動物實驗在現(xiàn)代醫(yī)學與生物學中占據(jù)了極其重要的地位，但經(jīng)費以及倫理方面的爭議也使其成為很多制藥公司和研究人員心中“無法言說的痛”。不過，辦法總比困 難多，科學家們研制出了多種“器官芯片”，希望借用這些微芯片來復制人體器官的功能，使醫(yī)學和藥物實驗變得更為簡便，也避免動物實驗引發(fā)的爭議。
隨著技術的發(fā)展，“器官芯片”的作用和重要性日益彰顯，獲得了越來越多制藥公司和科學家的青睞，但也有人擔心，“器官芯片”是否“盛名之下，其實難副”，是否會重蹈很多曾經(jīng)被寄予厚望但最終卻難當重任的技術的覆轍，銷聲匿跡于技術史的故紙堆中。
“器官芯片” 鋒芒初露
“器官芯片”并不是那種利用硅電子芯片進行人體器官模擬的模擬器，而是含有真正人體活體細胞的生物芯片。到目前為止，科學家們已經(jīng)研制出了“肺芯片”、“心臟芯片”以及“腸芯片”等。
據(jù)英國《自然》雜志網(wǎng)站近日報道，現(xiàn)在很多研究人員都開始將這項“小荷才露尖尖角”的技術作為替代動物模型的一種方法；大型制藥公司更是搶先一步，開始在藥物研發(fā)中使用這些系統(tǒng)。
荷蘭生物技術公司Mimetas的聯(lián)合創(chuàng)辦人保羅·伍爾特接受《自然》雜志網(wǎng)站采訪時表示，該公司目前正同三家大型制藥公司合作，測試自己研制的“芯片腎臟”。
美國強生公司則在上個月宣布，將使用生物技術公司Emulate研制的芯片血栓塞模型對目前正在進行實驗的藥物和已經(jīng)獲得批準的藥物進行測試，以厘清這些藥物是否會導致血栓。強生公司發(fā)現(xiàn)科學全球負責人達西晏特·達納克說：“這項技術的發(fā)展真可謂一日千里，快得讓我們吃驚?！?/p>
主要用于藥物測試
“器官芯片”的支持者們表示，與在試管中培育出的平面細胞層相比，“器官芯片”是更為實用的人體模型，而且在新藥研發(fā)和測試方面發(fā)揮的作用也更大。
盡管有公司正在研制此類“器官芯片”從而模擬患病的器官，但大多數(shù)公司所做的還是進行測試，測試目前的藥物在芯片內(nèi)的表現(xiàn)與在健康的人體組織上的表現(xiàn)是否一樣。美國中佛羅里達大學的生物工程師詹姆斯·希克曼表示，任何新藥都必須在健康的人體身上進行測試，以驗證其安全性，使用試管器官或許有望消除或縮短這一過程。
全球性生物制藥企業(yè)阿斯利康的藥物安全科學家馬修·瓦格納則認為，這種芯片有望幫助公司確定藥物安全有效的劑量。如果監(jiān)管部門接受這樣的數(shù)據(jù)，這一方法最終能讓公司跳過直接在病人身上測試劑量的臨床測試部分。
其他研究人員則希望使用“器官芯片”消除動物模型和人體之間的差異。瑞士羅氏制藥公司試管安全研究部門負責人阿德里安·羅斯說，這樣的比較非常有用，羅氏公司的實驗性藥物就被發(fā)現(xiàn)可能會導致實驗鼠出現(xiàn)肝臟腫瘤。羅氏使用人和老鼠肝臟的試管模型獲得的數(shù)據(jù)表明，導致肝臟腫瘤的機制在老鼠身上是獨一無二的，如此一來，我們就必須在人體身上進行相應的研究。
同時，在醫(yī)學界也經(jīng)常遇到這樣一種情況：某種藥物通過了動物實驗，卻無法通過人體實驗，因而無法真正投產(chǎn)上市，還造成了嚴重的浪費。如果藥物研發(fā)機構直接使用“器官芯片”進行測試就可以省去動物實驗步驟，不僅可以節(jié)省大量時間和金錢，還可以避免許多動物保護方面的道德問題。
未來如何 拭目以待
但也有人很擔心，人們對“器官芯片”抱的期望太大了。羅斯說，如果它最終被證明無法達到人們過高的期望，制藥公司就會摒棄這一技術，重蹈很多曾經(jīng)“煊赫一時”但最終銷聲匿跡的技術的覆轍。羅斯強調(diào)：“作為一家制藥公司，你必須要非常務實，不要幻想這種‘器官芯片’能一下子取代所有的動物模型?！?/p>
還有其他原因讓人猶豫不決。在波士頓舉辦的大會上，盡管很多發(fā)言人通過實驗展示他們研制出的“器官芯片”對藥物的反應與人體器官一樣，證明了它們的功能。但也有人提出，“器官芯片”的使用可能會受到較大的限制。從目前看來，“器官芯片”只能植入單一類型的器官細胞，而人們利用動物進行藥物測試的一大原因是可以觀察到藥物對整個生命系統(tǒng)的作用，各種器官之間的相互作用是其中非常重要的因素，而“器官芯片”能不能進行組合實驗仍是個未知數(shù)。所以，這種新型實驗芯片未來能否真正取代動物實驗，還有待時間驗證。
即使在測試藥物方面，這種“器官芯片”可能也會遇到攔路虎。比如，當將多款“器官芯片”組合在一起時，也很難測試一種已知藥物可能對整個系統(tǒng)產(chǎn)生的影響。
不過，很多制藥公司表示，這種“器官芯片”現(xiàn)在非常先進，值得投資并進一步優(yōu)化。政府監(jiān)管部門也對此感興趣。美國國立轉化科學促進中心（NCATS）將于今年秋天召集會議，討論“器官芯片”的用法。