保持公司长期领导者的地位；三是开放科学的研发决定了公司在创新生态系统中的地位，将使公司成为游戏规则的制定者和创新的磁铁，不断吸引那些有效的创新资源积聚到一起，从而推进创新生态系统的不断优化。

基金项目：国家自然基金项目（71640036）的阶段性成果