把人體器官“微縮”進幾厘米的透明的芯片中，看著薄膜、導管在其中縱橫捭闔……在“芯片”上造“器官”，這一此前在科幻片中才有的情節(jié)如今已在生物學領域變成現(xiàn)實。
近日從東南大學傳來消息，國內醫(yī)藥企業(yè)恒瑞醫(yī)藥研發(fā)的一款新藥“HRS-1893片”獲批開展臨床試驗。該新藥擬用于治療肥厚型心肌病以及心肌肥厚導致的心力衰竭。這是國內首款使用心臟器官芯片數(shù)據(jù)獲批臨床試驗的新藥。
什么是“器官芯片”？這款新藥的研發(fā)又與東南大學有何聯(lián)系？
在芯片上造器官，打造千億級“藍?！笔袌?肽度TIMEDOO
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研發(fā)人員在器官芯片中構建器官模型。受訪者供圖

千億級的“藍?！?/strong>

“簡單說，人體器官芯片就是通過干細胞、生物材料、納米加工等前沿技術的交叉集成，在人體外構建一套器官的微生理系統(tǒng)，用以模擬人體不同組織器官的主要結構功能特征和復雜的器官間聯(lián)系，從而預測人體對藥物或外界不同刺激產生的反應?！苯邮堋吨袊茖W報》采訪時，東南大學生物科學與醫(yī)學工程學院院長顧忠澤介紹說。

作為一項變革性生物醫(yī)學技術，器官芯片的概念自2010年被提出后，便受到世界各國的廣泛關注。美國哈佛大學、強生等諸多研究機構和企業(yè)競相參與研發(fā)。
彼時，顧忠澤卻正處于職業(yè)生涯的一個“瓶頸期”。
“當時，我正在和醫(yī)療機構合作，從事生物人工肝的研發(fā)?！鳖欀覞烧f，一個偶然機會，他讀到一篇關于器官芯片的文章。
顧忠澤眼前一亮。
“從原理上看，生物人工肝和器官芯片的技術有很多相通性。”他解釋說，前者要做一個很大的裝置，而肝臟芯片只需要做一個小小的“生物人工肝”。器官芯片可用于評價相關藥物是否有效以及是否對人體產生毒性，應用場景和產業(yè)價值巨大。
“以前生物人工肝只做短期的生命支持，而器官芯片不僅可以針對不同器官進行模型構建并用于藥物研發(fā)，還可以針對環(huán)境中的有毒、有害物質進行評價。這是一個很大的產業(yè)?！?/section>
事實證明了顧忠澤的預測。
近年來，器官芯片的應用領域變得越來越廣，甚至涉及整個生命領域。生命領域中幾乎所有研究都避不開動物實驗環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)會花費大量的人力和財力。如果使用器官芯片，便可以大大減少相關成本。
顧忠澤說，在醫(yī)藥研發(fā)領域，目前備受關注的人工智能+醫(yī)藥，更多是用于加快藥物候選化合物的生成。但后續(xù)的實驗流程依舊沒有改變，仍需動物實驗和臨床試驗，而后兩者才是消耗時間和金錢最多的環(huán)節(jié)。
“如果可以應用器官芯片替代后兩個環(huán)節(jié)，那么成本將大幅降低、效率將大幅提升?！鳖欀覞梢庾R到，器官芯片背后有廣闊的應用前景，于是開始全力攻關相關技術難題。
2017年初，蘇州市高新區(qū)、東南大學和江蘇省產業(yè)技術研究院三方共建的東南大學蘇州醫(yī)療器械研究院正式成立。在成立之初，該研究院便瞄準了器官芯片這個千億級的“藍?！笔袌?，并引入顧忠澤帶領的器官芯片項目團隊。

經過4年的前沿技術驗證和產業(yè)化開發(fā)后，器官芯片項目順利完成各項預期研發(fā)目標，在高精度跨尺度三維打印、功能性細胞外支架材料、人工智能算法等關鍵核心技術環(huán)節(jié)實現(xiàn)了自主可控，研發(fā)進展與美國、歐洲相關團隊齊頭并進，且部分領域居于國際領先水平。

新模式打造新企業(yè)

