数据快照
Katherine Quinn, Steph Batalis, Rebecca Gelles
2025年8月7日
CSET的数据快照系列是基于其独特数据资源的深度分析。本三部曲系列介绍CSET专利集群，该集群通过引用关系和文本相似性关联相关专利。这是系列的第二篇，如需阅读首篇请参阅《CSET专利集群导论》。
美国国立卫生研究院（NIH）是全球最大的生物医学研究公共资助机构。NIH支持的研究已广泛影响人类健康领域，从开发首个人工心脏瓣膜到发现癌症相关基因突变的筛查技术。
然而，直接科研经费仅是故事的一部分。NIH的实际影响力可能更深远：其通过开拓新研究工具开发、支持后续创新的基础研究以及设定科研目标与优先级来延伸影响力。
我们运用CSET《科学图谱》和新的《专利集群》工具，深入分析NIH资助项目对创新链条的影响。该分析基于NIH研究经费及成果数据库（RePORTER），该数据库包含科研论文和专利等公开成果数据。随后评估了NIH资助的论文和专利在整个科研与商业化领域的分布情况。
核心发现：
- NIH资助研究仅占全球科学论文的1%，但关联着50%的科研领域。在医学、生物学和化学等NIH重点领域尤为显著。
- 虽然全球专利中仅0.04%直接受NIH资助，但其影响力更广泛：NIH资助的专利出现在我们定义的"全球专利图谱"4%的专利领域和子领域中。在制药和生物技术领域影响尤为突出，其专利分别出现在51%和59%的子领域。
- NIH资助研究推动下游专利申请。全球专利图谱39%的子领域引用了包含NIH资助研究的论文领域，制药和生物技术领域分别跃升至97%和93%。
- NIH资助的研究创新生态体系催生了GLP-1激动剂（如Ozempic）等重磅药物的开发，无需直接资助即可获得商业成功。
NIH资助研究推动下游专利申请。全球专利图谱39%的子领域引用了包含NIH资助研究的论文领域，制药和生物技术领域分别跃升至97%和93%。
RePORTER数据库包含1980-2024年间NIH资助产生的300万篇科学论文，占CSET全球学术文献库（2.74亿篇论文）的1%。当我们将这些论文映射到CSET科学图谱的研究集群时，其影响力显著扩展。研究集群是由高频互引论文构成的群体，体现新发现如何相互影响和传承。NIH资助的论文分布在4.4万个研究集群中，占科学图谱集群总量的约50%。图1按学科领域颜色标记了包含NIH资助论文的研究集群。
图1：CSET科学图谱中包含NIH资助研究的领域
来源：CSET科学图谱和NIH RePORTER数据库
NIH资助论文覆盖科学图谱全部11个学科领域，在生命科学领域尤为集中：医学相关集群的92%、生物学71%、化学71%均包含NIH资助论文。
图2：包含NIH资助的研究集群分布
来源：CSET科学图谱和NIH RePORTER数据库
彩色区域代表包含NIH资助论文的集群，灰色区域代表未包含的集群
除科研论文外，我们还评估了NIH资助专利在专利集群中的分布。
NIH资助直接产生8.4万项美国专利——即RePORTER数据库中标注特定资助的专利。由于同一知识产权可能在不同阶段申请多个专利，CSET专利数据库将这些专利归集为专利族。NIH资助专利贡献3.3万个专利族，分布于约4700个专利集群，占全球专利图谱的4%（图3中的"包含NIH资助专利的集群"）。
NIH资助直接产生8.4万项美国专利。
专利的重要特征是其常引用科学论文，从而可推断科学研究向创新的扩散。然而，专利到论文的引用较为稀疏。因此我们通过聚合数据，分析专利集群与研究集群间的引用关系。总体而言，39%的专利集群包含引用NIH资助研究集群的专利（图3中的"引用NIH资助研究领域的集群"）。
图3：CSET专利集群中受NIH资助影响的创新领域
来源：CSET专利集群、CSET科学图谱和NIH RePORTER数据库
NIH对专利的影响——无论是直接资助或通过被引用研究——遍及专利图谱，但在制药和生物技术领域尤为显著。几乎全部制药专利集群（97%）和生物技术集群（93%）通过引用NIH资助研究集群符合我们更广泛的NIH影响定义（图4蓝条）。每个类别中超过半数的集群包含直接受NIH资助的专利（图4紫条）。
图4：受NIH影响的专利集群主题分布
来源：CSET专利集群、CSET科学图谱、CSET专利分类和NIH RePORTER数据库
在制药和生物技术类别中，直接受NIH资助的专利集群涵盖多样化应用场景。我们分析了各领域中NIH资助专利比例最高的专利集群，示例如下：
- 制药集群103504 包含旨在减少细菌抗生素耐药性的专利。（该集群17%的专利族包含NIH资助）
- 生物技术集群45028 涉及通过肽化合物和基因疗法靶向细胞周期调控蛋白治疗癌症。（15%的专利族包含NIH资助）
- 制药集群76090 描述通过共价"固定"或环化肽类分子开发新型癌症疗法和抗耐药菌治疗。（14%的专利族包含NIH资助）
- 生物技术集群69307 涉及开发、识别和生产结合膜受体抗体的治疗方法，用于心血管疾病和癌症。（12%的专利族包含NIH资助）
案例研究：GLP-1激动剂
科研和专利不仅推动学术创新，更创造经济效益。GLP-1激动剂类药物展示了科研进展对全球市场的深远影响。这类药物最初获批用于2型糖尿病管理，现已成为减肥热门药物。目前多个品牌制剂（如Ozempic、Wegovy、Mounjaro、Zepbound）被视为"重磅药物"（年销售额超10亿美元）。2024年这些司美格鲁肽和替泽帕肽产品的全球销售额已超过410亿美元。
GLP-1激动剂药物活性成分均位于专利集群2081中（见图5）。虽然这些知名药物本身未包含NIH资助专利，但该集群2818个专利族中有22个获得NIH资助，且与含NIH资助专利的邻近集群密切相关（图3中心框）。更重要的是，该专利集群关联2405个研究集群，其中96%包含NIH资助研究。虽然最著名的GLP-1药物未直接受NIH资助，但NIH为催生这些重磅药物的基础研究生态体系做出了重要贡献。
图5：GLP-1激动剂专利集群与科学研究关联
来源：CSET科学图谱、CSET专利集群、CSET专利分类、NIH RePORTER数据库、诺和诺德专利披露和礼来专利披露
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