大势所趋的“器官芯片”

伸、压缩这些细胞的机器相连接 剂量下药物的效果了。此外，还 一种已知的药物也很难确认其有
以模仿呼吸运动。这些微型器官 有一些研究人员渴望能用芯片阐 效 性，R o t h 补 充 说， 因 为 研 究
能以与人类器官（如心脏或肝脏） 明动物模型和人类之间的区别。 人员很可能不知道应该要观察什
相同的方式对药物或疾病做出反 瑞士罗氏公司体外系统安全研究 么。比如，止痛药对乙酰氨基酚
发和检验更有用。比如，肺部芯 oner 称，芯片还可以帮助公司确 现由复杂信号调控的一些功能是
片会由一层细胞组成，一面浸浴 定既有效又安全的药物剂量。如 非常困难的，如来自内分泌系统
在类似于血液的培养液中，另一 果监管机构接受这类数据，企业 或免疫系统的信号。甚至在多个
面则暴露在空气中，并与一台拉 就不需要大量临床试验测试不同 器官芯片相连组成的系统上测试
术发展如此之快，让我们非常惊 为有用。罗氏用来自人和鼠肝脏 得还很少。
讶。”这家公司已经宣布将使用 的体外模型证明，造成肝部肿瘤
尽 管 如 此， 不 少 医 药 公 司
来自美国 Emulate 生物技术公司 的机制是啮齿类独有的，在人类 还是认可了在器官芯片的应用和
的血栓芯片模型，来检测临床试 身上的研究不应该因此被阻止。 改进方面的投资效果。Johnson&
验期药物或已上市药物是否会造 但 Adrian Roth 指出，危险在于 J o h n s o n 公司创新平台的高级主
成血液凝固。
如果芯片辜负了过高的期望，企 管 Michelle Browner 说，“我
然而，在一些企业研发模拟 业会抛弃这项技术，利用基因组 们会全力以赴。”只有这样，这
病变器官的芯片的同时，大多数 学进行个性化医疗已经经历过这 项技术才能以和公司需要相符的
企业仍然在检测药物能否在芯片 样的命运。“作为一家医药公司， 方式发展。政府监管机构对此也
上产生在健康人体组织上相同的 你必须非常实际。”他说。不能 很感兴趣。位于马里兰州贝塞斯
效果。来自奥兰多中佛罗里达大 指望芯片能立即取代动物模型。 达市的美国国立转化科学促进中
学的生物工程学家 James Hick-
包括 P R D M12 在内，目前科 学家只发现了 5 个与痛觉缺失相 关的基因。不过在此前发现的基 因中，有两个基因的研究成果已 经帮助科学家研发出了新的镇痛
药物，并正在进行临床试验。这 项研究的第一作者，剑桥大学的 Ya-Chun Chen 博士补充说，“通 过以参与染色质修饰的调控因子 作为靶目标，科学家最近成功的 研发出了一些治疗疾病的药物。
发现之旅
能的解释。这项研究共同的领导 者、剑桥大学剑桥医学研究所的 Geoff Woods 教授介绍说，“感 受痛觉的能力对我们进行自我保 护非常重要，与为什么有的人对 痛觉过于敏感相比，我们对为什 么有人对痛觉不敏感知之甚少， 搞清楚这两种情况的成因，对研 发出新的镇痛方法都很重要—— 如果我们能够搞清痛觉感受的机 制，就有可能控制和减弱不必要 的疼痛。”
由于有这样的先例，我们非常希 望通过对新发现的这个痛觉基因 进行研究，能够研发出新的药物 这有可能会帮助那些由于缺乏痛 觉感受能力而面临危险的人们， 还可能研发出镇痛的新疗法。”
大势所趋的“器官芯片”
文环科
在美国波士顿举行的全球器 官芯片会议上，许多医药和生物 技术公司以及学术界研究人员展 示了微型器官模型的最新进展， 推崇这项襁褓中技术的研究人员 们认为，这种正在研发塑料芯片 上的人类器官微缩模型，可以作 为动物模型的替代品。虽然这个 目标依然很遥远，但随着大型医 药公司在药物研发中使用这些体 外 系 统， 该 技 术 越 来 越 受 到 关 注。荷兰莱顿 Mimetas 生物技术 公司创始人之一 Paul Vulto 说， “我们对来自制药公司的关注感
应。新泽西州 Johnson& Johnson 部门总管 Adrian Roth 说，当发 对肝脏的潜在毒性效应已经被研
公 司 科 学 发 现 部 门 的 全 球 主 管 现罗氏的一种试验性药物能使鼠 究得很透彻了，但至于其他器官
Dashyant Dhanak 说：“这项技 产生肝脏肿瘤时，这样的比较尤 对这种药物如何反应，我们知道
持观望态度是很有理由的。 心（NCATS）将会召集学术界的科
m a n 认为，无论是否使用芯片， 波士顿会议上，许多做报告的参 学家、医药公司和监管机构，共
但任何一种新药都必须先在健康 会者通过展示他们的器官模型能 同讨论芯片的使用问题。N C A T S
人体上测验以保证安全性。如果 对药物做出和人类器官相同的反 还为 11 支研究团队提供资金支
到非常兴奋，这比我预料的快了 许多。”该公司目前在与三家医 药巨头组成的联合企业合作，用 M i m e t a s 的“肾脏芯片”来测试
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药物。 器官芯片的支持者宣称，和
长在培养皿中的平坦薄层细胞相 比较，芯片是更接近人体实际的
发现之旅
模型，也比动物模型对药物的研 药物安全科学家 M a t t h e w W a g - 具备器官全部功能，芯片要想再
芯片真与人体组织对药物有相同 应，来证明模型是有效的。比如， 持，其中每一支团队分别在研发
反应，使用体外的器官可能有助 一个心脏模型可能通过测验表明 一种不同的器官或系统，它们最
于跳过或缩短人体实验。阿斯利 它可以在肾上腺素的作用下加速 终将会被连在一起，构成完整的
康公司在马萨诸塞州沃尔瑟姆的 跳动。但这不代表这个芯片已经 “全身芯片”。
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