美国国防部参与，投入7500万的生物黑科技在做什么？

相传，“药王神”神农氏为了给老百姓消灾祛病，决心尝百草，定药性。神农氏遍尝百草，多次中毒，最终因尝试断肠草而离世。不要以为这种事情只发生在神话里，大名鼎鼎的Barry Marshall干过更“出格”的事情。Marshall为了研究幽门螺旋杆菌的致病性，竟一口气喝下一试管的幽门螺旋杆菌。最终，5天之后，他的目的达到了，差点因此病死。后来，他因为研究幽门螺旋杆菌的贡献，获得了2005年的诺贝尔生理医学奖。好险啊！

那些Marshall们之所以“舍得一身剐，喝毒试药连眼睛都不眨”，就是因为那个时候技术落后，或者没有合适的研究模型，你想做研究的话，“你不入地狱谁入地狱”。后来，由于以身试毒实在是太危险，人类就抓来小白鼠啊、猴子啊等，让它们去顶包“尝百药”。同时，为了研究新药对人体的影响，科学家开始在培养皿里培养人体细胞，看看这些新药对人体细胞是不是有毒副作用。那些新药只有过了这两关，才可以进入人体临床试验。

但是小鼠和人类离体细胞并不能替人类把好试药的大门。据统计，进入临床试验的新药，通过临床I期和III期的概率约为60%，通过临床II期的概率仅为30%，这样一来能够顺利通过三期临床试验的药物仅有10.8%。那些在临床上被KO掉的新药，主要是因为疗效不好，甚至是对人体有毒副作用。90%的新药都要被KO掉，这是多么巨大的浪费。据统计，现在一种新药面市，平均研发费用竟高达10亿美元，历时长达8-14年。这期间，有多少人苦苦等药而不得，最后受尽折磨，悍然离世；又有多少人，苦苦盼来新药，却因药价太高无力支付而死去？因此，必须找到一种更加迅速、有效的临床前实验方法。才能缩短药物研发周期，降低研发费用。

至于这件事情到底有多重要，我们看看参与做这件事情的队伍就清楚了。

为了解决这一难题，2012年美国国立卫生研究中心（NIH）、美国食品和药物管理局（FDA）和美国国防部高级研究计划局（DARPA，这个组织的参与让我感到意外，这是要研究生化武器么？），联合发起“organs-on-chips”（人体器官芯片）的研发工作，计划投入7500万美元。

再来看看参与研发团队的阵容：哥伦比亚大学、康奈尔大学、杜克大学、哈佛大学、霍普金斯大学、麻省理工大学、威斯康星大学、加州大学、华盛顿大学、范德堡大学、德克萨斯大学、匹兹堡大学、宾夕法尼亚大学等十余所美国高校。

写到这里，我已经心潮澎湃，按耐不住。这个“organs-on-chips”到底是个什么技术，竟牵动了这么多顶级机构的心？

下面我们就拿走在前沿的哈佛大学Wyss研究所的创新性工作，详解“organs-on-chips”技术。

在新药的临床前实验中，使用小白鼠模型能够了解新药对整体的影响，但不能很好的反应新药对人体的影响；使用体外培养的人体细胞，能够了解新药对人体的影响，却又缺乏整体的把握。因此，早在10多年前，康奈尔大学的Mike Shuler首次提出了，用人体不同器官的细胞在芯片上构建人体组织，模拟人体环境的设想。

如下图所示，将我们的心呀、肝儿呀、肺呀等组织，制作成不同的芯片，用它们模拟人体器官的功能，检验新药。