Panorama mundial de las patentes relacionadas con los coronavirus humanos

17 noviembre, 2021 Avicena

Kunmeng Liu,^1,†Zixuan Gu,^1,†Md Sahidul Islam,¹Thomas Scherngell,²Xiangjun Kong,¹Jing Zhao,¹Xin Chen,¹ y Yuanjia Hu^1,✉

Publicada online 10 de abril de 2021

En la actualidad, la pandemia de COVID-19 se está extendiendo de forma desenfrenada, habiendo causado 2,18 millones de muertes. Caracterizar el panorama mundial de las patentes de coronavirus es esencial no sólo para informar a la investigación y a la política, dada la actual crisis pandémica, sino también para anticipar importantes desarrollos futuros. Mientras que las patentes son un prometedor indicador de la producción de conocimiento tecnológico ampliamente utilizado en la investigación de la innovación, suelen ser un recurso infrautilizado en las ciencias biológicas. En este estudio, presentamos un panorama de patentes para los siete coronavirus que se sabe que infectan a los seres humanos. La información incluida en este trabajo proporciona una sólida base intelectual para el desarrollo en curso de agentes terapéuticos y vacunas, junto con un debate más profundo sobre los derechos de propiedad intelectual en condiciones de epidemia. Los resultados muestran que se ha producido un rápido aumento de las patentes de coronavirus humanos, especialmente las de COVID-19. China y Estados Unidos desempeñan un papel destacado en la cooperación mundial y la solicitud de patentes. El papel de liderazgo de las instituciones académicas y del gobierno es cada vez más evidente. Entre las cuestiones tecnológicas más destacadas relacionadas con los coronavirus humanos se encuentran el tratamiento farmacoquímico, el diagnóstico de la infección viral, las vacunas con vectores virales y la medicina tradicional china. Además, un reto crítico consiste en equilibrar la competencia comercial, el beneficio empresarial, el intercambio de conocimientos y el interés público.

Introducción

A medida que se desarrolla la pandemia de la Enfermedad por Coronavirus 2019 (COVID-19), investigadores de todas las disciplinas se reúnen y aportan sus conocimientos. Al mismo tiempo, la investigación y el diseño de medicamentos (I+D) y los ensayos clínicos están en pleno apogeo. El intenso desarrollo de nuevas terapias está marcado por el uso activo de los derechos de propiedad intelectual junto con fuertes inversiones en I+D 1.

Antes de 2019, solo se sabía que seis coronavirus -el Coronavirus Humano 229E (HCoV-229E), el Coronavirus Humano OC43 (HCoV-OC43), el Coronavirus del Síndrome Respiratorio Agudo Severo (SARS-CoV), el Coronavirus Humano NL63 (HCoV-NL63), el Coronavirus Humano HKU1 (HCoV-HKU1) y el Coronavirus del Síndrome Respiratorio de Oriente Medio (MERS-CoV)- causaban enfermedades en humanos 2. Los cuatro primeros se reconocen como endémicos, es decir, se asocian a enfermedades leves y autolimitadas, mientras que los dos últimos pueden provocar enfermedades graves e incluso la muerte. El SARS-CoV-2, también llamado COVID-19, se caracterizó como un coronavirus beta y es la séptima cepa discreta de coronavirus que tiende a causar enfermedades graves en los seres humanos, lo que fue la razón de un enorme brote de infecciones respiratorias que se extendió rápidamente, incluyendo una neumonía potencialmente mortal, que comenzó en Wuhan, China 3.

Dada la repercusión mundial de la actual situación pandémica, una caracterización sistemática de la producción de conocimientos tecnológicos es de crucial interés para comprender el sistema mundial de innovación relacionado con los coronavirus humanos, a fin de informar a los investigadores y a los responsables políticos de todo el mundo. Para caracterizar el panorama mundial de la producción de conocimientos tecnológicos, la investigación sobre la innovación nos dice que las patentes son un indicador muy prometedor, ya que proporcionan información sistemática sobre los nuevos conocimientos tecnológicos desagregados por jerarquías muy detalladas de campos tecnológicos y atribuidos en el espacio geográfico y el tiempo 4. Por lo tanto, las patentes podrían ser un recurso importante pero descuidado en las ciencias biológicas para caracterizar la producción de conocimiento tecnológico en campos específicos. Uno de los objetivos evidentes del sistema de patentes es fomentar y facilitar la difusión del conocimiento tecnológico. Las patentes en las ciencias de la vida no sólo son una métrica crucial de la innovación, sino también una piedra angular para la comercialización de nuevos campos en las ciencias de la vida y las tecnologías relacionadas con la salud. Sin embargo, se ha prestado muy poca atención a los documentos de patentes como fuente de información útil. Además, los coronavirus tienen puntos en común, todos ellos causantes de enfermedades respiratorias. En vista de estos puntos en común, los documentos de patentes no relacionados con el COVID-19 pueden ser una fuente de información útil para la I+D de enfoques para combatir el COVID-19 5.

Aquí presentamos un estudio descriptivo del panorama de las patentes de coronavirus, centrándonos no sólo en el COVID-19, sino en los siete coronavirus en cuanto a la base común y la posible utilización compartida entre los diferentes tipos de intervenciones basadas en coronavirus. Los estudios de patentes anteriores sólo se han centrado en varias subclases de coronavirus6-9, como el de Choi et al. centrado en las patentes de vacunas contra el MERS-CoV que pueden tener un mayor potencial de comercialización10. Y no se han realizado antes análisis exhaustivos de patentes en este ámbito5, 11. Para colmar esta laguna, ofrecemos una visión general de las tendencias actuales en desarrollo, centrándonos en el panorama de las patentes de coronavirus humano en las dimensiones temporal, espacial y tecnológica, así como empleando una perspectiva de red de flujo de conocimientos 12 mediante el uso de citas de información entre patentes, lo que puede proporcionar una referencia para la toma de decisiones pertinentes por parte de investigadores, inversores y responsables políticos.

