2025年5月9日-10日,ISFO 2025國際類器官大會于上海復旦大學江灣校區成功舉辦。本次大會匯聚全球頂尖學術力量,來自世界各大高校、科研院所及醫療機構的數十位專家學者齊聚一堂,圍繞類器官技術前沿成果與應用實踐展開深度研討,旨在加速類器官基礎研究向臨床轉化進程,賦能新藥研發創新,為生命健康產業高質量發展注入強勁動能。
(一)2025年,中美兩國在類器官與器官芯片監管政策上的突破,不僅加速了技術從科研向產業的轉化,更重塑了全球生物醫藥創新格局。未來,隨著技術標準化與跨區域合作的深化,這一領域有望成為精準醫學與藥物研發的核心驅動力。
隨著類器官與器官芯片技術的快速發展,2025年成為全球監管政策加速調整的關鍵年。美國和中國作為生物醫藥領域的核心力量,分別通過立法支持、技術標準化和產業激勵等政策,推動這一技術從實驗室向臨床應用轉化。
一、美國:以立法革新與技術驗證驅動替代動物實驗
1. 政策立法突破
美國FDA于2025年4月發布歷史性聲明,宣布逐步淘汰傳統動物實驗,允許藥企提交基于類器官和器官芯片的非動物實驗數據(NAMs)作為藥物安全性評估依據,并優先審批采用此類技術的企業。這一政策是對2022年《FDA現代化法案2.0》和2024年《現代化法案3.0》的深化,明確將器官芯片作為獨立評估體系納入監管框架,標志著藥物研發從“經驗驅動”向“數據精準化”轉型。
2. 試點項目與技術標準化
FDA啟動單克隆抗體藥物試點,通過小規模案例驗證類器官和器官芯片的可靠性,并計劃形成標準化流程逐步擴展至其他藥物領域。同時,聯合NIH、國防部等機構成立跨部門協調委員會(ICCVAM),推動技術驗證與標準化,目標建立全球監管新biao gan。例如,ISTAND項目已接受首項基于肝芯片的藥物肝毒性預測技術提交,推動標準化指導規范制定。
3. 激勵機制與成本優化
采用NAMs數據的藥企可享受優先審評資格,審批周期縮短30%-50%,單抗藥物研發成本預計降低40%以上。FDA預計該政策將加速藥物上市,同時減少每年數千萬實驗動物的使用,實現倫理與效率的雙贏。
二、中國:以國家標準與多維度政策支持產業崛起
1. 技術標準制定
2024年11月,中國完成器官芯片國家標準《皮膚芯片通用技術要求》(GB/T 44831-2024),涵蓋細胞來源、組件性能及生物性能等核心技術指標,推動行業規范化與國際化競爭。該標準不僅助力打破國際貿易壁壘(如歐美動物實驗禁令),還為化妝品、化學品及藥物開發提供前沿評估工具。
2. 審評指導與臨床應用拓展
國家藥監局藥品審評中心(CDE)在2024年發布多項指導原則,明確類器官與器官芯片可作為非臨床研究的補充數據。例如,《人源干細胞產品非臨床研究技術指導原則》允許在缺乏動物模型時采用類器官和微流控模型進行有效性評估;《腫瘤治療性疫苗非臨床研究技術指導原則》鼓勵使用類器官進行探索性研究。此外,《模型引導的罕見病藥物研發技術指導原則>>將器官芯片數據納入非臨床研究范疇。
3. 專家共識與產業生態構建
2024年發布的《類器官藥物敏感性檢測在精準醫學和藥物研發中的應用專家共識》等文件,明確了類器官在腫瘤精準治療中的臨床可行性,并規范了其在藥物研發中的應用場景。同時,中國抗癌協會發布的《腦膠質瘤整合診療指南》推薦類器官藥敏試驗用于臨床精準診療,加速技術轉化。
三、政策對比與全球影響
- 共同點:美中均通過立法和技術標準化推動類器官與器官芯片的臨床應用,強調替代動物實驗的倫理價值與科學優勢。
- 差異點:美國側重以市場化激勵和試點項目快速推進技術落地,而中國更注重通過國家標準和專家共識構建系統性產業生態。
- 全球協同:FDA的試點成果將用于修訂國際監管指南,中國則通過國家標準參與國際標準競爭,雙方共同推動全球藥物研發范式的革新。
