器官芯片技术再获突破医学科研应用前景广阔

近期,在美国波士顿召开的2016年器官芯片移动大会上,美国CN生物医疗公司展出了价值2600万美元的人体内脏芯片系统。虽然此前已有集合肝脏、肺和一部分肠道的生物芯片,但此次展出的系统首次连接了7个主要器官芯片,实现高度模拟人体生理机能的功能。

单个器官芯片的制作技术和微型集成电路芯片制作技术类似,但额外添加了多孔型隔膜和营养液,使芯片能模仿人类血液流动和细胞生长。CN生物医疗研究人员表示,首先考虑将芯片系统用于新药临床试验,有望代替现在药物测试的志愿者和临床动物实验。在此次大会上,哈佛大学Wyss生物工程研究所团队同时表示,已拥有可以测试辐射研究的骨髓芯片。未来将参考CN生物公司的技术,生产类似的人体芯片系统用于测试人体对核废料反应。

器官芯片作为近几年出现的新科技,今年已被世界经济论坛列为2016年度十大新兴技术之一,和区块链、无人驾驶、人工智能生态系统并列入选。分析人士认为,在生命科学研究中,生物芯片技术是继基因克隆、基因自动测序技术后的又一次革命性技术突破,未来在医学科研及临床药物设计等领域具有广阔的应用前景。

国外不少科研团队已经着手用器官芯片进行药物开发合成、病毒测试和药物筛选等研究。今年初,美国范德堡大学研发出可替代的人工肾脏芯片,将其植入身体后能使肾病患者彻底摆脱透析烦恼,相关人体实验有望在2017年底启动。同时,美国国防部也对生物芯片抱有极大的兴趣。在美国微生物协会举办的大会上,美国太平洋西北国家实验室的微生物学家表示,已开始对炭疽病毒植入兔子肺部芯片进行研究。同时,美国国土安全部有意愿使用人体芯片系统进行炭疽测试。

我国对生物芯片领域也已开展研发,如中科院大连化学物理研究所团队利用芯片技术构建了肿瘤细胞培养模型。长江证券研报认为,生物芯片市场正在以年复合增长率19%的速度扩大。目前,我国生物芯片总销售额超过3亿元,已出口到美国、欧洲等14个国家和地区。我国生物芯片主要集中在基因芯片和DNA芯片检测领域。随着技术的不断成熟以及研究领域扩张,生物芯片产业未来商业潜力巨大。

(本报研究员 史庭琦)