Materiales y métodos

En este estudio se utilizó la plataforma Derwent Innovation (https://clarivate.com/products/derwent-innovation/), un proveedor mundial de documentos de patentes mejorados, para identificar un conjunto de datos de patentes relacionadas con los coronavirus. Se buscaron los títulos, resúmenes y reivindicaciones de las patentes con fecha de publicación anterior al 31 de diciembre de 2020, utilizando una serie de términos de búsqueda relacionados con “coronavirus humano.” Cada registro de patente consiste en información detallada sobre una familia de patentes del Índice Mundial de Patentes Derwent (DWPI), que incluye la patente básica presentada en el país u oficina original y las patentes posteriores equivalentes sobre la misma invención presentadas en diferentes países u oficinas. El análisis de patentes que se describe a continuación incluye las tendencias temporales, los países de presentación, la titularidad de las patentes, las copatentes, las categorías tecnológicas y las redes de citas e hitos. Los elementos de este panorama de las patentes se presentan de acuerdo con la lista de verificación de los elementos de notificación de los panoramas de las patentes (RIPL) 13, 14.

El estudio emplea una perspectiva de análisis de redes para analizar los patrones y la dinámica de los flujos globales de conocimiento en el ámbito tecnológico considerado. En economía o ciencia regional, los enfoques de análisis de redes han cobrado un interés creciente en las investigaciones recientes sobre la dinámica de las redes mundiales de investigación e innovación 15, así como de los flujos de conocimiento 16. La perspectiva de red desplaza el énfasis de las patentes individuales a las relaciones de citación entre ellas. Construimos una serie de redes de citas de patentes en las que los nodos representan las patentes y las aristas y flechas dirigidas denotan las relaciones y direcciones de las citas. Además, las patentes pueden agruparse para formar un componente de red independiente, en el que los nodos tienen conexiones internas relativamente frecuentes. Las estructuras y características de las redes de citas de patentes indican de forma exhaustiva los patrones de flujo y evolución de la tecnología. Este estudio también ha utilizado varios enfoques descriptivos para ilustrar los indicadores de patentes y las asociaciones entre ellos. La metodología completa del estudio se describe en la sección de métodos complementarios.

Resultados
Resumen de datos

Se generó un conjunto de datos de 16.605 documentos de patentes y 5.156 familias de patentes DWPI, incluyendo 1.556 documentos de patentes y 1.524 familias de patentes DWPI relacionadas con COVID-19. Información suplementaria La Figura S1 muestra el número de patentes excluidas e incluidas en cada etapa y las razones pertinentes. En 1974, surgió la primera patente de coronavirus, FR2263769 (el primer coronavirus humano fue descubierto en 1964 por el Dr. June Almeida) (Figura (Figura1B).1B). En 1988, aparecieron las patentes HCoV-229E y HCoV-OC43 (WO8801292; AU8779614). En 2005 (EP1508615) y 2006 (US2006018923) se publicaron las patentes de HCoV-NL63 y HCoV-HKU1, otros dos virus que sólo causan síntomas leves. Coincidiendo con la aparición del SARS-CoV, el número de documentos de patentes aumentó rápidamente de 2002 a 2006, se estabilizó durante el período 2006-2019 y alcanzó su máximo en 2020 (figura 1A). En 2003, apareció la patente CN1439424 del SARS-CoV, y el número de familias de patentes creció rápidamente. Las patentes de MERS-CoV aparecieron en 2012 (por ejemplo, WO2012031090), y su frecuencia aumentó gradualmente hasta 2019. El número de familias de patentes entre 2006 y 2019 fue considerablemente inferior al de 2005, pero el número de documentos de patentes se mantuvo más o menos constante. La primera patente del SARS-CoV-2 (CN110870402) se añadió al conjunto de patentes de coronavirus humanos en 2020, y el SARS-CoV-2 había ganado una gran cantidad de familias de patentes en 12 meses. En 2020, hubo más familias de patentes de coronavirus que en cualquier otro año anterior, impulsadas por una explosión en el número de patentes de SARS-CoV-2.

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Distribución geográfica

A continuación, analizamos las nacionalidades de los inventores de patentes. Nos fijamos en los inventores y no en las solicitudes para rastrear el lugar de producción del conocimiento, un enfoque habitual en los estudios sobre innovación 17. Como se muestra en la Figura1C,1C, los países con más inventores son China (2.255 patentes), Estados Unidos (691 patentes), Japón (224 patentes), India (213 patentes) y Corea del Sur (191 patentes). Esta información sobre la nacionalidad de los inventores indica de dónde procede la fuente tecnológica. Los mercados de interés potencial pueden determinarse por los países o regiones de los documentos de patentes, entre los que se encuentran Estados Unidos (3.249 patentes), China (3.118 patentes), Japón (1.469 patentes), Corea del Sur (558 patentes) y Australia (775 patentes), como se muestra en la Figura1D.1D. Estados Unidos, China, Japón y Corea del Sur no sólo fueron los mercados más importantes, sino también las fuentes más productivas de patentes. Además de estos cuatro países, la India también ha realizado un esfuerzo considerable en el desarrollo de patentes relacionadas con el coronavirus humano, mientras que Australia ha sido un mercado importante.

Cesionarios de patentes

Los 10 principales cesionarios por el número de familias de patentes pueden verse en la Tabla 1.1. La mayoría de los principales cesionarios proceden de China y Estados Unidos, lo que indica que estos dos países prestan más atención a la protección del mercado. La mayoría de los principales cesionarios proceden del ámbito académico y gubernamental, de los cuales identificamos a la Academia de Ciencias Médicas Militares de China como el actor más destacado, con 41 invenciones presentadas en 44 documentos de patentes, seguida por la Universidad de Fudan, también en China, y el Departamento de Salud y Servicios Humanos de Estados Unidos. AstraZeneca, como representante de la industria, es muy activa en este campo, ya que posee 35 invenciones presentadas en 476 documentos de patentes. Los principales cesionarios entre las empresas poseían pocas familias de patentes pero muchos documentos de patentes. Por el contrario, los actores representativos de las instituciones académicas de China tienen un tamaño de familia de patentes obviamente pequeño, lo que implica que China presta menos atención a la estrategia de cartera de patentes internacionales.

