近日,美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)宣布了一項(xiàng)開創(chuàng)性舉措,將在單克隆抗體療法及其他藥物的開發(fā)中,以更有效且與人類相關(guān)的方法取代動(dòng)物實(shí)驗(yàn),從而提高藥物安全性,加快評(píng)估流程,降低研發(fā)成本,并最終降低藥品價(jià)格。

FDA推薦的新技術(shù)方法包括類器官毒性測(cè)試、基于AI的毒性計(jì)算模型等。該方案將立即開始用于研究性新藥(IND)申請(qǐng),鼓勵(lì)納入類器官毒性測(cè)試(NAMs)數(shù)據(jù)。

據(jù)了解,FDA將推廣使用實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的人體“類器官”和芯片器官系統(tǒng)(如肝臟、心臟和免疫器官)來測(cè)試藥物安全性。這些實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚍磻?yīng)在動(dòng)物身上容易被忽視的毒性作用,為了解人類的反應(yīng)提供了一個(gè)更直接的窗口,從而更快、更可靠地為設(shè)計(jì)更安全的治療方案,同時(shí)降低藥物的研發(fā)成本和價(jià)格。

國(guó)內(nèi)新銳類器官、器官芯片公司逸芯創(chuàng)始人劉杰認(rèn)為,FDA的這一舉措將推動(dòng)藥物研發(fā)模式的變革,AI+器官芯片的新模式將逐步取代依賴于2D細(xì)胞模型和動(dòng)物模型的傳統(tǒng)新藥研究模式,不僅可以加速新藥研發(fā)的進(jìn)程,減少動(dòng)物實(shí)驗(yàn)帶來的高昂成本,還能更精準(zhǔn)地檢測(cè)出動(dòng)物實(shí)驗(yàn)難以發(fā)現(xiàn)的結(jié)果,更快、更高效地為患者提供更安全、更有效、更低成本的治療方案。

器官芯片被達(dá)沃斯世界經(jīng)濟(jì)論壇明列為“十大新興技術(shù)”之一。它利用微流控、3D生物打印等工程化技術(shù),以干細(xì)胞或病人來源的組織細(xì)胞為種子,在體外構(gòu)建出接近人體基本生理功能的微型動(dòng)態(tài)器官模型,進(jìn)而改進(jìn)體外探索生命現(xiàn)象和醫(yī)學(xué)問題的手段和方法,器官芯片允許研究者以可控和可擴(kuò)展的方式重建人體器官的微環(huán)境,并可模擬不同類型的疾病模型,突破了傳統(tǒng)2D細(xì)胞模型和動(dòng)物模型的種種局限,有望加速上千種疾病新藥的開發(fā),

近年來,類器官、器官芯片技術(shù)已逐步顯露出爆發(fā)之勢(shì)。2021年,我國(guó)藥品審評(píng)中心(CDE)就發(fā)布指導(dǎo)原則明確指出,可采用基于細(xì)胞和組織的模型(如2D/3D組織模型、類器官和微流體模型等)為有效性和安全性的評(píng)估提供有用的補(bǔ)充信息。2022年,美國(guó)FDA批準(zhǔn)了第一個(gè)完全基于器官芯片數(shù)據(jù)的藥物阿齊瑞格(Azeliragon)進(jìn)入II期臨床試驗(yàn),并在FDA現(xiàn)代化法案2.0中指出不再?gòu)?qiáng)制動(dòng)物試驗(yàn)的使用。

縱攬全球,強(qiáng)生、默克、阿斯利康、輝瑞、賽諾菲、百時(shí)美施貴寶等20余家頭部跨國(guó)藥企早已進(jìn)入類器官和器官芯片領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)也已有多家具備自主研發(fā)能力的企業(yè)在此領(lǐng)域布局并取得突破。“逸芯作為專注于體外工程化器官芯片微生理系統(tǒng)的新銳企業(yè),正在依托自主研發(fā)的全流程、標(biāo)準(zhǔn)化器官芯片平臺(tái),研發(fā)用于疾病機(jī)制探索和創(chuàng)新藥物開發(fā)的器官芯片產(chǎn)品。”據(jù)劉杰介紹,逸芯自研產(chǎn)品已達(dá)數(shù)十款,包括類器官培養(yǎng)基、基質(zhì)材料、多功能器官芯片生理及病理模型和高通量微球制備系統(tǒng)等,并在皮膚、鼻粘膜、血管化、子宮內(nèi)膜等領(lǐng)域相繼推出類器官、器官芯片產(chǎn)品,為相關(guān)疾病的模型構(gòu)建和新藥開發(fā)提供革命性的工具。

