基于专利分析的大麻研发态势及技术构成

常丽 邓欣 唐慧娟 李建军 黄思齐 陈安国 张翠萍 赵立宁 李德芳（中国农业科学院麻类研究所，长沙 410205）

大麻（Hemp）是大麻科（Cannabinaceae）大麻属（Cannabis）一年生草本植物，学名Cannabis sativaL.，别名：火麻、线麻、白麻、魁麻、绿麻、土麻等。大麻起源于亚洲30°N左右，45°E-135°E这一狭长地带，我国也是重要的起源中心之一［1］。早在南北朝时期就开始种植和使用大麻，是我国传统经济作物。大麻是一种重要的毒品原料，也是一种优质的天然纤维资源。20世纪30年代中期，美国立法禁种，许多国家也随之限种或禁种，阻碍了大麻的发展。随着对大麻认识的增加，自90年代始，销声匿迹半个多世纪的大麻，在以美国和欧盟为代表的发达国家又兴起了一个研发热潮。欧洲制定了低毒大麻标准：THC＜0.3%的工业大麻标准，禁种高THC的传统品种，并加强种植的严格监管。目前，我国也遵循欧洲制定的低毒大麻标准，种植和使用的全部为工业大麻。

大麻全身是宝，其韧皮纤维是人类用作纺织的最早纤维之一，是天然纤维中韧度最高、可自然降解的环保纤维［2］。大麻纤维具有良好的吸湿排汗性、透气性、抗菌性、消音和抗紫外线功能，其分子结构稳定、取向度好，产生静电能力极低，也是良好的绝缘材料，利用大麻纤维可以生产服装、家纺、地毯、绳索、纤维板等［3］。大麻的花、叶中含有许多天然的化学成分，从20世纪60年代至今，已从大麻中分离得到565种化学成分，主要分为植物大麻素和非大麻素化合物两类。前者主要包括四氢大麻酚（THC）、大麻酚（CBN）、大麻二酚（CBD）、大麻萜酚（CBG）、大麻环萜酚（CBC）等［4］；后者主要包括生物碱、黄酮、萜类、甾醇、香豆素、脂肪酸、氨基酸等化合物［5-6］。这些化合物具有镇痛［7］、 抗 恶 心 呕 吐［8］、 抗 肿 瘤［9］、 抗 菌［10］、 抗炎［11］、治疗神经性疾病［12］及控制肌张力障碍运动疾病［13］等药理作用。大麻籽含有益于人体健康的丰富营养成分［14］，其油脂含量为25%-35%，蛋白质含量为20%-35%，膳食纤维为20%-35%，富含有磷、钾、镁、钙、铁、锌等多种矿物质，尤其铁和锌含量的比例最适合人体需要，同时富含精氨酸、甘氨酸等18种氨基酸、维生素E、卵磷脂、葡糖醛酸、挥发油、色素等［15］；其亚油酸和α-亚麻酸的比例接近3∶1，是人体正常代谢所需的最佳比例。因此，大麻籽可用于食品、添加剂、个人护理用品、饲料等方面［16］。大麻杆芯（麻骨）由于其特殊空心构造，一般用于造纸、生产活性炭、木粉和原生态板材、培养蘑菇、制备燃料等［17-18］。此外，大麻还能与其它原材料混合可生产各种复合材料产品［19-20］。可见大麻在纺织、造纸、医药、食品、饲料、新材料、新能源和化妆品等领域具有广阔的应用前景。

近年来，国内外大麻生产国在种质资源、生产利用和综合研发等方面取得了一定的成绩。本文从专利分析的角度研究目前国内外大麻研究进展程度；以及各个国家和地区对于大麻研究专利的保护方法。本文从PatSnap专利数据库，以“大麻”为关键词检索1985年至2017年间所有申请大麻相关的专利，从整体角度出发，并根据这些专利数据对大麻研究创新态势进行分析，以期客观准确地了解大麻行业在全球的发展现状及趋势，为国内大麻新技术开发、专利布局提供参考。

