中國(guó)工程科技醫(yī)藥衛(wèi)生與人口健康領(lǐng)域2035技術(shù)預(yù)見(jiàn)研究

孫殿軍，孫長(zhǎng)顥，張鳳民，叢斌，喬杰，高彥輝，張勇，吳立軍，金焰，趙世光，申寶忠，高旭，李霞，田野，牛玉梅，趙麗軍，李冬梅，徐建國(guó)，楊寶峰

（1.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)，哈爾濱150081；2.河北醫(yī)科大學(xué)，石家莊050017；3.北京大學(xué)，北京100191；4.中國(guó)工程院，北京100088；5.中國(guó)疾病預(yù)防控制中心，北京102206）

中國(guó)工程科技醫(yī)藥衛(wèi)生與人口健康領(lǐng)域2035技術(shù)預(yù)見(jiàn)研究

孫殿軍1，孫長(zhǎng)顥1，張鳳民1，叢斌2，喬杰3，高彥輝1，張勇1，吳立軍1，金焰1，趙世光1，申寶忠1，高旭1，李霞1，田野1，牛玉梅1，趙麗軍1，李冬梅4，徐建國(guó)5，楊寶峰1

（1.哈爾濱醫(yī)科大學(xué)，哈爾濱150081；2.河北醫(yī)科大學(xué)，石家莊050017；3.北京大學(xué)，北京100191；4.中國(guó)工程院，北京100088；5.中國(guó)疾病預(yù)防控制中心，北京102206）

為了把握醫(yī)藥衛(wèi)生和人口健康領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，適應(yīng)國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，開(kāi)展未來(lái)20年我國(guó)醫(yī)藥衛(wèi)生和人口健康領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)預(yù)見(jiàn)，旨在促進(jìn)我國(guó)居民健康及經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展。以國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)預(yù)見(jiàn)成果、文獻(xiàn)計(jì)量和專利分析等為基礎(chǔ)，提出備選技術(shù)需求清單，向領(lǐng)域內(nèi)科技專家和產(chǎn)業(yè)專家進(jìn)行德?tīng)柗茊?wèn)卷調(diào)查。根據(jù)問(wèn)卷調(diào)查結(jié)果，結(jié)合專家研判，提出了面向2035年我國(guó)工程科技醫(yī)藥衛(wèi)生和人口健康領(lǐng)域的前10項(xiàng)重要關(guān)鍵技術(shù)、重要共性技術(shù)和重要顛覆性技術(shù)，分析了關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)時(shí)間、發(fā)展水平和制約因素，為醫(yī)藥衛(wèi)生和人口健康領(lǐng)域重大工程建設(shè)提供了科學(xué)依據(jù)。

醫(yī)藥衛(wèi)生；人口健康；2035；德?tīng)柗普{(diào)查；技術(shù)預(yù)見(jiàn)

一、前言

21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的人口結(jié)構(gòu)、國(guó)民生活方式、疾病譜系、健康需求和主要醫(yī)療衛(wèi)生問(wèn)題已發(fā)生明顯的變化[1, 2]，疾病的預(yù)防模式、診療手段和管理技術(shù)等都正在發(fā)生深刻變革[3～5]。2016—2035年，是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的又一重大關(guān)鍵轉(zhuǎn)折時(shí)期，將突破未來(lái)醫(yī)藥衛(wèi)生和人口健康領(lǐng)域所面臨的重大瓶頸問(wèn)題，并對(duì)醫(yī)藥衛(wèi)生和人口健康領(lǐng)域工程科技的跨越式發(fā)展提出迫切需求。

本課題按照“中國(guó)工程科技2035發(fā)展戰(zhàn)略研究”項(xiàng)目總體組的要求，由中國(guó)工程院醫(yī)藥衛(wèi)生學(xué)部負(fù)責(zé)，組織領(lǐng)域內(nèi)院士、專家，以國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)預(yù)見(jiàn)成果、文獻(xiàn)計(jì)量和專利分析等為基礎(chǔ)，提出備選技術(shù)需求清單，并針對(duì)醫(yī)藥衛(wèi)生和人口健康12個(gè)子領(lǐng)域的75項(xiàng)技術(shù)，向領(lǐng)域內(nèi)科技專家和產(chǎn)業(yè)專家進(jìn)行德?tīng)柗茊?wèn)卷調(diào)查。

