近日,美国食品药品监督管理局(FDA)宣布了一项开创性举措,将在单克隆抗体疗法及其他药物的开发中,以更有效且与人类相关的方法取代动物实验,从而提高药物安全性,加快评估流程,降低研发成本,并最终降低药品价格。
FDA推荐的新技术方法包括类器官毒性测试、基于AI的毒性计算模型等。该方案将立即开始用于研究性新药(IND)申请,鼓励纳入类器官毒性测试(NAMs)数据。
据了解,FDA将推广使用实验室培养的人体“类器官”和芯片器官系统(如肝脏、心脏和免疫器官)来测试药物安全性。这些实验能够反应在动物身上容易被忽视的毒性作用,为了解人类的反应提供了一个更直接的窗口,从而更快、更可靠地为设计更安全的治疗方案,同时降低药物的研发成本和价格。
国内新锐类器官、器官芯片公司逸芯创始人刘杰认为,FDA的这一举措将推动药物研发模式的变革,AI+器官芯片的新模式将逐步取代依赖于2D细胞模型和动物模型的传统新药研究模式,不仅可以加速新药研发的进程,减少动物实验带来的高昂成本,还能更精准地检测出动物实验难以发现的结果,更快、更高效地为患者提供更安全、更有效、更低成本的治疗方案。
器官芯片被达沃斯世界经济论坛明列为“十大新兴技术”之一。它利用微流控、3D生物打印等工程化技术,以干细胞或病人来源的组织细胞为种子,在体外构建出接近人体基本生理功能的微型动态器官模型,进而改进体外探索生命现象和医学问题的手段和方法,器官芯片允许研究者以可控和可扩展的方式重建人体器官的微环境,并可模拟不同类型的疾病模型,突破了传统2D细胞模型和动物模型的种种局限,有望加速上千种疾病新药的开发,
近年来,类器官、器官芯片技术已逐步显露出爆发之势。2021年,我国药品审评中心(CDE)就发布指导原则明确指出,可采用基于细胞和组织的模型(如2D/3D组织模型、类器官和微流体模型等)为有效性和安全性的评估提供有用的补充信息。2022年,美国FDA批准了第一个完全基于器官芯片数据的药物阿齐瑞格(Azeliragon)进入II期临床试验,并在FDA现代化法案2.0中指出不再强制动物试验的使用。
纵揽全球,强生、默克、阿斯利康、辉瑞、赛诺菲、百时美施贵宝等20余家头部跨国药企早已进入类器官和器官芯片领域。国内也已有多家具备自主研发能力的企业在此领域布局并取得突破。“逸芯作为专注于体外工程化器官芯片微生理系统的新锐企业,正在依托自主研发的全流程、标准化器官芯片平台,研发用于疾病机制探索和创新药物开发的器官芯片产品。”据刘杰介绍,逸芯自研产品已达数十款,包括类器官培养基、基质材料、多功能器官芯片生理及病理模型和高通量微球制备系统等,并在皮肤、鼻粘膜、血管化、子宫内膜等领域相继推出类器官、器官芯片产品,为相关疾病的模型构建和新药开发提供革命性的工具。
逸芯器官芯片产品及服务
相比传统的动物模型,逸芯的类器官、器官芯片在准确性、时间、成本方面优势明显。比如,其皮肤器官芯片在药物渗透性和新原料活性物质筛选准确性上,相比于传统的离体猪皮和动物模型提高了60%,筛选周期缩短了一倍以上。团队已于知名CRO公司合作,基于皮肤器官芯片建立了高通量中药贴剂或膏剂配方筛选流程,平均每天可筛选中药有效性配方上百种,相较传统动物实验方法提效10倍以上,成本降低超过50%。
行研机构Mordor Intelligence曾预计,2022-2027年全球器官芯片市场将以30%的复合年增长率快速增长,FDA新政无疑将进一步加速这一趋势。
新政也引发了市场的,消息发布当天,动物测试服务商股价暴跌28%,昭衍新药港股收跌18%,A股跌停。反观AI制药和非动物实验技术相关企业,薛定谔、Recursion涨幅均超过27%,Absci上涨23%。市场的积极反应给AI和器官芯片等新兴产业带来了强心剂,在产业爆发的临界点,逸芯等中国企业已经蓄势待发。