Tabla 1

Principales cesionarios de patentes de coronavirus

Ranking	Solicitantes	Documentos de patentes	Familia de patentes	Promedio de número de patentes por familia	Tipo de solicitante
1	Academy of Military Medical Sciences (China)	44	41	1.07	A&G
2	Fudan University (China)	43	38	1.13	A&G
3	U.S. Department of Health and Human Services (US)	176	37	4.76	A&G
4	AstraZeneca (Sweden)	476	35	13.60	C
5	Tsinghua University (China)	54	30	1.80	A&G
6	University of California (US)	137	29	4.72	A&G
7	Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology (South Korea)	104	25	4.16	A&G
8	Novartis (Switzerland)	323	23	14.04	C
9	3M Company (US)	220	23	9.57	C
10	InterMune (US)	165	21	7.86	C

Abreviaturas: C: empresa; A&G: academia y gobierno.

Promedio de número de patente por familia de patentes = el número de documentos de patentes / el número de familias de patentes.

La Figura 2A2A muestra el cambio en los tipos de organización de los cesionarios de patentes desde 1974 hasta 2020. Las proporciones del mundo académico y el gobierno, la industria o los individuos han variado con el tiempo. En los primeros años, las patentes sólo eran propiedad de la industria, mientras que el mundo académico y el gobierno empezaron a ser propietarios de patentes en 1988. Desde 1993, aunque la industria sigue ocupando la posición dominante, el mundo académico y el gobierno han desempeñado un papel cada vez más importante. La tendencia dominante de la industria muestra la comercialización principal de las invenciones relacionadas con el coronavirus humano. En 2016, el número de patentes presentadas por el mundo académico y la administración pública superó al de los particulares, lo que indica que el sector público desempeña un papel cada vez más importante en este ámbito.

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Figura 2

Tipos y cooperación de los cesionarios de patentes de coronavirus. a. Tipos de organización (basados en familias de patentes). b. Patrones de colaboración. Red de colaboración institucional, en la que los nodos denotan a los cesionarios y las aristas representan las relaciones de coasignación. Las principales relaciones y patrones de colaboración entre los cesionarios se extrajeron a partir de los clusters de la red detectados mediante el método de modularidad de Lovaina, y los nombres de las etiquetas de las 20 principales instituciones activas. El tamaño de los nodos se ajusta al número de familias de patentes, mientras que el grosor de cada arista representa la frecuencia de colaboración. Los países se refieren a las regiones en las que se encuentran los cesionarios.

Las principales relaciones y patrones de colaboración entre los cesionarios se muestran en la red de la Figura 2B,2B, en la que hay 258 nodos (cesionarios) y 453 aristas (relaciones de copropiedad de patentes entre cesionarios). Entre los patrones de colaboración, el Instituto Pasteur y el Centro Nacional de Investigación Científica de Francia son los que más colaboran. En cuanto a los participantes activos en la cooperación, el Centro Nacional Francés de Investigación Científica (Francia), el UU., la Universidad de Osaka (Japón), el Instituto Nacional de Salud e Investigación Médica (Francia), el Instituto Nacional de Enfermedades Infecciosas (Japón), Novartis (Suiza), el Instituto Pasteur (Francia), la Universidad de Tsinghua (China), el Instituto de Investigación de Biociencia y Biotecnología de Corea (Corea del Sur), la Universidad de Aix-Marseille (Francia) y la Universidad de Nankai (China). Entre los principales colaboradores, el mundo académico y el gobierno ocupan una posición destacada, siendo el Departamento de Salud y Servicios Humanos de Estados Unidos el que cuenta con el mayor número de socios cooperantes. China, Japón, Estados Unidos, Corea del Sur y Francia participan activamente en la cooperación. La colaboración entre el mundo académico y el gobierno es considerable, pero la colaboración internacional parece ser poco frecuente, y sólo tres socios de los 20 principales colaboradores son de la industria (Figura2B).2B). Novartis es la empresa más activa en participar en la cooperación. En particular, a pesar del gran número de patentes, las organizaciones chinas rara vez colaboran a nivel internacional, aunque demuestran una amplia cooperación nacional. Como país inventor importante, Estados Unidos participa activamente en la cooperación con China, Japón, Suiza, Francia y otros países. Sin embargo, en el campo de los coronavirus humanos en general, la mayoría de los países desarrollan las patentes de forma independiente, y la frontera del conocimiento entre países es evidente.
Características tecnológicas

Para entender cómo han cambiado las solicitudes de patentes a lo largo del tiempo en cuanto a la dirección de la tecnología y las tendencias de inversión, se analizó la tendencia anual de la clasificación internacional de patentes (IPC). Las categorías de la CIP asignadas a las patentes indican las áreas tecnológicas que abarcan las invenciones. La figura 3A3A muestra el cambio de las principales categorías de la CIP en códigos de siete dígitos por años. La categoría CIP más frecuente es la A61K-031 (preparaciones medicinales que contienen ingredientes activos orgánicos). En 2003, la cantidad de patentes para A61K-031 y A61K-035 (preparados medicinales que contienen materiales o productos de reacción de los mismos con constitución indeterminada) aumentó repentinamente y se mantuvo alta durante los dos años siguientes.

