全國高校區(qū)域技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化中心南京生物醫(yī)藥分中心。 江北新區(qū)供圖
□ 南京日報/紫金山新聞記者 李都
通訊員 徐迪慧 錢鈺玲
規(guī)律跳動的“心臟”、勤勉代謝的“肝臟”、主掌呼吸的“肺部”、血液奔涌的“血管”等在芯片上有序運行，實驗室的顯微鏡下，可以清晰看到在指甲蓋大小的高分子材料里，微型的人體“器官”正被孕育和培養(yǎng)出來。
12月9日，在位于江北新區(qū)南京生物醫(yī)藥谷的“東南大學(xué)器官芯片大廈”內(nèi)，全國高校區(qū)域技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化中心南京生物醫(yī)藥分中心相關(guān)負(fù)責(zé)人吳昊博士介紹，人體器官芯片已成為國際生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域技術(shù)前沿爭奪焦點，隨著“東南大學(xué)器官芯片大廈”在江北新區(qū)落地揭牌，器官芯片的研發(fā)與生產(chǎn)將成為南京發(fā)展生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的又一重要布局。
毫米級器官芯片，可模擬人體“試藥”
顯示屏上，一個迷你“心臟”正有力跳動，鼠標(biāo)選中，旁邊會自動顯現(xiàn)它的各項數(shù)據(jù)……這樣的畫面，出現(xiàn)在全國高校區(qū)域技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化中心南京生物醫(yī)藥分中心轉(zhuǎn)化平臺的一間實驗室里。這個“心臟”其實是一個器官芯片，大小只有幾毫米，功能卻與真實心臟無異。
這也正是這間實驗室的主人公——東南大學(xué)器官芯片研究院院長顧忠澤教授及其團(tuán)隊一直以來攻關(guān)的事情。
“簡單理解，器官芯片就是在體外培養(yǎng)一個微小的人體器官，它的功能跟人體內(nèi)器官是一致的。”顧忠澤說，通過這個器官芯片，可以進(jìn)行藥物篩選、藥效評價等實驗，既能進(jìn)一步降低實驗動物模型成本，也能更加貼近人源反應(yīng)。
記者在現(xiàn)場看到，器官芯片并非傳統(tǒng)意義上的芯片，它沒有線路，只有流體流動的通道。通道內(nèi)裝滿溶液，溶液把器官細(xì)胞包裹起來，在進(jìn)行藥物篩選或藥效評價等實驗時，藥物通過溶液的流動和器官細(xì)胞進(jìn)行接觸。
在器官芯片技術(shù)誕生之前，新藥研發(fā)試驗必須通過模式動物來進(jìn)行，比如小鼠、猴子等，現(xiàn)在，藥企有了新選擇。
吳昊表示，對于藥物研發(fā)而言，器官芯片對現(xiàn)有的藥物研發(fā)體系是一個很好的補充，“最重要的是可大幅降低研發(fā)成本。以往藥物正式上市前，要通過大量的臨床前和臨床研究，長周期及高成本意味著，一旦研發(fā)失敗代價是巨大的。現(xiàn)在有了器官芯片技術(shù)，在臨床前階段可以更高效地排除‘錯誤答案’。”
雙向奔赴，讓新藥研發(fā)更加精準(zhǔn)高效
在新藥研發(fā)領(lǐng)域有著“3個十定律”，即研發(fā)一款新藥，平均需要十年的時間、十億美元的投入、百分之十的成功率。器官芯片作為國際上競相發(fā)展的前瞻性技術(shù)，將給新藥研發(fā)企業(yè)帶來顛覆性改變。
南京生物醫(yī)藥谷作為南京發(fā)展生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)重鎮(zhèn)，集聚了近千家企業(yè)，其中研發(fā)型企業(yè)占比偏高。“事實上，所有的藥物研發(fā)都涉及臨床前試驗，隨著‘東南大學(xué)器官芯片大廈’落戶藥谷，將進(jìn)一步完善創(chuàng)新藥物研發(fā)鏈條。”吳昊說。
藥谷園區(qū)內(nèi)，有著一家專業(yè)從事模式動物研發(fā)的企業(yè)江蘇集萃藥康生物科技股份有限公司（以下簡稱集萃藥康），該企業(yè)建立了亞洲最大的基因工程小鼠資源庫，擁有小鼠品系近2.2萬種，并已成功上市。“東南大學(xué)器官芯片大廈”的落戶，和集萃藥康形成了很好的補充，將進(jìn)一步完善藥谷園區(qū)產(chǎn)業(yè)生態(tài)。比如某一家企業(yè)研發(fā)新藥，有了小鼠的實驗數(shù)據(jù)，還可以在器官芯片上做試驗，獲得的數(shù)據(jù)將更加精準(zhǔn)。
在顧忠澤看來，南京生物醫(yī)藥谷產(chǎn)業(yè)生態(tài)完善，上下游企業(yè)眾多，能夠為團(tuán)隊繼續(xù)開展應(yīng)用研究提供豐富的資源，“來到這里不久，已經(jīng)與很多企業(yè)有合作意向了。”
這無疑是一個雙向奔赴的過程，也將實現(xiàn)合作雙贏的結(jié)果。一方面，企業(yè)在“家門口”就能購買到產(chǎn)品、享受到服務(wù)；另一方面，企業(yè)提供的大量需求，會促進(jìn)器官芯片數(shù)據(jù)不斷豐富與完善，讓新藥研發(fā)更加精準(zhǔn)高效。
與人工智能融合，賦能生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)
近期剛剛揭牌的“東南大學(xué)器官芯片大廈”位于藥谷的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，為一幢12層的建筑。
“載體已經(jīng)有了，團(tuán)隊正在做相關(guān)規(guī)劃，預(yù)計明年年中投用。”東南大學(xué)器官芯片研究院項目推進(jìn)組負(fù)責(zé)人伍曉月介紹，大廈將分階段啟用，各個階段的目標(biāo)都已明確，接下來的重點工作是引進(jìn)和孵化，將把“東南大學(xué)器官芯片大廈”建設(shè)成為器官芯片和人工智能融合發(fā)展新高地。
談及器官芯片和人工智能的融合，伍曉月表示，器官芯片的研發(fā)與應(yīng)用會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的收集、整理和分析與人工智能息息相關(guān)，“我們希望器官芯片和人工智能可以更好地賦能生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)。”
除了科研載體，東南大學(xué)也在器官芯片技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力。前不久，我國首個器官芯片領(lǐng)域國家標(biāo)準(zhǔn)《皮膚芯片通用技術(shù)要求》正式發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)就是由顧忠澤團(tuán)隊牽頭完成起草，由南京市食品藥品監(jiān)督檢驗院、南京市計量監(jiān)督檢測院參與制定。
伍曉月介紹，東南大學(xué)是國內(nèi)最早從事器官芯片研究的高校之一，十多年來已經(jīng)產(chǎn)出了一些標(biāo)志性的技術(shù)與成果，“此次與南京江北新區(qū)合作，還將共同建設(shè)一個高標(biāo)準(zhǔn)的公共服務(wù)平臺，面向全市、全省乃至全國的藥企，形成1+1＞2的效應(yīng)。”
根據(jù)協(xié)議，江北新區(qū)與東南大學(xué)將共同推進(jìn)器官芯片研究院科技成果轉(zhuǎn)化平臺建設(shè)，聚焦器官芯片前沿技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用開發(fā)、成果轉(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)項目引進(jìn)，打造器官芯片領(lǐng)域成果轉(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)圈。