1 分析方法

本文选择的数据库为PatSnap（智慧芽）数据库，检索时间范围为：1985-2017年9月2日，检索式为：（大麻 or 火麻 or 汉麻 or 胡麻 or 白麻 or 野麻）AND（大麻 not 大麻哈鱼）AND（麻 not 麻将 or 麻醉 or 麻痹 or 天麻 or 芝麻）。数据采集原则是在以全为主的基础上求精，关键词的选取上尽量采用无歧义的词汇来减少杂质数据，但由于部分词汇不可避免具有一定的多面性，具体检索时需通过更细致的逻辑策略或手工进行翻译、初筛和清洗。参照国家知识产权局的分类方法，我们把专利申请人分为企业、大专院校、科研院所、机关团体、个人等5类。在本报告中，若某件专利涉及申请人共同申请时，则按共同申请的申请人各申请一件专利来统计。

2 结果

目前，大麻相关申请专利共计28 542件，其中发明专利24 521件、实用新型3 991件、外观专利30件，有效专利7 566件、失效专利13 233件，审查中专利6 214件，涵盖8个大类50个小类，申请人总量达100个。

2.1 大麻相关专利的申请趋势

图1是大麻专利的申请趋势图。可以看出早在1985年，就有关于大麻技术保护的发明专利申请，该项专利是由中国（山东省东平县麻纺厂）申请有关大麻化学脱胶工艺的技术保护，并于1年后授权。可见，中国对于大麻的研究在世界范围内是遥遥领先的。

从图1还可以看出，大麻相关专利呈整体增长趋势，2000年之前专利申请数量均少于500件。2001年之后专利申请量增幅巨大，大麻研究进入快速成长期，到2015年申请量呈巅峰状态，共有2 450件，其中发明专利占77.67%（1 903件），实用新型专利540件，外观设计专利7件。由于专利从申请到公开需要18个月到3年的时间，因此2015年以后的专利数量的数据仅作参考。截止2017年9月3日，共申请大麻专利256件，其中已授权28件。

图1 大麻专利申请趋势

2.2 大麻相关专利的法律状态及类型分析

目前，从大麻专利的法律状态来看（图2），失效专利占比近半（13 233件），其中包括发明专利11 002件，实用新型专利2 210件，外观设计专利21件；处于公开发明阶段的专利共计7 566件；而处于实质审查阶段专利共计6 210件，由于这部分专利大多都是近3年申请，随着审查流程的进行，将会有部分专利被授权。

图2 大麻申请专利法律状态构成

从专利的申请类型看（表1），外观专利和实用新型专利申请量较少，这说明大麻相关产品对外观要求微乎其微，发明人更加注重技术上的改进和新产品的研发，一般来讲，实用新型或外观设计所占比重越大，则说明该领域现阶段技术越趋于成熟，可见大麻的研究技术还有待进一步发掘和开发。

表1 申请专利类型

2.3 大麻相关专利的区域分布情况

迄今，全球共有50个国家申请了大麻相关专利。排在前10位的国家见图3。其中，中国的专利申请量居世界第一位，在全球范围的申请量达35%，共计9 402件，是排名第二位美国申请量（6664件）的1.41倍。而排名第三的德国的申请大麻相关的专利为2 386件。由此可见，经过近20年的发展，我国大麻相关行业已取得长足进步，具有一定的国际竞争力，这也和欧美等国家种植大麻是违法行为有关，从而阻碍了他们对大麻研究的进展。

国内方面，大麻专利分布较广，几乎覆盖了我国所有省份和直辖市，但甘肃、新疆、宁夏、内蒙古、海南、西藏、青海的申请量较少，总量不超过50件专利。申请量排在前10位的见图4。其中，排名第一位的江苏省共申请专利1 202件，且相关技术大多掌握在企业手中，如江苏紫荆花纺织科技股份有限公司和苏州摩维天然纤维材料有限公司，但尚未在江苏形成垄断地位；山东排在第二位，申请总量为1 107件，其次为浙江、北京、广东和上海，这些经济发达区域也拥有一定专利量，说明他们对于大麻的相关产品开发日益高涨，带动了当地麻企业的发展。可见全国范围内对大麻相关技术的重视程度很高，对目标市场的保护力度很大。

2.4 大麻相关专利的专利申请人概况

对全球大麻相关领域的主要申请进行分析，申请量排在前10位的全为企业（图5），而高校及科研单位的专利申请量较少，这可能是由于其知识产权意识相对不强，教育、评级制度使其更加看重论文发表，导致即便有发明创造也较少进行专利申请。大麻相关技术大多掌握在国外企业手中，主要集中在美国、德国、日本等国家，相对的国内企业或个人的申请量少。广州的宝洁公司比排名第一的巴斯夫欧洲公司的专利少79件，但其申请时间却早于巴斯夫欧洲公司（2004年），从1998年开始申请至今共计264件专利。