二、德?tīng)柗普{(diào)查情況概述

在工程科技2035技術(shù)預(yù)見(jiàn)德?tīng)柗茊?wèn)卷調(diào)查中，醫(yī)藥衛(wèi)生與人口健康領(lǐng)域設(shè)立了12個(gè)子領(lǐng)域，共75個(gè)技術(shù)方向。調(diào)查邀請(qǐng)專家1 760人，其中填報(bào)人數(shù)484人，專家參與度為27.05 %。有479名專家填寫(xiě)了單位信息，各領(lǐng)域具體比例見(jiàn)圖1。

圖1 參調(diào)專家所在單位分布

收回的問(wèn)卷中，對(duì)所有填報(bào)的技術(shù)項(xiàng)，62 %的回函專家選擇“很熟悉”或“熟悉”，總體看回函具有一定專業(yè)性，統(tǒng)計(jì)分析有較高的參考價(jià)值，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 參調(diào)專家對(duì)調(diào)查技術(shù)熟悉程度的分布

三、醫(yī)藥衛(wèi)生和人口健康領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)方向

經(jīng)技術(shù)預(yù)見(jiàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)和領(lǐng)域?qū)＜已杏懛治?，提出本領(lǐng)域綜合重要性最高的前10項(xiàng)技術(shù)方向，見(jiàn)表1。排名前3位的技術(shù)方向描述如下。

表1 醫(yī)藥衛(wèi)生和人口健康領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)方向

（一）新藥發(fā)現(xiàn)研究與制藥工程關(guān)鍵技術(shù)

目前，新藥研究還處于發(fā)展階段，與美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍然存在較大差距。新藥研發(fā)需借助藥物敏感性、毒性、耐藥性等一系列指標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)和發(fā)展包括基于表觀遺傳調(diào)控的新藥發(fā)現(xiàn)技術(shù)，完善并促進(jìn)我國(guó)制藥工程的發(fā)展。

（二）人工智能與大腦模擬關(guān)鍵技術(shù)（交叉）

人工智能的目的，就是研究和完善等同于或超過(guò)人的思維能力的人造思維系統(tǒng)。目前，被人們廣泛關(guān)注的技術(shù)有助聽(tīng)、助視等交流輔助技術(shù)，以及認(rèn)知計(jì)算與神經(jīng)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，基于腦認(rèn)知的視覺(jué)加工模型技術(shù)，基于視覺(jué)的自然環(huán)境感知技術(shù)，多層次神經(jīng)信息檢測(cè)技術(shù)，自動(dòng)語(yǔ)言識(shí)別技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)原理開(kāi)發(fā)出人造視網(wǎng)膜和仿腦制導(dǎo)系統(tǒng)技術(shù)等。人工智能和大腦模擬將成為未來(lái)科技進(jìn)步的重要標(biāo)志之一。為此，以美國(guó)為代表的一些發(fā)達(dá)國(guó)家設(shè)立了項(xiàng)目開(kāi)展研究，并取得飛速進(jìn)展。在“十三五”期間，我國(guó)將加大該技術(shù)方向的研究，但仍需長(zhǎng)期加大跨學(xué)科合作研究的力度，不斷解決神經(jīng)系統(tǒng)疾病臨床治療和康復(fù)難以解決的問(wèn)題。

（三）中藥資源保護(hù)、先進(jìn)制藥和療效評(píng)價(jià)技術(shù)

我國(guó)在該領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先水平。目前，合理開(kāi)發(fā)、利用和保護(hù)中藥資源，實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)利用，已成為醫(yī)藥行業(yè)必須高度重視和亟待解決的問(wèn)題。同時(shí)，還需探索天然活性成分鑒定、分離技術(shù)和科學(xué)的中藥療效評(píng)價(jià)技術(shù)，促進(jìn)中醫(yī)制藥領(lǐng)域的發(fā)展。

