眾所周知，新藥研發(fā)普遍面臨著研發(fā)周期長、投入資金大、臨床試驗失敗率高的問題。其中一大部分原因在于新藥臨床前試驗數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，不能及時篩選出新藥的潛在問題。

據(jù)了解，目前業(yè)界臨床前試驗大多使用2D細(xì)胞模型和動物模型，以觀察新藥實際效果或可能出現(xiàn)的副作用。但問題是，2D細(xì)胞模型生理功能不完整，無法反映組織間的相互作用和生理狀態(tài)下的藥物發(fā)生機(jī)理；動物則與人類之間則存在種屬差異，無法準(zhǔn)確地模擬人體系統(tǒng)，這些都會致使試驗結(jié)果并不準(zhǔn)確。

新藥研發(fā)亟需一種精準(zhǔn)性更高、更能反映生理機(jī)制的藥物篩選技術(shù)，器官芯片便是其一，它通過逆向工程還原人體器官關(guān)鍵的部位和功能，可在極大程度上還原人體器官模型。

36氪近期接觸到的大橡科技，即是自主研發(fā)和生產(chǎn)人體器官芯片的一家科技企業(yè)，它專注于推動器官芯片在新藥研發(fā)、個體化醫(yī)療等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，為行業(yè)提供更精準(zhǔn)、更高效、更經(jīng)濟(jì)的藥物研發(fā)和精準(zhǔn)用藥解決方案。它曾在2019年11月獲得由藥明康德領(lǐng)投，久友資本、復(fù)容投資跟投的千萬元天使輪融資。

據(jù)大橡科技CEO周宇介紹，目前，這家公司已取得突破性進(jìn)展，正式推出了三款可商用的“器官芯片”產(chǎn)品，具體包括針對藥物肝毒性測試的肝臟模型、針對抗腫瘤藥物研發(fā)的腫瘤模型、和針對腦部疾病藥物研發(fā)的血腦屏障模型。他表示，這也是國內(nèi)首批商用器官芯片產(chǎn)品。

關(guān)于器官芯片技術(shù)，它主要是利用微流控技術(shù)控制流體流動，結(jié)合細(xì)胞與細(xì)胞相互作用、基質(zhì)特性以及生物化學(xué)和生物力學(xué)特性，在芯片上構(gòu)建三維的人體器官生理微系統(tǒng)。據(jù)悉，微流控芯片系統(tǒng)能夠?qū)⑽⒔M織器官的直徑控制在毫米甚至微米級別，并且增強(qiáng)其營養(yǎng)交換，防止微組織器官的核心細(xì)胞的死亡。

大橡科技通過將生物組織工程學(xué)和微流控技術(shù)結(jié)合，在芯片上構(gòu)建了三維的人體器官生理微系統(tǒng)，包含活體細(xì)胞、組織界面、生物流體、機(jī)械力等器官“微環(huán)境”關(guān)鍵要素，可在體外重現(xiàn)人類器官結(jié)構(gòu)和功能特征。

周宇表示，基于這種仿生的器官芯片模型，新藥臨床前試驗?zāi)艿玫綔?zhǔn)確數(shù)據(jù)，同時縮短試驗時間，降低新藥研發(fā)失敗的風(fēng)險。

值得一提的是，大橡科技器官芯片產(chǎn)品現(xiàn)已實現(xiàn)了細(xì)胞從2D維度向3D維度（在核心受試細(xì)胞周圍構(gòu)建三維人體器官生理微系統(tǒng)）的跨越，即它通過微加工技術(shù)將芯片通道控制在微米級，既使微器官及其微環(huán)境更接近人體真實環(huán)境，也使試驗耗材得以大幅節(jié)省。

周宇介紹到，耗材用量的減少也意味著，大橡科技可以將昂貴但對藥物更敏感的人原代細(xì)胞應(yīng)用到模型中，并使其整體保持較低的成本。

以此次大橡科技推出的肝臟模型為例，即采用了人原代肝細(xì)胞，也就是從人類肝組織分離的細(xì)胞。該模型在肝細(xì)胞培養(yǎng)1天后即可加藥測試，且在培養(yǎng)長達(dá)28天后仍可保持極好的活性，既能用于肝臟急毒性測試，也能用于慢毒性測試，這一效果是傳統(tǒng)的細(xì)胞模型無法實現(xiàn)的。

目前，中國正處于創(chuàng)新藥的黃金發(fā)展期，作為能反映人體器官微生理系統(tǒng)的關(guān)鍵生理學(xué)特征，能準(zhǔn)確、穩(wěn)定獲得臨床前試驗數(shù)據(jù)的技術(shù)，“器官芯片”無疑會具有廣闊的發(fā)展前景。

資料顯示，截至目前，全球范圍內(nèi)已發(fā)表的人體不同的器官芯片有：腸道芯片、肺部芯片、心臟芯片、肝臟芯片、血管芯片、腫瘤芯片、胎盤芯片以及集合多種器官芯片組成的人體芯片（human-on-a-chip）。

從技術(shù)發(fā)展進(jìn)程來看，2004年全球第一篇關(guān)于器官芯片的研究文章發(fā)表，“器官芯片”的概念被首次提出；隨后，美國政府投入了大量資源進(jìn)行研究，并在2010年后開始有組織、系統(tǒng)性地支持器官芯片研究及后續(xù)的產(chǎn)業(yè)化。

反觀中國，雖然相關(guān)科研機(jī)構(gòu)在2010年前后也開始投入更多精力研究器官芯片技術(shù)，科技部也在2013年推出國家支持的器官芯片重大專項，但器官芯片行業(yè)在國內(nèi)整體仍缺乏資金和政府系統(tǒng)性組織的支持，更多還停留在科研層面。

像中國科學(xué)院大學(xué)溫州研究院的一支團(tuán)隊就在進(jìn)行類似研究，試圖設(shè)計高通量的藥物篩選平臺構(gòu)建體外肺泡的概念，縮短整個藥物研發(fā)的流程，但產(chǎn)業(yè)界應(yīng)用較少。

周宇表示，相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)仍需要克服較高的門檻，國內(nèi)有不少研究院所正從事器官芯片領(lǐng)域的研究，但其研究但時間內(nèi)還難以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化落地。

團(tuán)隊方面，大橡科技聚集了一批通識微流控、醫(yī)學(xué)組織工程、細(xì)胞生物學(xué)、藥理學(xué)、病理學(xué)等學(xué)科的“專才”，核心人員在“器官芯片”領(lǐng)域10年以上的研究經(jīng)驗，公司90%都是研發(fā)人員。以公司CTO肖榮榮為例，其研究內(nèi)容就橫跨了包括生物技術(shù)、微流控芯片、生物組織工程、分子生物學(xué)在內(nèi)的多個專業(yè)領(lǐng)域。