图3 国际大麻专利的区域分布

图4 国内大麻专利的区域分布

对国内大麻相关领域的主要申请进行分析，申请量排在前10位的省/直辖市除山东（1999年）、四川（2001年）、安徽（2003年）外，其他省份都是于1998年开始申报专利，专利数量逐年大增加，2011年以后大幅度攀升，近两年的申请量又有所下降。江苏省最具代表的申请人为：江苏紫荆花纺织科技股份有限公司、苏州摩维天然纤维材料有限公司、江南大学等；浙江省最具代表的申请人为：艾博生物医药（杭州）有限公司、詹森药业有限公司、浙江大学、义务市麻尚生针织品有限公司等；北京市最具代表的申请人为：中国人民解放军总后勤部军需装备研究所。从专利数据统计分析，我国大麻专利申请人同世界申请人的状况相似，绝大部分发明权掌握在企业，而高效和科研单位的技术相对薄弱。

图5 大麻专利的前10位申请人

2.5 大麻相关专利的技术分布

全世界大麻相关的专利技术主要分布在IPC分类 中 的 A61K（34.73%）、A61P（25.86%）、C07D（20.43%）、A01N（6.45%）、C12N（4.82%）、C08L（4.39%）、C07K（4.12%）、G01N（3.49%）、A01P（3.44%）和C07C（3.37%）（表2）。从大麻相关技术排名分析，近20年的研究最主要集中在大麻治疗神经系统疾病的药物、抗肿瘤药、非中枢性止痛剂、退热药或抗炎剂（例如抗风湿药）、非甾体抗炎药（NSAIDs）、医用/牙科用或梳妆用的配制品等方面。同时也有一些大麻相关的药物被批准上市，如 ：Sativex®、Bedrocan®、Bedrobinol®、Bediol®、Marinol®、Cesamet®等。但这些药物的研发及大麻药用价值的研究主要集中在欧美等发达国家，国内对这一块的研究及专利技术保护相对较弱，目前大麻的药用研究主要集中在广东省。

中国各省（直辖市）大麻相关专利的技术重点各不相同。如：江苏省的IPC分类排在前3位的是B32B9/02、D01C1/00和 D06M16/00，各占 14.94%，浙江省的IPC分类排在前三位的是G01N33/48、G01N33/558和D01B5/04，分别占16.83%、12.87%和10.89%；广东省的IPC分类排在前3位的是A61P35/00、A61P35/02和 A61K31/519， 分 别 占16.67%、12.50%和11.11%；北京市的IPC分类排在前3位的是C12N1/21、C12N1/19和C07K14/415，分别占13.79%、12.07%和10.34%；上海市的IPC分类排在前3位的是C09B67/24、D06P1/38和A01H5/00，分别占14.05%、12.97%和12.43%；而本省（湖南省）的IPC分类主要集中在D01B1/24、A01G1/00、D02G3/04，分别占16.67%、12.50%和12.50%。由此可见，江苏省侧重于麻纤维的制备方法及设备的研制，浙江省侧重于毒品的检测装置、检测技术麻纤维的制备，广东省侧重于大麻的药用研究、北京市侧重于利用生物化学的研究手段开展大麻的研究工作，如：大麻DNA荧光复合扩增系统、荧光标记大麻性别基因特异片段检验系统及方法等，上海市侧重于麻纤维的染色研究，湖南省主要是针对大麻的韧皮纤维分离、大麻栽培、大麻纤维的混纺等方面的研究。

与国外相比，国内则更加注重于大麻纤维及相关产品、技术的研发，大麻药用产品等相关专利的申请数量微乎其微，这可能和我国执行的工业大麻标准有关，缺乏研究药用的大麻品种。而欧洲的某些国家如意大利、荷兰及北美洲加拿大等国家在研发大麻药用相关技术及产品上，正倾注大量人力物力，这在我国属于技术空白领域，也将是今后的研发方向。