四、醫(yī)藥衛(wèi)生和人口健康領(lǐng)域共性技術(shù)方向

本領(lǐng)域前10項(xiàng)重要共性技術(shù)方向見(jiàn)表2。其中，前3項(xiàng)中，有1項(xiàng)技術(shù)與本領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)相重合，其余2項(xiàng)技術(shù)方向描述如下。

表2 醫(yī)藥衛(wèi)生和人口健康領(lǐng)域重要共性技術(shù)方向

（一）基于分子檢測(cè)和分子影像的精準(zhǔn)診斷及療效評(píng)價(jià)技術(shù)

隨著分子檢測(cè)技術(shù)的不斷成熟以及分子影像學(xué)的發(fā)展，體外和活體的精準(zhǔn)診斷及療效評(píng)價(jià)技術(shù)取得了進(jìn)步。但是，目前分子影像學(xué)的發(fā)展較為滯后，對(duì)活體組織細(xì)胞分子進(jìn)行精確定位和檢測(cè)還存在較大的缺陷。因此，亟待開(kāi)發(fā)高精密度的光學(xué)分子成像系統(tǒng)，并與分子檢測(cè)技術(shù)聯(lián)合，用于疾病的早期預(yù)警、診斷、個(gè)體化療效評(píng)價(jià)。

（二）面向社區(qū)的健康大數(shù)據(jù)及智能健康管理系統(tǒng)

互聯(lián)網(wǎng)+與大健康產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，使得基于計(jì)算機(jī)、通信、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的健康產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)高速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。以個(gè)人為中心的健康數(shù)據(jù)正進(jìn)行著快速積累，預(yù)計(jì)未來(lái)的5～10年將形成龐大的健康大數(shù)據(jù)，并通過(guò)與醫(yī)院診療數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通形成海量的醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)。建立基于大數(shù)據(jù)分析的智能健康管理服務(wù)系統(tǒng)，將在面向智能醫(yī)療的健康管理與服務(wù)的海量數(shù)據(jù)分析及處理領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展。

五、醫(yī)藥衛(wèi)生和人口健康領(lǐng)域顛覆性技術(shù)方向

本領(lǐng)域前10項(xiàng)重要顛覆性技術(shù)方向見(jiàn)表3。其中，前3項(xiàng)中，有1項(xiàng)技術(shù)與本領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)或重要共性技術(shù)相重合，其余2項(xiàng)技術(shù)方向描述如下。

（一）生物3D打印技術(shù)與生物4D打印技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用

生物3D打印是3D打印技術(shù)最前沿的研究領(lǐng)域，在生物醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展勢(shì)頭迅猛，而引入時(shí)間維度可自動(dòng)變形材料發(fā)展起來(lái)的生物4D打印技術(shù)為生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用帶來(lái)無(wú)窮空間。突破共性的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題并開(kāi)發(fā)高合成率的技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)構(gòu)建復(fù)雜、全功能組織器官，實(shí)現(xiàn)組織與器官完美再生的重要手段。通過(guò)在本技術(shù)方向的研究和積累，使3D、4D打印技術(shù)盡快實(shí)現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化。

表3 醫(yī)藥衛(wèi)生和人口健康領(lǐng)域重要顛覆性技術(shù)方向

（二）基于聲、光、電、磁的新型診斷治療技術(shù)

通過(guò)原位生物作用定點(diǎn)合成對(duì)腫瘤和心腦血管等疾病相關(guān)病灶部位精準(zhǔn)靶向快速標(biāo)記的成像分子探針，建立活體原位生物合成近紅外熒光探針及其生物靶向成像技術(shù)等醫(yī)學(xué)診斷、治療新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)非侵入式的活體病灶實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的高靈敏快速示蹤和多模態(tài)監(jiān)測(cè)與治療。

六、醫(yī)藥衛(wèi)生和人口健康領(lǐng)域技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間分布

（一）預(yù)期實(shí)現(xiàn)時(shí)間分布

醫(yī)藥領(lǐng)域技術(shù)的世界技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間、我國(guó)技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間和我國(guó)社會(huì)實(shí)現(xiàn)時(shí)間分別見(jiàn)圖3。