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Figura 3

Categorías tecnológicas de las patentes de coronavirus. a. Cambios anuales de los 15 principales códigos de la Clasificación Internacional de Patentes (CIP) basados en familias de patentes (para más información sobre los códigos de la CIP, visite https://www.wipo.int/classifications/ipc/en/). A61K-031 (Preparaciones medicinales que contienen ingredientes activos orgánicos), A61K-039 (Preparaciones medicinales que contienen antígenos o anticuerpos), C12Q-001(Procesos de medición o prueba que implican enzimas, ácidos nucleicos o microorganismos; composiciones para los mismos; procesos de preparación de dichas composiciones), C12N-015(Mutación o ingeniería genética; ADN o ARN relativos a la ingeniería genética, vectores, por ejemplo plásmidos, o su aislamiento, preparación o purificación; utilización de hospedadores para los mismos), A61K-038 (Preparaciones medicinales que contienen péptidos), G01N-033(Investigación o análisis de materiales mediante métodos específicos), C07K-014(Péptidos con más de 20 aminoácidos; gastrinas; somatostatinas; melanotropinas; derivados de los mismos), C07K-016(Inmunoglobulinas, p. p. ej., anticuerpos monoclonales o policlonales), A61K-009(Preparaciones medicinales caracterizadas por una forma física especial), A61K-036(Preparaciones medicinales de constitución indeterminada que contengan material de algas, líquenes, hongos o plantas, o sus derivados, p. ej. p. ej., medicamentos tradicionales a base de plantas), C07D-487(Compuestos heterocíclicos que contienen átomos de nitrógeno como únicos átomos de anillo en el sistema condensado), A61K-035(Preparaciones medicinales que contienen materiales o productos de reacción de los mismos de constitución indeterminada), C12N-007(Virus, p. ej. bacteriófagos; composiciones de los mismos; preparación o purificación de los mismos), C07D-471(Compuestos heterocíclicos que contienen átomos de nitrógeno como únicos átomos de anillo en el sistema condensado, siendo al menos un anillo de seis miembros con un átomo de nitrógeno), A01N-043(Biocidas, repelentes o atrayentes de plagas, o reguladores del crecimiento de las plantas que contienen compuestos heterocíclicos). b. Gráfico Sunburst de categorías tecnológicas (basado en familias de patentes). c. Categorías de vacunas (basado en familias de patentes)v

En 2012, las patentes A61K-031, A61K-039 (preparaciones medicinales que contienen antígenos o anticuerpos), C12N-015 (mutación o ingeniería genética; ADN o ARN relativo a la ingeniería genética, vectores, por ejemplo, plásmidos, o su aislamiento, preparación o purificación; uso de huéspedes para ello) aumentaron abruptamente. En 2020, aumentaron notablemente las patentes A61K-036 (patentes relacionadas con la detección y las medicinas tradicionales a base de hierbas), C12Q-001 (procesos de medición o comprobación de enzimas, ácidos nucleicos o microorganismos; composiciones para los mismos; procesos de preparación de dichas composiciones), G01N-033 (investigación o análisis de materiales mediante métodos específicos) y A61K-031. En cuanto a la proporción de los tipos de coronavirus, las patentes relacionadas con el SARS-CoV representaron la mayor proporción, seguidas por el MERS-CoV, el SARS-CoV-2, el HCoV-229E, el HCoV-OC43, el HCoV-HKU1 y el HCoV-NL63 (Tabla (Tabla2).2). La gravedad de la enfermedad es proporcional al número de patentes.

Tabla 2

El número de documentos de patentes y familias de patentes para cada tipo de coronavirus

Tipo de coronavirus	Número de familia de patentes	Número de documentos de patentes
SARS-CoV	2275	9153
MERS-CoV	333	887
SARS-CoV-2	1524	1556
HCoV-229E	109	402
HCoV-OC43	87	301
HCoV-HKU1	46	251
HCoV-NL63	75	121
Tipo de coronavirus no declarado	1206	5444

Para obtener la información tecnológica relacionada con las patentes de coronavirus, generamos un diagrama en forma de sol que representa el panorama de las patentes, que muestra seis categorías y veinte subcategorías (Figura (Figura3B).3B). El “tratamiento y prevención” representa la mayor proporción (57,89%), seguido del “diagnóstico de la infección viral” (20,64%), la “desinfección” (8,12%), los “dispositivos médicos” (7,00%) y el “cultivo de virus” (1,32%). En el ámbito del “tratamiento y prevención”, las subcategorías “biofarmacia” (21,11%) y “farmacia química” (21,51%) ocupan la mayor superficie, y también se observan similitudes en la distribución de “vacunas” y “medicina tradicional” (5,05% y 6,88%). Dentro del “diagnóstico de infecciones víricas”, la “detección de ácidos nucleicos” (11,70%) y la “detección de proteínas” (7,13%) ocupan el primer y segundo lugar, respectivamente. Dentro de la “desinfección”, los métodos de desinfección se clasificaron en reactivos bioquímicos (3,11%), métodos físicos (3,71%), dispositivos médicos que incluyen ropa de protección médica (4,70%), máquinas de signos vitales y equipos de monitorización (1,34%), ventilación mecánica (0,60%) y salas de aislamiento (0,35%).

Para identificar las tecnologías de vacunación utilizadas, las vacunas se clasificaron en nueve grupos (figura 3C). El tipo de vacuna con mayor volumen es el de las vacunas basadas en péptidos, con 100 familias de patentes. El resto de los tres grupos de vacunas más importantes son las vacunas de vectores virales (53 familias de patentes) y las vacunas de ADN (35 familias de patentes).

Patentes de hitos

La figura 4A4A muestra las redes de citas de patentes. En total, se incluyen 2.149 nodos y 2.675 aristas. Los nodos de distinto color representan diferentes coronavirus. Obviamente, la mayoría de los nodos vinculados entre sí son del mismo color. Cuanto mayor sea el número de citas de las patentes, mayor será el punto, lo que significa que más cesionarios de patentes imitaron esta innovación. La comunidad amarilla tiene el nodo más grande, WO2004092360, que también se muestra en los hitos de las patentes de coronavirus (Figura (Figura4B).4B). La mayoría de las patentes más citadas se encuentran en los grupos de color rosa. Los tipos de patentes de “farmacia química”, “biofarmacia”, “diagnóstico de la infección viral” y “vacuna” forman la parte principal de la red de citas.