表2 大麻相关专利的技术分布

3 讨论

对大麻知识产权的保护始于1985年，随后专利申请增长率逐年递增，至2001年后申请量增幅巨大，目前已申请专利28 542件，主要涉及大麻素的分离、合成、检测方法、大麻素的药用、大麻提取产物、内源大麻素及大麻素受体、大麻油用、食用、纤用、育种、品种申请等方面。但专利有效率为26.50%，绝大多数专利已失效，这主要是因为专利缺乏创新性、申请人在申请公布后撤回或放弃、专利权有效期届满等原因。我国大麻研究已经取得了长足的进步，专利申请主要在大麻纤维的分离及应用、大麻籽的食用等方面，但在大麻的药用研究方面专利较少，同时专利申请人情况和技术分类特点分布过于集中，导致了大部分专利掌握在少数申请人手中，所以我国的大麻发展情况很大程度上取决于行业内为数不多领军企业。江苏省是我国申请大麻相关专利最多的省份，尤其是2012年至2016年间，每年申请的有效专利平均50件以上，再加上拥有江苏紫荆花纺织科技股份有限公司这种行业龙头企业，无疑为江苏省大麻纤维产品更快更好的发展增添了充足的砝码。但在大麻的研究领域中具备一定科研实力的高校不多，致使产学研对接较少。与国外相比，无论是专利申请数量、技术发展程度，还是知识产权工作开展，我国企业在某些方面还存在一定差距。

基于以上对大麻相关专利情况的分析，对农业科研单位及本所的知识产权管理体系构建，提出如下建议：

（1）提高知识产权意识。依据自身发展的总体战略目标，开展有针对性、多层次的知识产权教育培训，增强科研人员知识产权意识，将知识产权管理贯穿在技术创新的全过程；完善知识产权管理的组织机构和人员设置，设立负责知识产权管理事务的专门部门；加大对知识产权管理的投入，配备高素质的复合型管理人员，加强知识产权风险管理、知识产权资产管理及知识产权运营管理。

（2）提升创新能力，强化自主知识产权研发。在引进先进技术的同时，应不断提高自主创新能力，完善技术创新机制，将技术中心作为技术创新体系的核心，积极开发能够促进可持续发展的关键性与前瞻性技术，形成一批具有自主知识产权的重要技术，“产学研”联合，加大研发投入、提高技术开发人员素质，并积极推进专利技术的产业化，从而提高核心竞争力。

（3）时刻关注同行专利申请及专利布局情况。了解同行专利申请情况，可以得知其技术研发趋势，进而了解其核心技术，参考其技术进一步进行研发，从而达到超越竞争对手的目的，同时还能起到对自身产品进行专利预警的目的，规避侵权风险。了解重要竞争对手的专利布局情况可以预测其产品的主要销售市场。因此，我们应该定期对同行进行实施跟踪，摸清其技术发展方向，对有代表未来发展趋势的的技术先下手为强，或者先进行模仿然后争取超越。

（4）建立专题专利数据库。根据自身需求建立个性化专利数据库，可以将我们所专注领域的国内外专利置于一个数据库中，从而避免在欧专局、国家知识产权局等数据库内因为专利数据量较大而难以检索的缺点，能大大节省检索时间、提高工作效率。

4 结论

通过对1985-2017年全球大麻相关专利的分析，得出以下结论：

（1）从大麻研究的发展态势看，最早的专利申请始于1985年，随后逐年稳步增加，2000年以后呈大幅上升态势，2015年申请量达2450件。

（2）在国家和地区层面，我国是最早申请大麻专利的国家，但是在大麻药用及其相关产品研发方面与欧洲仍有不少差距，拥有药用大麻的自主知识产权不多，大麻药用产品的相关专利少；在机构层面，以巴斯夫、宝洁、先正达和3M等为代表的企业在全球专利布局上的领先态势明显，大麻专利技术大都掌握在这些企业手中，大麻药用、品种、纤维产品的研发、麻仁榨油及提取蛋白方面的专利研究是这些企业重点关注的领域。

（3）通过大麻相关专利主要 IPC 技术分布的分析发现，目前各国的技术研发方向及技术重点各不相同。欧洲偏重大麻素的药用研究、加拿大偏重于大麻籽食品加工方面、中国侧重于大麻纤维的制备及相关机械的研究。近几年，大麻的药用开发逐渐成为专利申请的主流技术，这也将是我国今后申请专利的一个方向。