“未来,人体器官芯片或许能够取代我们的动物实验,成为一种颇具前景的研究手段。”中科院广州生物医药与健康研究院院长裴端卿对人体器官芯片这一全新领域掩饰不住自己的热情。他表示,随着日前中科院大连化物所微流控芯片研究组利用器官芯片技术,成功构建出动态三维高通量血脑屏障模型,人体器官芯片的概念应该被人们所认知了。
研发一种新药,首先要通过动物实验,之后进入临床试验,被证明是安全、有效后,才可批准上市。但毕竟动物对药物的反应与人体对药物的反应还是有差异的,这也造成了动物实验在药物筛选上的缺陷。
为了解决这一缺陷,一种结合电子技术与生物科学技术的器官芯片走进了生物医药领域。这种含有人体活体细胞的生物芯片,具有功能化的缩微组织器官类型,专门用于药效评价等方面的研究。
作为2016达沃斯论坛评选的“十大新兴技术”之一,迄今国外研究者已经成功制造出了“肺芯片”“心脏芯片”“肠芯片”等。
在中科院遗传与发育生物学研究所研究员黄勋看来,目前研究所并没有进行任何人体器官芯片方面的应用。他认为这是由于器官芯片只收集了人体的局部器官,并非人体本身,所以还无法取代动物实验。
“如果在动物体内进行研究,通常需要等待动物出现症状。而用器官芯片可以让我们较快观察到细胞的变化,快速明确目标器官。”所以,中科院生物化学与细胞生物学研究所研究员廖侃认为通过器官芯片再进行动物实验更有针对性,从而降低动物使用量,使动物实验更有的放矢。“此外,许多化合物都很难获得,用器官芯片可以降低试剂的用量。”
即使好处明显,裴端卿也不讳言,如果器官芯片有缺陷,例如均一性差,可能导致研究人员的数据分析困难。
在中科院动物所干细胞与生殖生物学国家重点实验室研究员王宇看来,虽然人类离再造整个器官还很遥远,但器官芯片毋庸置疑拥有十分广阔的前景。但他也强调,由于器官芯片有体外的局限性,和动物模型不是替代关系,而是一种互补关系。
科学网2016.12.18文/马卓敏