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Figura 4

Análisis de citas de patentes de coronavirus.

a. Red global de citas que incluye todos los documentos de patentes y sus enlaces de citas. Los nodos más grandes representan patentes muy citadas. El tamaño del nodo se fijó en función de su valor de grado de salida, es decir, cuanto mayor sea el grado de salida, mayor será el tamaño del nodo y más citas recibirá una determinada patente (basada en los tipos de tecnología). Para dividir las diferentes tecnologías, la disposición se realizó en primer lugar por la clasificación tecnológica de los nodos (patentes), y luego en el mismo módulo tecnológico, utilizamos la estrategia de “disposición en cuadrícula” del software Cytoscape. b. La ruta temporal tecnológica derivada de la red global de citas de patentes basada en el out-degree de las 10 primeras citas.

En cuanto a las patentes hito, la ruta comienza con la US6294186, solicitada en 1999 por Procter & Gamble en relación con composiciones antimicrobianas para coronavirus que comprenden un análogo del ácido benzoico y una sal metálica. Las siguientes patentes, en 2002, fueron la US6545017, la US6525064, la US6696465 y la US6545016, solicitadas por 3M; todas ellas son composiciones farmacéuticas de imidazopiridinas sustituidas por sulfonamido para tratar el coronavirus. La patente más citada, WO2004092360, se refiere a ácidos nucleicos y proteínas del SARS y describe la fabricación de reactivos de diagnóstico. WO2004091524, una patente de vacunas contra el virus respiratorio de Acambis, es una vacuna con vector viral. El WO2007142755 es para análogos de las purinas que tratan el coronavirus, el WO2008014979 desarrolló un agente inmunoestimulante en la preparación de una vacuna de CureVac, y el WO2014045254, solicitado en 2013, es sobre una composición farmacéutica que comprende un betacoronavirus humano.

Discusión

Este estudio identificó los patrones generales de las patentes relacionadas con el coronavirus humano, incluyendo la distribución temporal, el alcance geográfico, los cesionarios de la organización, las actividades de co-patentamiento y los enfoques tecnológicos entre las patentes. El patrón de las actividades de patentamiento siguió la tendencia de aumento rápido cuando hubo una pandemia de coronavirus humano.

Implicaciones científicas

Después de los tres brotes mortales de coronavirus, el número de patentes aumentó significativamente, y las patentes de COVID-19 mostraron un crecimiento especialmente explosivo. Se comprobó la situación legal de las patentes de COVID-19, en la que el porcentaje de casos aprobados es del 18,82%. En China, las patentes de vacunas COVID-19 gozan de un examen prioritario 18. Muchos gobiernos han abierto canales especiales para el “examen prioritario” de las patentes de COVID-19, como China y Estados Unidos, para la “divulgación no destructiva de la novedad” y el “programa piloto de examen prioritario de COVID-19”, respectivamente. La gravedad de la pandemia, la importancia de aprovechar el mercado y la política de examen prioritario han provocado brotes de patentes. Tras el brote de SARS de 2002, las patentes de coronavirus humano experimentaron la primera ronda de crecimiento vigoroso. Durante esa catástrofe, más de 5.000 personas se infectaron con el coronavirus del SARS, entre ellos muchos miembros del personal médico, lo que provocó un pánico masivo en todo el mundo 19. El brote del nuevo coronavirus a finales de 2019 creó la segunda ronda de crecimiento y un nuevo pico de patentes. Un aspecto crucial para estar preparados para futuras epidemias es la investigación continua y sostenida de las enfermedades infecciosas emergentes, incluso en “tiempos de paz”, cuando dichos virus no suponen una amenaza activa. En la situación actual, las estrategias de gestión de emergencias para el COVID-19 consisten en bloquear la transmisión, el aislamiento, la protección respiratoria y ocular y la higiene de las manos 20, 21. Estas tácticas han dado lugar a muchas patentes relacionadas. Además, una tarea urgente es el desarrollo de fármacos y vacunas. Las patentes para el tratamiento y la prevención recibieron la mayor atención, seguidas del diagnóstico de la infección viral, la desinfección y los dispositivos médicos.

En cuanto a las vacunas, las patentes de vacunas de subunidades proteicas ocupan el primer lugar, lo que puede deberse a que se consideran mucho más seguras que los enfoques de vacunas de patógenos completos 22. Las vacunas basadas en péptidos representan una gran proporción de las patentes de vacunas de subunidades proteicas. Además de las ventajas en términos de especificidad y seguridad, el uso de péptidos como inmunógenos también ofrece interesantes ventajas al reducir los costes de producción de la vacuna y los plazos de entrega 23. Las patentes de vacunas con vectores virales ocupan el segundo lugar porque la ventaja de utilizar vacunas con vectores es que son fáciles y relativamente baratas de fabricar 24. Las vacunas que han logrado la autorización o aprobación reglamentaria son EpiVacCorona (subunidad proteica) de FBRI, mRNA-1273 (ARN) de Moderna, BNT162b2 (ARN) de Pfizer/BioNTech, Ad5-nCoV (vector viral) de CanSino, Sputnik V (vector viral) de Gamaleya, Ad26.COV2. S (Vector Viral) de Janssen (Johnson & Johnson), AZD1222 (Vector Viral) de Oxford/AstraZeneca, Covishield (Vector Viral) de Serum Institute of India, Covaxin (Inactivado) de Bharat Biotech, BBIBP-CorV (Inactivado) de Sinopharm (Beijing), Inactivated (Vero Cells) de Sinopharm (Wuhan), CoronaVac (Inactivated) de Sinovac, CoviVac (Inactivated) de Chumakov Federal Scientific Center for Research and Development of Immune and Biological Products. Se observa que las vacunas inactivadas y las vacunas de ARN, que ocupan el cuarto y el quinto lugar en el panorama de las patentes, también tienen buenos resultados. Las vacunas inactivadas son particularmente importantes en términos prácticos, ya que pueden ser liofilizadas para facilitar su transporte, lo que es mucho más conveniente para el envío y el almacenamiento, una ventaja importante tanto para los fabricantes como para los grupos de ayuda que buscan transportar grandes cantidades de vacunas a través del mundo. La vacuna de ARNm de Pfizer-BioNTech y la vacuna de ARNm de Moderna fueron las dos primeras vacunas de ARNm aprobadas25. Se trata de una forma única de fabricar una vacuna, y ninguna vacuna de este tipo ha sido autorizada antes para enfermedades infecciosas. Aun así, las vacunas de ARNm también podrían enfrentarse a los retos de la cadena de suministro26. Necesitamos vacunas que sean fáciles de desarrollar y producir, estables para su almacenamiento y envío, rentables y seguras.