2021年，東南大學蘇州醫(yī)療器械研究院跨出關鍵一步。在東南大學、江蘇省產業(yè)技術研究院及蘇州高新區(qū)的支持下，器官芯片項目采用“團隊+技術”整體轉移的模式開展成果轉化，成立了江蘇艾瑋得生物科技有限公司（以下簡稱艾瑋得生物）。
顧忠澤告訴《中國科學報》，研發(fā)進入一定階段后，學校已很難提供合適的產業(yè)化環(huán)境，成立公司是順理成章的事。
在他看來，人才培養(yǎng)、科學研究和社會服務是高校的三大職能。校內科研人員完成了原始創(chuàng)新并確立了核心技術，但核心技術如何轉化成穩(wěn)定、持續(xù)供給的優(yōu)質產品，這一問題在高校內很難解決。
正如艾瑋得生物總經理沙利烽所說：“產業(yè)化最根本的是要解決實際問題。器官芯片不僅要有好的技術，還需要和醫(yī)院、藥企等深入合作。閉門造車很難做出真正讓市場接受或滿意的產品”。
值得一提的是，艾瑋得生物是江蘇省產業(yè)技術研究院和蘇州高新區(qū)采用“撥投結合”模式成立的一家典型企業(yè)。
江蘇省產業(yè)技術研究院院長劉慶在接受媒體采訪時介紹，所謂“撥投結合”，就是依托財政資金支持，先以科技項目立項撥發(fā)資金，幫助團隊承擔早期研發(fā)風險，在項目進展到可以進行市場融資時，再將前期的項目資金按市場價格調整為投資。
顧忠澤認為，該模式可以在高?？蒲谐晒D化的前期提供巨大支持，“推進引領性科技成果跨越‘死亡之谷’”。

正是在各方政策的支持下，盡管成立僅兩年，艾瑋得生物已經擁有了器官芯片設計/加工、細胞外支架材料制備、類器官自動化培養(yǎng)、多模態(tài)成像及人工智能數(shù)據(jù)分析等一系列關鍵核心技術，并成為目前國內唯一一家能夠提供全套解決方案的類器官與器官芯片公司。而此次新藥“HRS-1893片”獲批，正是其研發(fā)能力的具體體現(xiàn)。

專業(yè)的人做專業(yè)的事

從預見應用前景到投入研發(fā)，再到成功產業(yè)化，顧忠澤的成果轉化之路似乎走得十分順利。然而，當《中國科學報》記者請他介紹經驗時，顧忠澤卻說，他不太鼓勵高校教師直接做產業(yè)化這件事。
“術有專攻，業(yè)有所長?！彼f，絕大部分高校教師并不擅長和市場打交道，遑論進行商業(yè)運作。在這方面，更好的方式是讓專業(yè)化的商業(yè)團隊來做成果的產業(yè)化。
也正因此，作為艾瑋得生物首席科學家，顧忠澤并不負責企業(yè)的運營。
“2014年，東南大學和江蘇省產業(yè)技術研究院聯(lián)合成立了生物材料與醫(yī)療器械研究所。這個研究所的主要任務就是將大學的科技成果進行轉化應用?！彼f。
2017年，研究所落戶蘇州高新區(qū)。從那時起，這支隊伍先后孵化了70多家企業(yè)，艾瑋得生物也是由這支專業(yè)隊伍孵化成功的。
該公司是長三角國家技術創(chuàng)新中心體系中，首個由體系內研究所從頭培育并達到國內領先的創(chuàng)新科技公司。
“江蘇省產業(yè)技術研究院針對科技成果產業(yè)化所建立的模式非常好?！鳖欀覞筛嬖V記者，正是因為有這類專門進行科研成果轉化的團隊和機構，高校科研成果才能更好地進行孵化?！斑@比高校教師‘單打獨斗’強得多?！?/section>
“人體器官芯片崛起的動力是生命科學領域快速發(fā)展產生的強烈需求，從前期的積累到形成越來越多的應用，這是一個不斷發(fā)展的過程。相信在不久的將來，越來越多的研究人員會借助器官芯片技術，在藥物研發(fā)、精準醫(yī)療、環(huán)境評估、航天航空甚至美容等領域迎來新突破?！鳖欀覞烧f。
來源：中國科學報微信公眾號