對(duì)所有技術(shù)的預(yù)期，世界技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間為2019—2031年，主要集中在2022—2026年，有55項(xiàng)，約占全部技術(shù)的73 %。

總體上來(lái)看，我國(guó)技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間平均晚于世界3～5年，我國(guó)社會(huì)實(shí)現(xiàn)時(shí)間晚于技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間2～3年。

（二）中國(guó)技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間與世界技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間跨度分析

75項(xiàng)技術(shù)中，除了中醫(yī)藥學(xué)7項(xiàng)技術(shù)，其他子領(lǐng)域的絕大多數(shù)技術(shù)在中國(guó)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間均晚于世界技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間，平均晚2.6年，結(jié)果見(jiàn)圖4。

預(yù)計(jì)不孕不育治療體系優(yōu)化技術(shù)和新型中醫(yī)診療器械及設(shè)備技術(shù)中國(guó)與世界會(huì)同步實(shí)現(xiàn)。

新藥發(fā)現(xiàn)研究與制藥工程關(guān)鍵技術(shù)、智能藥物遞送體系與新型藥物制劑技術(shù)、大（超）型人群隊(duì)列研究及數(shù)據(jù)集挖掘與分析技術(shù)、神經(jīng)系統(tǒng)疾病防控新技術(shù)、兒童和青少年發(fā)育行為學(xué)測(cè)量與干預(yù)技術(shù)和基于合成生物學(xué)的人工生物系統(tǒng)建立技術(shù)等6項(xiàng)技術(shù)在中國(guó)技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間是2026—2030年，比世界技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間晚4～5年?？梢?jiàn)上述技術(shù)中國(guó)與世界的差距較大。

（三）中國(guó)技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間與社會(huì)實(shí)現(xiàn)時(shí)間跨度分析

我國(guó)75項(xiàng)技術(shù)從技術(shù)實(shí)現(xiàn)到社會(huì)實(shí)現(xiàn)的時(shí)間跨度為1～4年，平均為2.3年，結(jié)果見(jiàn)圖5。

“不孕不育治療體系優(yōu)化”和“植入前、產(chǎn)前無(wú)創(chuàng)遺傳學(xué)診斷”兩項(xiàng)技術(shù)將率先在2020年左右實(shí)現(xiàn)，2021年將應(yīng)用于臨床。

干細(xì)胞介導(dǎo)生物口腔和五官組織再生技術(shù)、基于發(fā)育學(xué)原理的口腔和五官組織再生技術(shù)、可控生命體構(gòu)建與重塑技術(shù)、人工智能及大腦模擬關(guān)鍵技術(shù)（交叉）等技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間相對(duì)較晚，為2032—2033年。

七、醫(yī)藥衛(wèi)生和人口健康領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展水平與約束條件

（一）研發(fā)水平指數(shù)

醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域各子領(lǐng)域技術(shù)方向研發(fā)水平指數(shù)分析結(jié)果見(jiàn)表4。75項(xiàng)技術(shù)研發(fā)水平指數(shù)均值為33.29。其中，中醫(yī)藥學(xué)子領(lǐng)域7個(gè)技術(shù)方向研發(fā)水平指數(shù)均值為82.54。除去中醫(yī)藥學(xué)，其他11個(gè)子領(lǐng)域研發(fā)水平指數(shù)均值下降到28.22。可見(jiàn)，我國(guó)醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域技術(shù)方向總體研發(fā)水平不高。

圖3 三類預(yù)期實(shí)現(xiàn)時(shí)間的比較分析

圖4 中國(guó)技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間與世界技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間差距

圖5 中國(guó)技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間與社會(huì)實(shí)現(xiàn)時(shí)間差距

（二）技術(shù)領(lǐng)先國(guó)家

醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域各項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)先國(guó)家的判斷如下：除中醫(yī)藥學(xué)子領(lǐng)域外，美國(guó)在其他所有子領(lǐng)域擁有絕對(duì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，其次為歐盟和日本；中醫(yī)藥學(xué)方面，除中國(guó)外，日本具有一定優(yōu)勢(shì)。結(jié)果見(jiàn)圖6。