附:逸芯生命科学类器官、器官芯片重点产品
皮肤器官芯片
皮肤器官芯片(Skin organ chip)属于一种基于微流控技术的多功能平台,旨在更加真实地模拟人体皮肤的结构和生理功能,可应用于药物递送研究、物质安全性测试、美妆产品功效测试、毒理学测试、皮肤疾病模型构建、复杂皮肤模型构建等领域。逸芯生命科学已经成熟搭建皮肤器官芯片的全流程培养业务,涵盖器官芯片的设计与加工、类器官的培养与测试、配套设备的研发以及模型评价等多个模块。该模型相比于传统的离体猪皮和动物模型在药物渗透性和新原料活性物质筛选方面准确性提高了60%,筛选周期缩短了一倍以上。目前该技术为国内多家美妆品牌成功筛选了高渗透性活性原料,同时与国内知名CRO公司建立合作,就中药贴剂或膏剂研发建立了完善的皮肤器官芯片高通量中药配方筛选流程,平均每天筛选中药有效性配方上百种,相比传统动物实验方法效率提高了10倍以上,成本降低超过50%。
鼻粘膜器官芯片
EACIN BIO鼻粘膜芯片作为一种创新的体外微生理模型,结合公司自有的先进培养技术,通过模拟人体鼻腔的动态生理环境(气液界面、液体灌注和气流流动等),实现了对鼻粘膜屏障功能、纤毛运动和黏液分泌的精确重建,纤毛摆动频率以及模型的解剖结构与人鼻粘膜屏障结构一致性超过90%,解决了动物模型与人体鼻粘膜屏障功能相差较大的问题。可实时监测、高通量筛选和动态模拟等技术优势使其能够用于药物渗透研究、毒性评估和疾病机制探索,为个性化医疗和新药开发提供了新的方向。通过对比已获批10余款鼻喷剂药物在该模型上的屏障打开效果进行检验,发现该模型在筛选鼻喷剂药物促渗剂效果方面与获批药物临床渗透性数据的一致性超过85%。
血管化器官芯片
EACIN BIO利用先进高精密制造技术生产的血管化芯片(YX-G2023006),可结合微流控技术高效构建体外微血管网络模型(MVN)。该芯片支持重现体内组织微环境特点,具有网络连接紧密、仿生3D形态、可物质交换的微生理系统功能,通过借助间质流的梯度压力分布,成功构建了模型动脉和毛细血管的多级可灌注血管化器官芯片,血管生成周期相比于传统静态血管构建方法提高了两周,血管密度提高50%,血管直径真大了一倍。适用于各类体外血管化正常、疾病和肿瘤模型构建,被广泛用于血管生成、肿瘤转移、药物渗透及毒性研究。
子宫内膜类器官
子宫内膜类器官可以较好重现体内子宫内的特征、包括自我更新、细胞类器官、组织功能和激素响应等,为研究子宫内膜生长发育、疾病机制研究提供一种理想的体外模型。在此基础上逸芯生命科学成功在体外构建了宫腔黏连(IUA)病理模型,相比于动物模型构建周期缩短了2倍,成本降低80%,并且激素分泌水平与人体相似性接近90%。该模型药物治疗效果对比临床已经获批药物治疗数据一致性高达80%,未来能够在为开发新型的IUA治疗药物提供更加快速和精准的平台。
其他类器官
逸芯生命科学目前拥有自主研发的人源肿瘤类器官及正常组织类器官专用培养基20余种,可以提供标准化的类器官培养试剂盒,帮助行业快速解决类器官的培养问题。产品经过多次验证,使用简便,无需繁琐的配制过程,具有高效培养的亮点,且可稳定传代15次,构建的肿瘤类器官成功率超过70%,肿瘤类器官的基因表型与患者亲本组织一致性超过90%,临床个性药敏检测结果最快1周内出具报告,药效一致性达80%。目前逸芯生命科学已经构建了高通量肿瘤类器官药物筛选平台,赋能肿瘤治疗药物的精准评价,目前该平台已经为多家创新药企成功筛选了候选药物,显著提高了药物筛选精确度和效率。
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