人工智能在药物研发中的专利竞赛

　　Intuitionlabs在10月28日发布报告《AI Patents in Pharma: Ranking the Top 25 Companies (2025)》，详细分析了全球医药企业 AI 专利布局，并列举了其中领军企业的专利情况。报告基于专利数据库与行业资料，分析了截至2025年AI相关专利申请量排名前25的制药企业，通过历史趋势与现时专利组合研究，结合数据与案例，识别出行业领军者与快速追随者。

　　人工智能在药物研发中的应用显著加速，这一点从激增的专利活动中可见一斑。专利分析数据显示，2020至2022年间制药领域人工智能相关专利申请量的年复合增长率达23%。到2025年中，这一扩张态势正推动激烈的专利竞赛。Gritstone Bio与Guardant Health等生物技术先锋位居AI专利申请榜首（2020年以来分别获33项和26项专利）。大型药企中，罗氏与安进同样表现抢眼（2020以来分别提交22项和20项申请）。从季度数据看，部分企业单季度即提交数十项AI专利——例如罗氏在2024年第一季度提交72项AI主题专利，拜耳在2024年第一、二季度分别提交44项和35项。总体而言，美国主导着AI制药专利布局（2020以来约占申请总量50%），中国与日本紧随其后。

　　一、行业背景

　　制药行业正在经历人工智能驱动的变革。从机器学习到生成式模型的前沿AI算法正被广泛应用于药物发现、临床试验、诊断技术和个性化医疗。众多评论指出，人工智能有望"加速创新疗法和专科治疗的发展"，并显著缩短研发周期、降低研发成本。例如麦肯锡研究预测，仅通过优化研发流程，生成式AI就能为制药业创造超1000亿美元的收益增长。在此背景下，企业日益重视AI创新的知识产权保护。专利申请量是衡量AI研发投入与战略的直观指标。虽然制药业AI应用曾滞后于科技行业，但近年迎来爆发式增长。GlobalData智能专利分析显示，2020至2022年间制药领域人工智能相关专利申请量年均增长率达23%，其绝对数量虽较电子行业仍存差距，但已相当可观：2020-2022年全球制药领域共提交1,476项AI主题专利申请，获授526项专利。然而专利申请增长并不均衡，例如2024年第三季度新AI专利申请量环比下降25%，可能反映"专利疲劳"或研发周期调整。此前多季度仍见企业批量提交，例如拜耳与罗氏等巨头单季度申请量均达数十项：拜耳2024年第一季度提交44项，罗氏同期提交72项。相较之下，Gritstone Bio等头部生物技术初创三年累计申请量仅为33项，这种差异反映出大型企业专利组合与初创公司快速突围并存的格局。

　　二、竞争格局

　　制药领域AI相关专利数量呈现迅猛增长。根据GlobalData，AI现已成为制药行业增长最快的专利主题之一。前述AI专利申请量23%的年均增长率（2020-2022年）印证了持续的资金投入。相较之下，制药行业整体研发专利活动趋于平缓甚至下滑，使得AI领域表现尤为突出，仅2024年第三季度就有194项AI共同专利申请（低于第二季度的257项），这表明全球制药公司每季度仍持续提交数百项AI新专利。

　　专利机构数据揭示了地域集中性：美国企业目前处于绝对领先地位。GlobalData指出，自2020年以来，约50%的制药AI专利公告归属美国。中国以约17%的占比次之，日本约占12%。这与整体AI专利趋势大致吻合——虽然中国企业（多为科技相关）专利总量庞大，但美国公司在生命科学领域占据主导。这种集中态势意味着美国生物制药企业和科研机构异常活跃，同时也表明美国市场及监管环境是优先目标——这与制药业的全球战略一致。

　　公司分布呈现高度集中态势。GlobalData发现，仅五家专利权人就占据了2020-2022年制药AI专利申请总量的约10%。令人惊讶的是，这些顶级申请者多为生物技术公司和大学，而不仅仅是传统的大型药企。具体而言：Gritstone Bio以自2020年以来提交33项AI专利排名第一；Guardant Health以26项居次；随后是罗氏（22项）和安进（20项）。有趣的是，麻省理工学院（20项），一所大学也出现在申请量前五名中，凸显了学术界在AI创新中的作用。从授权专利量来看，则呈现出另一番领导格局：武田制药位居授权榜首位（自2020年以来获授18项专利），其次是Guardant（17项）、Bluebird Bio（13项）、哈佛大学（12项）和阿斯利康（9项）。这些数据共同表明，既有老牌的全球知名企业（如罗氏、武田、阿斯利康），也有以AI为核心的初创公司（如Guardant、Bluebird、Gritstone）在专利布局中占据重要地位。