（三）制約因素分析

整體來(lái)看，人才隊(duì)伍及科技資源是醫(yī)藥領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的首要制約因素，其次是研發(fā)投入，而醫(yī)藥領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展受工業(yè)基礎(chǔ)能力的影響不大，結(jié)果見(jiàn)圖7。各子領(lǐng)域的制約因素情況結(jié)果見(jiàn)圖8。

表4 醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域各子領(lǐng)域技術(shù)方向研發(fā)水平指數(shù)分析結(jié)果

圖6 技術(shù)領(lǐng)先國(guó)家的分布

圖7 醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域制約因素情況

圖8 各子領(lǐng)域制約因素情況

八、結(jié)語(yǔ)

本課題根據(jù)德?tīng)柗普{(diào)查的結(jié)果，結(jié)合專家研判，提出了面向2035年我國(guó)工程科技醫(yī)藥衛(wèi)生和人口健康領(lǐng)域的前10項(xiàng)重要關(guān)鍵技術(shù)、重要共性技術(shù)和重要顛覆性技術(shù)?？傮w上來(lái)看，我國(guó)醫(yī)藥領(lǐng)域技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)間平均晚于世界3～5年?？傮w研發(fā)水平不高，除去中醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域，處于較落后和落后的領(lǐng)域占到80.88 %。人才隊(duì)伍及科技資源是我國(guó)醫(yī)藥衛(wèi)生與人口健康領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的首要制約因素，其次是研發(fā)投入。據(jù)此，加大人才隊(duì)伍建設(shè)是首要任務(wù)，也是持續(xù)、長(zhǎng)期的任務(wù)；其次科研投入應(yīng)不斷增加，而不能削弱；三要加強(qiáng)法律法規(guī)政策和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定，以促進(jìn)或保障關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展[6～8]。

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Technology Foresight Research on China’s Medical and Population Health Engineering Science and Technology to 2035

Sun Dianjun1, Sun Changhao1, Zhang Fengmin1, Cong Bin2, Qiao Jie3, Gao Yanhui1, Zhang Yong1, Wu Lijun1, Jin Yan1, Zhao Shiguang1, Shen Baozhong1, Gao Xu1, Li Xia1, Tian Ye1, Niu Yumei1, Zhao Lijun1, Li Dongmei4, Xu Jianguo5, Yang Baofeng1
(1. Harbin Medical University, Harbin 150081, China; 2. Hebei Medical University, Shijiazhuang 050017, China; 3. Peking University, Beijing 100191, China; 4. Chinese Academy of Engineering, Beijing 100088, China; 5.Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 102206, China)

Key technology foresight in the felds of medical and population health is very important to China’s population health, economy, and social development. Such foresight permits technological development trends in medical and population health to be grasped, thereby meeting major national strategic demands. In this paper, a list of alternative technologies is put forward on the basis of technology foresight, bibliometrics, and patent analysis (both domestic and international). A Delphi investigation of the list was carried out among experts in the felds of medical technology and medical industry all over the country. A total of 10 major key technologies, 10 major common technologies, and 10 major disruptive technologies were put forward, by analyzing the results of the Delphi investigation in combination with the experts’ judgment. The realization time, development level, and limiting factors of these major technologies were also analyzed. The results of this study provide a scientifc basis for the raising of major projects in the felds of medical and population health.

medical health; population health; 2035; Delphi method; technology foresight

R-1

A

2016-12-12；

2017-01-10

楊寶峰，中國(guó)工程院，院士，哈爾濱醫(yī)科大學(xué)，校長(zhǎng)，主要研究方向?yàn)樗幚韺W(xué)；E-mail: yangbf@ems.hrbmu.edu.cn

中國(guó)工程院咨詢項(xiàng)目“中國(guó)工程科技2035發(fā)展戰(zhàn)略研究”(2015-ZD-14)

本刊網(wǎng)址：www.enginsci.cn

DOI 10.15302/J-SSCAE-2017.01.014