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类器官芯片,带来更道德的未来

加入时间:2025-01-23 14:07    访问量:377    信息来源: 看世界 2024年21期

  大小只有一毫米,含有人的心脏细胞,跳动频率也和人体心脏一样,一分钟约跳60 次,这就是不折不扣的微缩版心脏。

  就像是建造模拟人体内部环境的房子,凭借微加工、3D 打印和纳米自组装等技术,输入相关细胞,由此出对应的器官,在生物医药领域,这是当下称得上具有颠覆性的前沿技术:器官芯片。

  从个人的身体取出部分组织,通过它,在体外培养直径仅有1 毫米或更小的迷你器官科技突破带来的创新性颠覆,也许很快能得到大规模体现,迷你器官能够完全代替人体和动物来试验药物的可能性,作为更加精准反映人体真实生理环境和药物反应的模型,它也会是表现更加优异的药物评价工具。

  本期《看世界》新知栏目有分析文章指出,这种器官芯片技术,能够做到复刻人体器官微环境,能够尽可能逼真描述药物吸收、分布、代谢、排泄的人体过程,不仅让药物测试更精准,还能达到研发成本更低的目的。

  一个具有代表性的例子是,具体到肿瘤治疗上,在对病人进行用药之前,传统的临床前模型有二维静态细胞和动物模型两种,但由于它们对人体生理结构和功能的真实性模拟程度有限,公开数据显示,会有大约90% 通过上述这两种临床前模型评估的药物,在进入人体后失败相比之下,肿瘤患者通过器官芯片试药的成功率,能达到80%

  要将多种活细胞在芯片上培养成类器官,可以想见,从模型构建到生物学检测,每个环节都对芯片的工艺和设计提出了巨大的挑战。对于应用场景主要为药物毒性检测、药物有效性检测和药物敏感性测试(如上述为肿瘤患者提供个体化用药指导)的类器官芯片,最为体现其产品质量的,是构建与人体相似度高的疾病模型,才能得到真实科学的药效评价和相关数据。

  一个不能被忽视的现实是,在细胞和基因治疗方面,和传统的小分子药物不同,人体和实验动物的生理系统具有显著差异性,在动物实验阶段观测得到的治疗药物的安全性与有效性等数据,其参考价值都要大打折扣。

  正因如此,对于这类细胞和基因治疗产品的研发,相关药监部门已经发布了技术指导原则,同意药企递交的类器官芯片数据,可作为动物临床试验的补充支持。或许,在未来的长药物研发周期里,我们能够见证到,以类器官芯片实验为主、动物实验为辅,再到逐渐减少动物使用的演变,一个更少道德伦理压力的未来。

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