逸芯器官芯片產(chǎn)品及服務(wù)

相比傳統(tǒng)的動(dòng)物模型,逸芯的類器官、器官芯片在準(zhǔn)確性、時(shí)間、成本方面優(yōu)勢(shì)明顯。比如,其皮膚器官芯片在藥物滲透性和新原料活性物質(zhì)篩選準(zhǔn)確性上,相比于傳統(tǒng)的離體豬皮和動(dòng)物模型提高了60%,篩選周期縮短了一倍以上。團(tuán)隊(duì)已于知名CRO公司合作,基于皮膚器官芯片建立了高通量中藥貼劑或膏劑配方篩選流程,平均每天可篩選中藥有效性配方上百種,相較傳統(tǒng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方法提效10倍以上,成本降低超過50%。

行研機(jī)構(gòu)Mordor Intelligence曾預(yù)計(jì),2022-2027年全球器官芯片市場(chǎng)將以30%的復(fù)合年增長(zhǎng)率快速增長(zhǎng),FDA新政無疑將進(jìn)一步加速這一趨勢(shì)。

新政也引發(fā)了市場(chǎng)的強(qiáng)烈反應(yīng),消息發(fā)布當(dāng)天,動(dòng)物測(cè)試服務(wù)商股價(jià)暴跌28%,昭衍新藥港股收跌18%,A股跌停。反觀AI制藥和非動(dòng)物實(shí)驗(yàn)技術(shù)相關(guān)企業(yè),薛定諤、Recursion漲幅均超過27%,Absci上漲23%。市場(chǎng)的積極反應(yīng)給AI和器官芯片等新興產(chǎn)業(yè)帶來了強(qiáng)心劑,在產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的臨界點(diǎn),逸芯等中國(guó)企業(yè)已經(jīng)蓄勢(shì)待發(fā)。

附:逸芯生命科學(xué)類器官、器官芯片重點(diǎn)產(chǎn)品

皮膚器官芯片

皮膚器官芯片(Skin organ chip)屬于一種基于微流控技術(shù)的多功能平臺(tái),旨在更加真實(shí)地模擬人體皮膚的結(jié)構(gòu)和生理功能,可應(yīng)用于藥物遞送研究、物質(zhì)安全性測(cè)試、美妝產(chǎn)品功效測(cè)試、毒理學(xué)測(cè)試、皮膚疾病模型構(gòu)建、復(fù)雜皮膚模型構(gòu)建等領(lǐng)域。逸芯生命科學(xué)已經(jīng)成熟搭建皮膚器官芯片的全流程培養(yǎng)業(yè)務(wù),涵蓋器官芯片的設(shè)計(jì)與加工、類器官的培養(yǎng)與測(cè)試、配套設(shè)備的研發(fā)以及模型評(píng)價(jià)等多個(gè)模塊。該模型相比于傳統(tǒng)的離體豬皮和動(dòng)物模型在藥物滲透性和新原料活性物質(zhì)篩選方面準(zhǔn)確性提高了60%,篩選周期縮短了一倍以上。目前該技術(shù)為國(guó)內(nèi)多家美妝品牌成功篩選了高滲透性活性原料,同時(shí)與國(guó)內(nèi)知名CRO公司建立合作,就中藥貼劑或膏劑研發(fā)建立了完善的皮膚器官芯片高通量中藥配方篩選流程,平均每天篩選中藥有效性配方上百種,相比傳統(tǒng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方法效率提高了10倍以上,成本降低超過50%。

