時至今日，新藥研發的長周期、高投入、高失敗率早已不是什么業內秘密。藥企往往投入數十億元人民幣，耗時十數年，卻只能默默吞下新藥研發失敗的苦果。

　　每一款處在研發階段的新藥背后，都是患者不斷地問詢——“何時能上市？”在這場與死神的賽跑中，一些科研團隊正另辟蹊徑，希望能夠構建出近似人體器官的芯片，為疾病機理研究及相關藥物篩選提供模擬人體器官生理特征及功能的模型，進而縮短藥物研發的時間，降低新藥研發臨床試驗失敗的風險。

　　北京大橡科技有限公司（下稱：大橡科技）近日正式推出了三款商用器官芯片產品，分別是針對藥物肝毒性測試的肝臟模型、針對抗腫瘤藥物研發的腫瘤模型、針對腦部疾病藥物研發的血腦屏障模型。這也是國內器官芯片市場發展多年后，首批經過驗證、面向商業化應用的產品。

　　對于器官芯片在新藥研發中的關鍵地位，美國體外科學研究院高級科學家以及教育和外聯項目主任張全順解釋稱，器官芯片能再現人體器官的生理學特征以及疾病的器官水平特征，提供了觀察細胞、分子、化學和物理因素對組織和器官功能及疾病影響的機會，未來有著廣闊的應用前景。

　　據了解，目前大橡科技已與相關企業簽署戰略合作協議，圍繞上述三款商用器官芯片產品，在產品驗證、市場拓展及銷售等方面開展合作。

　　新藥研發試驗加“芯”

　　縱觀全球新藥研發產業，臨床前試驗大多使用2D細胞模型和動物模型，以觀察新藥實際效果或可能出現的副作用。但由于2D細胞模型過于簡單，而動物與人類之間則存在種屬差異，均導致試驗結果不準確。

　　以藥物肝毒性試驗為例，國內某CRO（醫藥研發合同外包服務機構）毒理部門相關負責人向記者透露，2D單層細胞系模型的新藥肝毒性試驗結果，僅有10%-20%左右與臨床人體試驗相匹配，而動物模型的這一數值也僅能達到50%左右。這也意味著，經過動物模型的臨床前試驗后，依然有一半可能對人體肝臟產生毒性的新藥未被篩選出來。后續臨床實驗中，受試者也因此面臨服用新藥帶來的肝損傷、肝炎甚至肝壞死風險。

　　“2D細胞模型不仿生、動物模型種屬差異大，都將導致試驗結果不準確，這已成為新藥研發長期未被解決的痛點”，大橡科技CEO周宇介紹稱，目前，國內外新藥研發平均周期長達10-15年，平均成本高達10億-15億美元，其背后的一個關鍵原因正是新藥臨床前試驗結果不夠準確，導致新藥進入臨床試驗階段時失敗率較高。

　　在此背景下，仿生度更高、更能反映人體生理機制的器官芯片模型正是新藥研發所迫切需要的。大橡科技正是這樣一家致力于推動和引領器官芯片在新藥研發、個體化精準醫療等領域廣泛應用的前沿科技公司。公司希望通過國內領先的人體器官芯片技術，提供更精準、更高效、更經濟的藥物研發和精準用藥解決方案，加速藥物研發。

　　通過將生物組織工程和微流控技術相結合，大橡科技在芯片上構建三維人體器官生理微系統，系統包含活體細胞、組織界面、生物流體、機械力等器官“微環境”關鍵要素，在體外重現人類器官生理結構和功能特征。這種仿生的人體器官模型，為新藥臨床前試驗提供了更準確的測試結果。在核心研發人員的努力下，大橡科技也終于成功推出了國內首批經過驗證、面向商業化應用的器官芯片產品。

　　第三方試驗數據可觀

　　此次大橡科技推出的三款器官芯片產品，其模型設計均實現了細胞從2D維度向3D維度的跨越，通過微加工技術將芯片通道控制在微米級，既使微器官及其微環境更接近人體真實環境，也使試驗耗材得以大幅節省。

　　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胞應用到模型構建中，而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胞，也就是從人類肝組織分離的細胞。該模型構建完成24 小時后即可加藥測試，且人原代肝細胞在培養長達28天后仍可保持極好的活性，既能用于藥物的肝臟急毒性測試，也能用于慢毒性測試，這一效果是傳統細胞模型無法實現的。

　　目前大橡科技肝臟模型已通過122種上市藥物的肝毒性測試，結果顯示該模型的藥物敏感性達到60%，臨床預測率超過70%，臨床預測率高出動物模型20個百分點。這一實驗數據與國際資深器官芯片公司研發的肝模型處于同一水平，且大橡科技的模型顯示出更高的敏感性。

　　“測試結果可以比肩國際頂尖器官芯片公司研發的肝模型，敏感性指標甚至在其之上”。周宇表示，更高的敏感性，意味著肝毒性藥物更容易被篩選出來，也意味著后續臨床受試人員將試用更安全、更具保障的新藥。

　　另外兩款產品——腫瘤模型和血腦屏障模型，相較現有細胞模型則更為仿生和高效。腫瘤模型已通過大量上市化療藥物和靶向藥物的對比測試，結合動物體內藥物響應結果，顯示該模型可排除2D細胞模型下95%的假陽性結果；而血腦屏障模型可體外重現血腦屏障結構，通過巧妙的流體和微通道設計，使血腦屏障結構和功能更加接近人體體內的真實情況。

　　對于大橡科技三款器官芯片模型，武漢大學化學與分子科學學院黃衛華教授表示，從第三方驗證結果來看，模型數據重現性非常好。其中，大橡科技的人原代肝模型的臨床預測性要優于動物模型，以較低的成本很好地解決了傳統細胞肝毒模型、動物模型臨床預測性低等問題。

　　據了解，在首批推出的三款商業化器官芯片產品取得穩定測試結果后，大橡科技正在繼續探索用現有器官芯片平臺構建更多仿生病生理模型用于藥物研發。

　　周宇表示，公司專注于腫瘤、肝臟以及屏障類器官芯片的研發，其中非酒精性肝炎、腸道、腎臟、肺部相關的芯片和模型均在研發過程中。希望通過公司的芯片和模型去助力新藥研發，降低藥物研發成本和風險，最終造福患者。