　　除了公司集中度外，专利申请还呈现技术领域集聚特征。制药AI专利通常涉及应用于医疗健康数据的机器学习算法、计算药物设计、诊断影像和实验室自动化。例如，近期专利包括用于分析数字病理图像（罗氏）、预测细胞发酵产量（罗氏）或生成新分子（Insilico）的AI系统。通用的AI分类，如G06N（基于特定数学模型的计算机系统）被广泛使用。尽管全面的CPC分析超出报告范围，但个案证据表明，基于AI的药物发现引擎、基因组数据分析和临床决策支持领域的申请量正在激增。全球专利分类态势表明，"医疗健康AI"已成为一个价值万亿美元的赛道，正推动对算法和数据驱动方法的密集专利保护。

　　总而言之，在商业和科学需求的双重驱动下，制药AI专利正处于高速增长阶段。企业认识到AI能够生成新候选药物、优化试验并实现个性化医疗，因此将这些创新成果申请专利被视为关键的竞争防御手段。

　　三、主要领军企业

　　罗氏（F. Hoffmann-La Roche）：罗氏在AI专利领域表现极为活跃。2024年其专利申请量呈现爆发式增长：例如在2024年第一季度就提交了72项AI相关专利，覆盖从基于患者数据的治疗效果预测到AI驱动的组织分析等多元应用。根据GlobalData数据，罗氏自2020年以来的累计申请量达22项，体现了其长期布局，而近期的季度爆发则凸显了投入力度升级。该企业持续将AI应用于肿瘤学与诊断领域，其合作伙伴DeepLens拥有多款机器学习工具。例如罗氏近期一项专利描述了利用数字病理图像与空间分析对肿瘤免疫表型进行分类的方法。公司声明与合作项目同样印证其领导地位：罗氏近期携手诺和诺德加入英伟达主导的药物发现超算联盟。

　　拜耳：这家以医药与农业著称的传统巨头，在AI专利数量上意外领先。GlobalData数据显示，拜耳在2024年第一、二季度分别提交了44项和35项AI专利，涵盖医疗领域（如放射影像算法）与农业科技（如农化残留预测）。其专利布局彰显广度战略：医疗方向涉及多模态医疗数据融合与图像处理，农业方向则聚焦植物传感器的机器学习应用。这种双重聚焦既反映了公司业务多元性，更凸显了其在两大领域的激进专利策略。

　　Gritstone Bio：这家专注于癌症免疫治疗的小型生物技术公司，以2020年以来33项AI专利的累计申请量意外登顶。虽然公司市值规模有限，但其技术体系深度融合AI技术。专利内容多涉及免疫反应预测的机器学习应用。尽管公开资料对其公司战略的记载有限，这一案例生动展现了小型生物技术公司如何构建重要AI知识产权组合。

　　Guardant Health：作为液体活检癌症诊断领域的领导者，Guardant自2020年以来提交了26项AI专利申请，同期获得17项授权。该企业运用AI分析血液基因组数据，因而对其算法与数据流程进行知识产权保护至关重要。高专利数量表明其正集中研发资源优化早期癌症检测的机器学习模型，这一范例凸显诊断企业在AI专利格局中的核心地位。

　　安进：以20项AI专利申请量跻身头部申请方。除专利布局外，该公司在AI应用讨论中也备受关注：GlobalData指出安进在2024年第二季度企业文件中AI提及率同比增幅居首。其专利主要覆盖生物制剂设计与生物生产工艺优化。公司公开宣称将机器学习用于抗体开发等研发环节，未来数年值得重点关注。

　　强生：未进入GlobalData前五榜单，但作为全球最大制药企业，其AI专利组合仍然庞大。公开信息显示强生深度整合AI技术：旗下杨森制药已向BenevolentAI授权候选药物，并持续投资AI合作项目。虽此处未引用具体专利数量，但其广泛研发布局预示2025年必居前25之列。

　　武田制药：虽仅在GlobalData授权专利量榜单居榜首（2020年以来获授18项AI专利），但作为全球医药巨头，其公开宣称推进"武田AI"计划等布局。申请量与授权量的差异可能源于早期申请周期。考虑到其在罕见病领域的研发投入与管线聚焦，武田无疑处于竞争第一梯队。

　　阿斯利康：早期在药物发现领域应用AI的成果广为人知，专利布局延续这一传统。虽2020年以来仅获授9项AI专利，但其全球体系（包括Medimmune等子公司）早前已提交大量申请，并持续与nference等AI初创企业合作。

参考文献：

intuitionlabs.AI Patents in Pharma: Ranking the Top 25 Companies (2025)[EB/OL].[2025-10-28].https://intuitionlabs.ai/pdfs/ai-patents-in-pharma-ranking-the-top-25-companies-2025.pdf