鼻粘膜器官芯片

EACIN BIO鼻粘膜芯片作為一種創(chuàng)新的體外微生理模型,結(jié)合公司自有的先進(jìn)培養(yǎng)技術(shù),通過模擬人體鼻腔的動(dòng)態(tài)生理環(huán)境(氣液界面、液體灌注和氣流流動(dòng)等),實(shí)現(xiàn)了對(duì)鼻粘膜屏障功能、纖毛運(yùn)動(dòng)和黏液分泌的精確重建,纖毛擺動(dòng)頻率以及模型的解剖結(jié)構(gòu)與人鼻粘膜屏障結(jié)構(gòu)一致性超過90%,解決了動(dòng)物模型與人體鼻粘膜屏障功能相差較大的問題。可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、高通量篩選和動(dòng)態(tài)模擬等技術(shù)優(yōu)勢(shì)使其能夠用于藥物滲透研究、毒性評(píng)估和疾病機(jī)制探索,為個(gè)性化醫(yī)療和新藥開發(fā)提供了新的方向。通過對(duì)比已獲批10余款鼻噴劑藥物在該模型上的屏障打開效果進(jìn)行檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)該模型在篩選鼻噴劑藥物促滲劑效果方面與獲批藥物臨床滲透性數(shù)據(jù)的一致性超過85%。

血管化器官芯片

EACIN BIO利用先進(jìn)高精密制造技術(shù)生產(chǎn)的血管化芯片(YX-G2023006),可結(jié)合微流控技術(shù)高效構(gòu)建體外微血管網(wǎng)絡(luò)模型(MVN)。該芯片支持重現(xiàn)體內(nèi)組織微環(huán)境特點(diǎn),具有網(wǎng)絡(luò)連接緊密、仿生3D形態(tài)、可物質(zhì)交換的微生理系統(tǒng)功能,通過借助間質(zhì)流的梯度壓力分布,成功構(gòu)建了模型動(dòng)脈和毛細(xì)血管的多級(jí)可灌注血管化器官芯片,血管生成周期相比于傳統(tǒng)靜態(tài)血管構(gòu)建方法提高了兩周,血管密度提高50%,血管直徑真大了一倍。適用于各類體外血管化正常、疾病和腫瘤模型構(gòu)建,被廣泛用于血管生成、腫瘤轉(zhuǎn)移、藥物滲透及毒性研究。

子宮內(nèi)膜類器官

子宮內(nèi)膜類器官可以較好重現(xiàn)體內(nèi)子宮內(nèi)的特征、包括自我更新、細(xì)胞類器官、組織功能和激素響應(yīng)等,為研究子宮內(nèi)膜生長(zhǎng)發(fā)育、疾病機(jī)制研究提供一種理想的體外模型。在此基礎(chǔ)上逸芯生命科學(xué)成功在體外構(gòu)建了宮腔黏連(IUA)病理模型,相比于動(dòng)物模型構(gòu)建周期縮短了2倍,成本降低80%,并且激素分泌水平與人體相似性接近90%。該模型藥物治療效果對(duì)比臨床已經(jīng)獲批藥物治療數(shù)據(jù)一致性高達(dá)80%,未來能夠在為開發(fā)新型的IUA治療藥物提供更加快速和精準(zhǔn)的平臺(tái)。

其他類器官

逸芯生命科學(xué)目前擁有自主研發(fā)的人源腫瘤類器官及正常組織類器官專用培養(yǎng)基20余種,可以提供標(biāo)準(zhǔn)化的類器官培養(yǎng)試劑盒,幫助行業(yè)快速解決類器官的培養(yǎng)問題。產(chǎn)品經(jīng)過多次驗(yàn)證,使用簡(jiǎn)便,無需繁瑣的配制過程,具有高效培養(yǎng)的亮點(diǎn),且可穩(wěn)定傳代15次,構(gòu)建的腫瘤類器官成功率超過70%,腫瘤類器官的基因表型與患者親本組織一致性超過90%,臨床個(gè)性藥敏檢測(cè)結(jié)果最快1周內(nèi)出具報(bào)告,藥效一致性達(dá)80%。目前逸芯生命科學(xué)已經(jīng)構(gòu)建了高通量腫瘤類器官藥物篩選平臺(tái),賦能腫瘤治療藥物的精準(zhǔn)評(píng)價(jià),目前該平臺(tái)已經(jīng)為多家創(chuàng)新藥企成功篩選了候選藥物,顯著提高了藥物篩選精確度和效率。