En cuanto al tratamiento médico, por un lado, debido a la falta de un medicamento antiviral específico, es urgente desarrollar vacunas o utilizar el tratamiento con anticuerpos. Por lo tanto, las patentes de preparados medicinales que contienen antígenos o anticuerpos han crecido continuamente. Por otra parte, un medicamento reutilizado es el camino más fácil cuando se busca un nuevo tratamiento médico con un buen conocimiento de su seguridad, y la evaluación de la seguridad de los nuevos medicamentos lleva mucho tiempo. Los dos primeros fármacos lanzados para COVID-19 son Favipiravir (CN111557939) y Remdesivir (CN111393478, CN111956630, CN111821310, CN111320650, IN2020110226) 27. Favipiravir se utilizó originalmente para tratar la infección por el virus de la gripe y Remdesivir para la infección por el virus del Ébola.

Tras los brotes de SARS, MERS y COVID-19, las patentes clasificadas como A61K-036 aumentaron significativamente. Los médicos y científicos chinos han sugerido utilizar la medicina tradicional china (MTC) como fuente de medicamentos que supuestamente pueden utilizarse directamente contra los coronavirus. La razón es que se ha informado de que la MTC ha sido eficaz en el tratamiento de pacientes durante la pandemia de COVID-19 28. Por lo tanto, el gobierno chino ha promovido el uso de hierbas de la MTC. Como resultado, el 85% de los pacientes de COVID-19 en China recibieron un tratamiento combinado con medicamentos regulares y remedios tradicionales 29, lo que dio lugar a un gran número de patentes relacionadas.

Implicaciones industriales

Hemos demostrado que la investigación científica y clínica sobre los coronavirus está evolucionando gradualmente hacia productos de importancia industrial y comercial.

Entre los principales cesionarios de patentes de coronavirus, la Universidad de Tsinghua y la Universidad de Fudan, ambas en China, y la Universidad de California, en Estados Unidos, se encuentran entre las 100 mejores universidades del mundo, según la última clasificación mundial de universidades QS, lo que significa que son las que tienen una mayor I+D. El Instituto Oncológico Dana-Farber, que no figura entre los primeros clasificados, también es importante. El doctor de Dana-Farber Wayne Marasco y su equipo de laboratorio crearon la primera terapia de anticuerpos contra el SARS en 2004 (WO2007044695, US20050249739). En 2012, lo utilizaron para producir la primera terapia de anticuerpos contra el MERS-CoV, que se propagó desde Arabia Saudí a otros países. Ahora el Dr. Marasco está trabajando para determinar cuál de la multitud de anticuerpos de su biblioteca representa el mejor “ajuste” para el virus del SARS-CoV-2 y proporciona la base para los medicamentos basados en anticuerpos para tratar a las personas con COVID-19 30. Además, AstraZeneca probó la vacuna ChAdOx1 contra el nCoV-19 cooperando con la Universidad de Oxford 31. El primer beneficiario, la Academia de Ciencias Médicas Militares, muestra el creciente papel de los militares en la investigación médica en China, y las asociaciones entre el Ejército Popular de Liberación de China y las empresas de ciencias médicas, como la colaboración con CanSino Biologics para desarrollar la vacuna contra el Ad5-nCoV, se han acelerado desde el comienzo de la pandemia. En general, las organizaciones no comerciales dominan la lista de los principales cesionarios. Sin embargo, los inventores de las organizaciones no comerciales están menos dispuestos a solicitar patentes en todo el mundo para ocupar una posición en el mercado con la protección de patentes globales en comparación con las empresas comerciales.

Además, la posición dominante de las organizaciones no comerciales también se muestra en los patrones de cooperación. Aunque la industria, como titular de la patente, tiene la mayor proporción de patentes, el mundo académico y el gobierno ocupan el primer lugar en los principales patrones de cooperación. Existe una tendencia a la colaboración entre instituciones públicas y universidades, como el Instituto Nacional de Enfermedades Infecciosas de Japón y la Universidad de Osaka, el Departamento de Salud y Servicios Humanos de Estados Unidos y la Universidad de California, y el Centro Nacional de Investigación Científica de Francia y el Instituto Pasteur. La colaboración entre la universidad y el gobierno en materia de investigación es importante porque la financiación de la investigación está patrocinada en su mayor parte por el gobierno y éste siempre tiene el “estatus dominante” 32. Además, el Departamento de Salud y Servicios Humanos de los Estados Unidos ha argumentado que la industria no reveló completamente la información sobre la financiación gubernamental en las solicitudes de patentes relacionadas con vacunas y candidatos a fármacos. La financiación pública es importante porque aclara el derecho que tiene el gobierno de garantizar que una terapia o vacuna esté disponible para la gente en condiciones razonables. La vacuna de ARNm de Moderna (US20200282046, US10702600) recibió un contrato de 1.525 millones de dólares del Departamento de Defensa y del Departamento de Salud y Servicios Humanos para fabricar y suministrar 100 millones de dosis de su vacuna COVID-19 33. A pesar de que esta vacuna ha sido lanzada, Moderna ha sido acusada de divulgación insuficiente porque ninguna de las patentes o solicitudes asignadas a Moderna revelan la financiación del gobierno federal de los Estados Unidos34. En el ámbito de las enfermedades infecciosas, el gobierno espera tener un fuerte control sobre los medicamentos terapéuticos y las vacunas preventivas para garantizar que el público pueda recibir un tratamiento oportuno cuando se produzca un brote epidémico.