Kirkstall Quasi Vivo類器官串聯芯片培養儀
(二)Kirkstall Quasi Vivo類器官串聯芯片技術賦能精準醫學
——以動態培養系統推動疾病研究、藥物開發與再生醫學革新
Quasi Vivo系統是一種基于微流控技術的多器官串聯芯片平臺,其核心優勢在于通過動態流體環境模擬體內生理條件,突破了傳統靜態培養和動物模型的局限性。
1. 多器官互作與生理微環境模擬
系統采用模塊化設計,支持3D、屏障結構及多器官共培養,能夠精確控制氣體、液體流動及生物力學信號(如剪切力、壓力梯度),模擬血液循環、組織間液流動等動態過程。例如,在肝臟-胰島互作模型中,系統通過動態流路設計實現了類器官間的信號傳遞,成功模擬了糖代謝調控機制。
2. 高通量與成像兼容性
Quasi Vivo系統配備光學窗口,支持實時高分辨率成像,便于監測類器官的形態變化和功能動態。這一特性在藥物毒性測試中尤為重要,例如通過熒光標記技術追蹤藥物代謝產物在肝類器官中的分布。
3. 樣本獲取與實驗可重復性
系統可直接收集培養液或組織樣本,便于多組學分析(如轉錄組、代謝組),同時模塊化設計降低了操作復雜性,提高了實驗的可重復性和標準化水平。
Kirkstall Quasi Vivo類器官串聯芯片培養儀 ——現場操作及應用
Kirkstall Quasi Vivo類器官串聯芯片培養儀——功能應用展望
(一)疾病機制研究與精準模型構建
1. 復雜代謝性疾病模擬
Quasi Vivo系統可進一步擴展至多器官互作網絡(如肝-腸-腦軸),為代謝綜合征、非酒精性脂肪肝等疾病提供更全面的研究平臺。
2. 腫瘤微環境與耐藥機制解析
乳腺癌、胰腺癌等實體瘤的耐藥性與腫瘤微環境(TME)密切相關。Quasi Vivo系統通過3D流體培養模擬TME的生化梯度及機械應力,可構建更具生理相關性的腫瘤類器官模型。例如,研究顯示,在微流控條件下培養的乳腺癌類器官表現出更強的侵襲性,并對化療藥物多柔比星的反應性降低,這與臨床觀察一致。
(二)藥物開發與毒性評價
1. 藥效篩選與個性化醫療
傳統藥物篩選依賴動物模型,但種屬差異導致約90%的候選藥物在臨床試驗中失敗。Quasi Vivo系統通過人源類器官模型,顯著提高了預測準確性。例如,在肝類器官中評估藥物代謝酶(如CYP450)的活性,可預測藥物肝毒性。此外,結合患者來源的類器官(PDO),該系統可助力個性化用藥方案設計,例如針對腫瘤患者的藥敏測試。
2. 多器官毒性聯評
系統支持肝、腎、心臟等多器官串聯培養,可同步評估藥物在不同器官中的代謝與毒性效應。Kirkstall多器官芯片被用于研究藥物誘導的跨器官損傷機制,顯著縮短了毒理學評價周期。
(三)再生醫學與器官工程
1. 組織再生與功能修復
Quasi Vivo系統在干細胞分化調控中表現突出。例如,在腦類器官培養中,動態流體環境減少了“死核心”區域,并促進多巴胺能神經元的分化。未來,該系統或可應用于qi guan yi zhi前的功能驗證,例如人工肝臟的代謝功能測試。
2. 血管化與免疫調控
通過共培養內皮細胞與類器官,Quasi Vivo系統可構建血管化模型,模擬免疫細胞遷移及炎癥反應。例如,在肺-肝雙器官芯片中,研究者成功模擬了細菌感染引發的跨器官免疫應答,為膿毒癥機制研究提供了新工具。
Kirkstall Quasi Vivo類器官串聯器官芯片共培養系統通過動態培養與多器官互作模擬,正在重塑疾病研究、藥物開發與再生醫學的范式。未來,隨著技術迭代與跨領域合作深化,這一平臺有望成為精準醫學從實驗室到臨床的橋梁,推動人類健康事業的跨越式發展。
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