類器官芯片技術(shù)作為非動物性實驗在新藥研制上的優(yōu)勢及前景

2023年1月10日，《Science》發(fā)文，F(xiàn)DA不再要求新藥研制進行動物實驗。

2022年12月底，美國總統(tǒng)拜登簽署法案，新藥無需在動物身上進行測試也可獲得美國食品和藥物管理局 (FDA) 的批準(zhǔn)。對于動物福利組織來說這一轉(zhuǎn)變無疑是重大的。
 

該法案代替了1983年的規(guī)定，要求新藥與化妝品產(chǎn)品開發(fā)，皆需進行動物試驗。Drake的團隊和一些非營利性的動物健康組織認為在批準(zhǔn)藥物進行人體試驗時，F(xiàn)DA應(yīng)更多地依靠計算機建模、"器官芯片 "和其他在過去10至15年中開發(fā)的非動物方法。這一舉措是否給其他技術(shù)帶來新的發(fā)展方向，如類器官技術(shù)。文章中提到哈佛大學(xué)實驗室生物工程師Don Ingber的實驗室開發(fā)了類器官芯片技術(shù)。
 

這種芯片由電腦拇指驅(qū)動器大小的硅基聚合物的空心通道組成。這些通道內(nèi)排列著來自大腦、肝、肺和腎等器官的活細胞和組織。液體通過其流動，模擬血液通過血管流動和液體在組織中追蹤，就像在活體器官中一樣。在體內(nèi)，藥物損傷經(jīng)常出現(xiàn)在肝臟中，因為它分解藥物以供排泄。當(dāng)泵入的實驗性藥物對細胞造成損傷時，人類肝臟芯片可以警告這種毒性。

同時文章中還提到，一些藥物在進行動物實驗后轉(zhuǎn)入臨床的效果并不如意，有九成是不安全或者無效的，Emulate公司的首席科學(xué)家Lorna Ewart和他的同事們發(fā)表了一項研究，該公司的肝臟芯片正確識別出了87%進入人類體內(nèi)的藥物，包括臨床中因肝臟毒性而失敗和上市后因肝損傷被撤回的藥物。
 

這一政策的改變，也許類器官技術(shù)將成為非動物性實驗中的最大“潛力股。自2009年Hans Clevers實驗室培養(yǎng)出小腸類器官起，一直是科學(xué)家們研究的熱點，截止2022年底PubMed上收錄有關(guān)“organoid”的文章數(shù)量已超10000篇。類器官具有不同的細胞類型，并且可以表現(xiàn)出器官的一些功能，目前已經(jīng)多項研究證明其組成與器官的相似性。并且2022年8月，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了全球首個完全基于“類器官芯片”研究獲得臨床前數(shù)據(jù)的新藥（NCT04658472）進入臨床試驗，這也是“類器官芯片”實驗首次取代了傳統(tǒng)動物實驗，并且正式被官方認可。
 

總的來說，這次政策的改變可能也標(biāo)志著動物實驗在未來將會逐漸被新的技術(shù)取代，如類器官技術(shù)、AI技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展也說明著科學(xué)的發(fā)展正在邁向新的征程，在未來也許還會有更多新的技術(shù)手段出現(xiàn)。