Estados Unidos, India, Brasil y Rusia son actualmente los países más afectados por la COVID-19. Estos países tienen fuerza económica y de I+D y están solicitando activamente las patentes pertinentes para hacerse con el mercado. Además, China se ha visto afectada por las dos enfermedades infecciosas mortales por coronavirus, el SARS y el COVID-19, y concede gran importancia a la lucha contra ellas. Por ello, China es el país que más inventa en este campo, y los inventores chinos han contribuido a la mayoría de sus patentes. Al mismo tiempo, la Administración Nacional de la Propiedad Intelectual de China y la Oficina de Patentes y Marcas de los Estados Unidos (USPTO) son lugares donde los inventores de todo el mundo buscan la protección de sus patentes. Esto se debe a que el mercado farmacéutico de China ha crecido constantemente en los últimos años y el mercado farmacéutico de Estados Unidos es el mayor del mundo, con más del 40% de las ventas mundiales de productos farmacéuticos 35. Además, Estados Unidos adoptó el “principio del primero en presentar la solicitud” tras la Ley de Reforma de Patentes de 2009, que beneficia a los inventores que son particulares y pequeñas empresas 36.

En el contexto de la pandemia, la autorización de las patentes de COVID-19 ha atraído una atención especial. La concesión de una patente (CN111218459 de Chenwei) convierte a la vacuna Ad5-nCOV de CanSino en la primera aprobada por China. A casi todos los medicamentos se les conceden patentes antes de iniciar los ensayos clínicos y la aprobación de la comercialización. Dado que el desarrollo de una vacuna es una batalla tan ardua, las empresas farmacéuticas merecen una patente. Una patente ayuda a los fabricantes de vacunas a garantizar la financiación de las costosas investigaciones y los ensayos adicionales. Pfizer y BioTech desarrollaron la vacuna candidata basada en el ARNm BNT162 (US20200155671) con una subvención inmediata de 400 millones de dólares.

En la fase inicial del desarrollo tecnológico, las solicitudes de patentes no parecen fáciles de estandarizar, lo cual es una de las fuentes de muchas demandas por patentes. Un ejemplo son las demandas presentadas por Allele en relación con el US10221221 y su uso en el cóctel de anticuerpos duales de Regeneron. Allele acusó a Regeneron, Pfizer y BioNTech de infringir la patente US10221221, que es para un fluorescente artificial, mNeonGreen, utilizado para probar los ensayos de COVID-19 contra los candidatos a vacunas. Al mismo tiempo, la demanda por infracción de patentes se produce en medio de una escalada de las tensiones entre China y Estados Unidos, con la administración Trump intensificando sus esfuerzos para reprimir a las empresas chinas que han tenido éxito en los últimos años, especialmente las del sector de la alta tecnología. La empresa estadounidense de genómica Illumina ganó una demanda por infracción de patentes contra BGI Group, con sede en Shenzhen, en relación con los nucleótidos modificados para la secuenciación de polinucleótidos (HK1253509A), que es un método utilizado en la investigación de coronavirus y que implica la secuenciación de próxima generación de genomas. Estas demandas por infracción de patentes entre Illumina y BGI no se producen en el vacío, sino en el contexto más amplio de la escalada de tensiones entre China y Estados Unidos. Además, CanSino Biologics, uno de los líderes en la búsqueda de una vacuna contra el coronavirus, ha cancelado sus planes de realizar un ensayo clínico en Canadá después de que las autoridades chinas no le permitieran enviar su producto a ese país. Estos ejemplos demuestran cómo la política internacional puede influir e incluso obstaculizar la respuesta a una pandemia. En medio de la situación epidémica, la influencia de la política internacional debe evitarse en la medida de lo posible.

Ha comenzado la competencia de patentes entre países. El Instituto de Virología de Wuhan de la Academia China de Ciencias y el Instituto de Medicina Militar de China presentaron una patente para el uso comercial en China de Remdesivir, que fue inventado por Gilead. Gilead tiene patentes para compuestos de Remdesivir y aplicaciones anticoronavirus (WO2019014247, WO2017049060), es decir, patentes básicas y patentes principales. El Instituto de Virología de Wuhan también solicitó la patente del Remdesivir para tratar el COVID-19 como patente periférica, pero la información detallada de la patente es confidencial, antes de que la oficina de patentes publique la solicitud de patente. La competencia en el mercado es brutal y feroz. Las organizaciones emplean tácticas para mantener su monopolio en el mercado. Las patentes de conocimientos básicos ayudan a obtener beneficios posteriores. El hecho de no tener ingresos prometedores de retorno también desanimará a los titulares de las patentes 37. Pero perseguir la protección de la propiedad intelectual para sus medicamentos no significa necesariamente que pretendan cobrar agresivamente precios de monopolio. Varios proveedores de vacunas covid-19 han indicado que proporcionarán vacunas a precios normales. El equilibrio es importante.

Implicaciones sociales

También es necesario proporcionar un proyecto de cara al público para garantizar el acceso mundial universal a cualquier medida de tratamiento y prevención de la COVID-19. La Organización Mundial de la Salud (OMS) puso en marcha un fondo común voluntario de productos contra la COVID-19 para recopilar los derechos de patente, los datos de las pruebas reglamentarias y otra información que podría compartirse para desarrollar medicamentos, vacunas y diagnósticos para combatir la COVID-19 38. Un ejemplo ha sido el Remdesivir, para el que Gilead Sciences ha concedido licencias voluntarias no exclusivas a los fabricantes de productos farmacéuticos genéricos sin derechos de patente, y las normas de comercio internacional permiten a las naciones definidas por las Naciones Unidas como países menos desarrollados ignorar las patentes y hacer que el Remdesivir sea más asequible en sus mercados 39. La USPTO puso en marcha el programa “Patents 4 Partnerships” para ofrecer un nuevo mercado de patentes a los propietarios de patentes que voluntariamente enumeran las patentes y las solicitudes de patentes publicadas que están disponibles para la concesión de licencias en el campo de las tecnologías de la COVID-19, incluyendo su prevención, diagnóstico y tratamiento. Esta puede ser la razón por la que los Estados Unidos cooperan más con otros países en materia de patentes. Al mismo tiempo, la Universidad de Oxford firmó un acuerdo exclusivo sobre la vacuna con AstraZeneca, ofreciendo licencias no exclusivas y libres de derechos para apoyar el suministro gratuito (US9714435, EP2714916), a coste, o con margen de coste limitado según el caso, y sólo durante la duración de la pandemia, según la definición de la OMS 40. La pandemia ha creado una extraordinaria oportunidad para la investigación cooperativa de código abierto, rompiendo el paradigma del monopolio de las patentes 41. Para aprovechar esta oportunidad, se anima a compartir todos los resultados lo más rápidamente posible y a poner todas las patentes en el dominio público para que cualquiera pueda utilizarlas. El esfuerzo internacional masivo es una respuesta razonable a una crisis mundial en términos de desafíos prácticos como el “nacionalismo de las vacunas” para los países de bajos ingresos 42, 43. Ante la amenaza de las enfermedades infecciosas a nivel mundial, los principales países tienen más obligación de mejorar la cooperación entre las principales instituciones u organizaciones públicas y la industria y de escuchar las voces de los países en desarrollo 44.

