天价猴还能继续疯狂吗？器官芯片已经能模拟多种器官的药物反应！

被2016年达沃斯世界经济论坛列为"十大新兴技术"之一，人体器官芯片指的是一种在载玻片大小芯片上构建的器官生理微系统，包含有活体细胞,组织界面,生物流体和机械力等器官微环境关键要素。

根据Science，全球每年用于生物医学实验的非人灵长类动物超过10万只，其中仅美国就使用7～8万只，占比最高。人体器官芯片是一门新兴的前沿科学技术，也是一门典型的多学科交叉汇聚技术，对人类健康和生物产业发展具有重要战略意义，吸引了来自政府,科学界和产业界的关注。

持续“一猴难求”？

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今年4月，中国实验灵长类养殖开发协会首席科学家李秦在接受媒体采访时表示，国内实验猴销量和使用量，从2013年的七八千只涨到了2019年的近3万只，前几年还是成千增长，从2017年开始，变成了成万只地增长，主要用于药物研发和安全评价。基础研究则是实验猴的另一个主要“使用场景”，每年用量大约在5000只。李秦解释，两种主要品种的实验猴产能开始下降，从过去每年总产量4万只左右，降至2020年的3万只~3.5万只，每年出口加内销的总量为4万只~5万只，用不了几年，存量就会消耗殆尽。

2017年食蟹猴的价格维持在1.38万元/只左右。近5年，食蟹猴的价格涨了约八倍。如今，食蟹猴的身价已经超过10万元/只。“做临床试验至少需要80-100只实验猴，以一只实验猴12万元的价格计算，100只就是上千万元。”国内某上市创新药企的相关工作人员坦言，一款新药的研发成本达到数十亿元，未来实验猴的费用再度提升，新药研发的成本也会增长。

显然，如今除了新冠之外，再加上猴痘以及其它病毒，都让各大药企抓紧生物实验、研发药物，并且担心日后无猴可用，也都开始疯狂囤猴，这也意味着，在未来实验猴的价格大概率还会持续上涨，甚至有可能出现更加令人吃惊的“天价猴”。

器官芯片技术

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即便有动物保护组织长期为这些"饱受摧残"的小生灵奔走呼吁，但对于人类而言却实在没有更好的办法，用这些动物来进行药物实验或试验新的手术术式已经是无奈之举。长期以来困扰着医学工作者的一大难题，正是实验对象的缺乏——实验动物和动物模型短缺和供不应求永远是新药上市前难以逾越的最大关口之一。

动物模型毕竟与人类存在着相当的差距，但是用人体作为病理研究的对象却严重违背了医学伦理。两难之下，2009年，由荷兰Hubrecht研究所的Clevers团队成功的将成体干细胞培养成为小肠的隐窝和绒毛结构。自此之后，日本、德国、美国的科研人员分别构建出肝芽、迷你肾和微型大脑，使该领域获得了国际的广泛关注，并被Science评选为2013年的十大突破之一

在类器官技术之上，更新、更复杂的类器官——创新器官芯片技术（Organ-on-chips，OoCs）将类器官技术的应用空间拓宽到极为广阔的地步，这种技术有望颠覆整个药物临床前研发的常规流程。器官芯片技术是仿生生物学和微加工技术的结合，主要是利用微流控技术控制流体流动，结合细胞与细胞相互作用、基质特性以及生物化学和生物力学特性，在芯片上构建三维的人体器官生理微系统。微流控芯片系统能够将微组织器官的直径控制在毫米甚至微米级别，并且增强其营养交换，防止微组织器官的核心细胞的死亡。

模拟多器官药物反应

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截至目前，已经发表的人体不同的器官芯片有：肠道芯片、肺部芯片、心脏芯片、肝脏芯片、血管芯片、肿瘤芯片、胎盘芯片以及集合多种器官芯片组成的人体芯片（human-on-a-chip）。哈佛大学研制的一款肠道芯片，就可以还原人体肠道的三维的褶皱和小肠绒毛结构，甚至实现微生物群落的共生，因此可以很好地构建口服药物的吸收、代谢模型。

来自麻省理工的科学家们打造了一种被称为“人体芯片”的装置。据介绍，这种微流体设备能够模拟药物对几大重要器官的影响，而不是针对肝脏等单一器官。麻省理工的研究员表示，这个微流体平台是由塑料制成的，可容纳了各种人体细胞，然后让液体在其中流动来模拟血流，从而模拟人体内的循环系统。

这一“人体芯片”能够将10种不同器官的细胞整合到一起，分别是肝脏、肺、肠道、子宫内膜、大脑、心脏、胰腺、肾脏、皮肤和骨骼肌。一般情况下，“人体芯片”中的“人体器官”可多次利用，但最多也仅能维持四周时间。在细节部分，为了限制水分蒸发并维持湿度，该微流体平台的下方还嵌入了一个水泵装置。

重要的里程碑

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由于人体是一个由多个器官组成的高度复杂的系统，如果想要研究任何一种疾病或者检测任何一种药物的安全性和有效性，最理想的情况就是在一个完整的人体上进行实验。那么，构建模拟多个器官的“多器官芯片”，也就是“人体芯片”成为行业研究的热点。

近日，类器官领域的发展迎来重要的里程碑：美国FDA首次完全基于在人类器官芯片研究中获得的临床前疗效数据，与已有的安全性数据相结合，批准一款在研疗法进入临床试验。这一突破有可能为上千种没有动物模型的疾病提供支持临床研究的新渠道。

随着各种新型类器官培养成功，医学界还将眼光投向了肝胆以外的组织器官，大脑、皮肤、胰岛等难觅移植源的器官在未来也能走上按需培育、按需供应的正规化医疗道路。但由于干细胞来源和个体来源的多样性，针对具体病患培育的类器官还需要克服标准化和特殊化的关隘。类器官与干细胞技术在生物医学和再生医学领域具有广阔的应用前景，但距离大规模临床应用还有一段路要走。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1595083714964511063&wfr=spider&for=pc

https://www.cn-healthcare.com/articlewm/20221009/content-1447031.html

https://view.inews.qq.com/a/20221024A023LZ00

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。