江苏南京：芯片上“造”器官，大幅降低新药研发成本
全国高校区域技术转移转化中心南京生物医药分中心。 江北新区供图
□ 南京日报/紫金山新闻记者 李都
通讯员 徐迪慧 钱钰玲
规律跳动的“心脏”、勤勉代谢的“肝脏”、主掌呼吸的“肺部”、血液奔涌的“血管”等在芯片上有序运行，实验室的显微镜下，可以清晰看到在指甲盖大小的高分子材料里，微型的人体“器官”正被孕育和培养出来。
12月9日，在位于江北新区南京生物医药谷的“东南大学器官芯片大厦”内，全国高校区域技术转移转化中心南京生物医药分中心相关负责人吴昊博士介绍，人体器官芯片已成为国际生物医学领域技术前沿争夺焦点，随着“东南大学器官芯片大厦”在江北新区落地揭牌，器官芯片的研发与生产将成为南京发展生物医药产业的又一重要布局。
毫米级器官芯片，可模拟人体“试药”
显示屏上，一个迷你“心脏”正有力跳动，鼠标选中，旁边会自动显现它的各项数据……这样的画面，出现在全国高校区域技术转移转化中心南京生物医药分中心转化平台的一间实验室里。这个“心脏”其实是一个器官芯片，大小只有几毫米，功能却与真实心脏无异。
这也正是这间实验室的主人公——东南大学器官芯片研究院院长顾忠泽教授及其团队一直以来攻关的事情。
“简单理解，器官芯片就是在体外培养一个微小的人体器官，它的功能跟人体内器官是一致的。”顾忠泽说，通过这个器官芯片，可以进行药物筛选、药效评价等实验，既能进一步降低实验动物模型成本，也能更加贴近人源反应。
记者在现场看到，器官芯片并非传统意义上的芯片，它没有线路，只有流体流动的通道。通道内装满溶液，溶液把器官细胞包裹起来，在进行药物筛选或药效评价等实验时，药物通过溶液的流动和器官细胞进行接触。
在器官芯片技术诞生之前，新药研发试验必须通过模式动物来进行，比如小鼠、猴子等，现在，药企有了新选择。
吴昊表示，对于药物研发而言，器官芯片对现有的药物研发体系是一个很好的补充，“最重要的是可大幅降低研发成本。以往药物正式上市前，要通过大量的临床前和临床研究，长周期及高成本意味着，一旦研发失败代价是巨大的。现在有了器官芯片技术，在临床前阶段可以更高效地排除‘错误答案’。”
双向奔赴，让新药研发更加精准高效
在新药研发领域有着“3个十定律”，即研发一款新药，平均需要十年的时间、十亿美元的投入、百分之十的成功率。器官芯片作为国际上竞相发展的前瞻性技术，将给新药研发企业带来颠覆性改变。
南京生物医药谷作为南京发展生物医药产业重镇，集聚了近千家企业，其中研发型企业占比偏高。“事实上，所有的药物研发都涉及临床前试验，随着‘东南大学器官芯片大厦’落户药谷，将进一步完善创新药物研发链条。”吴昊说。
药谷园区内，有着一家专业从事模式动物研发的企业江苏集萃药康生物科技股份有限公司（以下简称集萃药康），该企业建立了亚洲最大的基因工程小鼠资源库，拥有小鼠品系近2.2万种，并已成功上市。“东南大学器官芯片大厦”的落户，和集萃药康形成了很好的补充，将进一步完善药谷园区产业生态。比如某一家企业研发新药，有了小鼠的实验数据，还可以在器官芯片上做试验，获得的数据将更加精准。
在顾忠泽看来，南京生物医药谷产业生态完善，上下游企业众多，能够为团队继续开展应用研究提供丰富的资源，“来到这里不久，已经与很多企业有合作意向了。”
这无疑是一个双向奔赴的过程，也将实现合作双赢的结果。一方面，企业在“家门口”就能购买到产品、享受到服务；另一方面，企业提供的大量需求，会促进器官芯片数据不断丰富与完善，让新药研发更加精准高效。
与人工智能融合，赋能生物医药产业
近期刚刚揭牌的“东南大学器官芯片大厦”位于药谷的产业集聚区，为一幢12层的建筑。
“载体已经有了，团队正在做相关规划，预计明年年中投用。”东南大学器官芯片研究院项目推进组负责人伍晓月介绍，大厦将分阶段启用，各个阶段的目标都已明确，接下来的重点工作是引进和孵化，将把“东南大学器官芯片大厦”建设成为器官芯片和人工智能融合发展新高地。
谈及器官芯片和人工智能的融合，伍晓月表示，器官芯片的研发与应用会产生大量数据，这些数据的收集、整理和分析与人工智能息息相关，“我们希望器官芯片和人工智能可以更好地赋能生物医药产业。”
除了科研载体，东南大学也在器官芯片技术标准领域持续发力。前不久，我国首个器官芯片领域国家标准《皮肤芯片通用技术要求》正式发布。该标准就是由顾忠泽团队牵头完成起草，由南京市食品药品监督检验院、南京市计量监督检测院参与制定。
伍晓月介绍，东南大学是国内最早从事器官芯片研究的高校之一，十多年来已经产出了一些标志性的技术与成果，“此次与南京江北新区合作，还将共同建设一个高标准的公共服务平台，面向全市、全省乃至全国的药企，形成1+1＞2的效应。”
根据协议，江北新区与东南大学将共同推进器官芯片研究院科技成果转化平台建设，聚焦器官芯片前沿技术研发、应用开发、成果转化及产业项目引进，打造器官芯片领域成果转化及产业创新生态圈。