En definitiva, para los investigadores, las enfermedades infecciosas emergentes deberían ser objeto de mayor atención antes de que se produzca un brote epidémico, especialmente cuando los virus no suponen una gran amenaza. La extracción y la navegación del estado del arte a partir de los artículos académicos y las patentes de invención son de gran importancia para evitar la repetición del trabajo de investigación, mejorar la eficacia y la eficiencia de la investigación, e impulsar la difusión de conocimientos y la colaboración en la investigación. Por otro lado, para los responsables políticos, además de establecer un sistema de revisión acelerada de las patentes COVID-19, los retos más importantes residen en cómo reducir la desigualdad regional que obstruye el flujo y la difusión de tecnologías innovadoras, así como en cómo equilibrar la motivación innovadora y la demanda de salud pública. La alerta temprana y la previsión sobre las tecnologías clave que suponen un cuello de botella por parte de los socios privados mediante el análisis de las patentes serán útiles para que los gobiernos, el público y la industria pongan en marcha un mecanismo de interés mutuo y logren un resultado beneficioso para todos.

Una de las dificultades para descubrir el panorama actual de las patentes de COVID-19 es que las solicitudes de patentes no suelen estar disponibles públicamente cuando se presentan. Es poco probable que la mayoría de las empresas que desarrollan los actuales candidatos a tratamiento comercialicen pronto sus productos dirigidos a la COVID-19. Aunque hay excepciones, las solicitudes de patentes presentadas ante la USPTO no suelen hacerse públicas hasta pasados 18 meses. Por lo tanto, es posible que las empresas ya hayan presentado numerosas solicitudes de patentes antes de 2020 que cubran específicamente sus vacunas, pero es posible que esas solicitudes aún no sean públicas.

Conclusión

Desde que se descubrió el coronavirus humano, se han producido tres pandemias de coronavirus. La más reciente, la pandemia COVID-19, sigue amenazando a los seres humanos en la mayoría de las zonas del mundo. En este trabajo, revisamos las patentes relativas a siete coronavirus humanos y generamos un panorama tecnológico no tradicional. Las patentes de coronavirus aumentaron con cada brote pandémico, con una tendencia de las patentes de COVID-19 que supera a las relacionadas con el SARS y el MERS. Estados Unidos tiene el mayor número de patentes, con la mayoría de los principales cesionarios y socios de cooperación internacional. China también es un país inventor importante, con un papel destacado en la red de colaboración de cesionarios. Aunque las patentes asignadas comercialmente constituyen la mayor proporción, el mundo académico es también una importante potencia tecnológica en la cooperación mundial, y los propios gobiernos son titulares de numerosos derechos de patente. El tratamiento farmacoquímico, el diagnóstico de infecciones virales y las vacunas con vectores virales han recibido una gran atención, pero la medicina tradicional china es también un punto caliente de investigación. No hay que ignorar las infracciones de patentes, los conflictos de patentes y las disputas por el solapamiento de los derechos de propiedad intelectual. La protección de las patentes es un proceso continuo en el marco de la competencia comercial, especialmente en una estrategia de cartera de patentes global. En las epidemias, el papel de los derechos de patentes es diferente al de las circunstancias normales, y debe prestarse más atención a equilibrar los intereses en conflicto y el espíritu humanista con la tendencia general de compartir los conocimientos.

Material suplementario

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Agradecimientos

Los autores agradecen a Ruoqian Peng y Peifen Yao, de la Universidad de Macao, sus valiosos comentarios que ayudaron a mejorar este trabajo.
Contribuciones de los autores

Kunmeng Liu, Zixuan Gu, Md Sahidul Islam y Xiangjun Kong fueron responsables de la recogida de datos, el análisis del modelo y la redacción del manuscrito, mientras que Yuanjia Hu, Xin Chen, Thomas Scherngell y Jing Zhao se encargaron del diseño de la investigación, la revisión del manuscrito y la gestión del proyecto.
Disponibilidad de datos

Todos los datos incluidos en este estudio están disponibles a petición del autor correspondiente.
Divulgación de la financiación

Este trabajo fue financiado por la Universidad de Macao mediante el proyecto MYRG2019-00011-ICMS.

Abreviaturas

Síndrome respiratorio agudo severo SARS
SARS-CoV Síndrome respiratorio agudo severo coronavirus
MERS Síndrome respiratorio de Oriente Medio
MERS-Cov Síndrome respiratorio de Oriente Medio coronavirus
HCoV-229E coronavirus humano 229E
HCoV-OC43 coronavirus humano OC43
HCoV-NL63 coronavirus humano NL63
HCoV-HKU1 coronavirus humano HKU1
COVID-19 enfermedad por coronavirus 2019
SARS-CoV-2 síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2
TCM medicina tradicional china
DWPI índice mundial de patentes derwent
USPTO Oficina de patentes y marcas de los Estados Unidos
IPC clasificación internacional de patentes

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