产业漫谈 | 第19期 类器官技术及产业进展（下篇）

在产业层面，由类器官行业鼻祖Clevers H创立的Hubrecht Organoid Technology（HUB）是类器官领域最早的研发中心，该中心的技术授权促进了Epistem（已被Foresight收购）、Cellesce、Crown Biosciences、STEMCELL Technologies等在内一批布局类器官技术企业的涌现。当前，国外有名的类器官公司，从高校研究所衍生而出的公司占多数，技术来源非常清晰，诸如Emulate、Mimetas、TissUse、Hesperos等。

与此同时，制药巨头纷纷布局类器官领域，2015年以后，强生、默克、阿斯利康、辉瑞、赛诺菲、百时美施贵宝等20余家跨国公司通过购买产品、合作授权以及投资等形式入场，推动了类器官芯片从概念走逐步走向商业化。其中，赛诺菲在这一赛道处于领先地位，全球首款基于在人类器官芯片研究中的临床前疗效数据获FDA批准开展临床的新药便是来自赛诺菲及其合作公司Hesperos。此外，2023年5月，罗氏于宣布成立人类生物研究所（Institute of Human Biology，IHB），请来了类器官的鼻祖Clevers H教授领衔，成为跨国公司中首个重金押注该技术的医药巨头，重点推进类器官等人体模型系统领域的研究。

Emulate是一家位于美国波士顿的私人控股公司，成立于2014年，诞生于哈佛大学Wyss研究所。Emulate提供的是一种更集成的解决方案，它推出的“人体仿真系统”是由器官芯片、硬件和软件应用程序等组成的、高度标准化的器官芯片平台，被誉为颠覆药物研发流程的“尖刀技术”。目前Emulate的器官芯片包括大脑芯片、结肠芯片、十二指肠芯片、肾芯片、肝脏芯片、肺芯片等。除器官芯片外，系统中包括“Zoë培养模块”、配件和分析软件。2015年，强生首次购买了Emulate的血栓芯片，以检测其在已上市或正在开发的药物中的凝血性能。罗氏利用Emulate的“人体模拟系统”研发新药，并利用患者衍生细胞和相应芯片测试患者或患者群体对药物的反应，从而促进个体治疗。武田将Emulate的肠芯片用于胃肠疾病的研究和开发。阿斯利康将Emulate类器官芯片技术纳入阿斯利康的IMED药物安全实验室。2020年，Emulate与FDA合作，使用其肺模型芯片评估新冠感染过程中的自体免疫效应和新冠疫苗的安全性。FDA还计划与Emulate合作解决包括使用脑芯片模拟阿尔茨海默病、使用肝芯片预测患者对药物的适应性等问题。

荷兰企业Mimetas，成立于2013年，致力于利用器官芯片细胞培养模型改变药物发现和开发方式。Mimetas开发了名为OrganoPlate的技术平台，这是一种微流控3D组织培养板，一个板可支持96个组织模型。通过利用一种名为PhaseGuide的专利液体处理技术，OrganoPlate能够让细胞在通道间自由交互和迁移，以及针对细胞外基质、优化的微环境以及灌注的管状组织实现无膜共培养。该公司已与多个全球Top20的药企合作，并在器官芯片销售数量方面处于行业领先地位。Mimetas目前生产出可直接将384孔板设计成芯片以进行高通量筛选的产品，并拥有后续摄像及分析设备和软件。

英国企业CN Bio，成立于2008年，致力于研发疾病器官芯片模型，目前已成功开发出非酒精性脂肪性肝炎和乙肝病毒感染新模型。在2016年，CN Bio从原本从事的生物芯片和3D细胞培养业务进入了器官芯片赛道，并支持肿瘤学、传染病、代谢和炎症等方向的体外研究。主要产品有PhysioMimix单器官系统和PhysioMimix多器官系统，将3D肿瘤模型置于PhysioMimix系统中，可以模拟人体药代动力学环境，有助于提高肿瘤药物研发成功率；PhysioMimix COVID-19 Assays，可用于研究新冠肺炎的感染机制，以及药物筛选、药物反应、宿主-病原体相互作用和免疫反应。目前，FDA正在与CN Bio开展合作，使用PhysioMimix OOC微生理系统来评估体外肝芯片模型对左氧氟沙星和肝脏毒性药物曲伐沙星的药效反应。FDA药物评估和研究中心计划评估其他单器官系统，例如肾脏芯片系统和CN Bio的Lung-on-a-Chip平台。

德国企业TissUse，成立于2010年，业务领域包括产品⼀设备（自动化设备可以同时运行24个芯片），芯片平台（几乎所有的芯片都有）服务⼀药物筛选服务、精准医疗。TissUse开发了一种“Human-on-a-Chip”的技术平台，用于加速制药、化学、化妆品和个性化医疗产品的开发。这项技术是有史以来、第一次使用人体组织在芯片上以提供临床前研究、并预测化学物质及其代谢对模型的影响的技术。TissUse还开发了专有的商业化MOC（Multi-organ-chip）技术平台，这是一种微流体微生理系统，能够维持和培养微型器官等效物，长期模拟它们各自对应物的生物学功能。这项技术可在尽可能小的生物尺度上模拟多个人体器官在真实生理环境中的活动。目前，MOC平台支持从单一器官到复杂多器官的培养，甚至已经可以做到四器官培养，提供的器官模型涵盖了肝脏、肠道、皮肤、脉管系统、神经元组织、心脏组织、软骨、胰腺、肾脏、甲状腺、毛囊、肺组织、脂肪组织、肿瘤模型和骨髓等，现在还在开发更多的器官模型。

在国内，类器官还是一个新赛道，技术与商业化运作都还处于追赶国外公司阶段，产业集群尚未完全形成，但近些年确实已经涌现一批创新公司，积极推动类器官产业化。国内头部药企百济神州、恒瑞医药开始布局类器官技术。早前百济神州与创芯国际签署战略合作协议，共同建立类器官新药研发技术平台。恒瑞医药的医学转化部门也开始将目光放在类器官药物研究方面。

近年来，国内类器官行业发展迅速，2016～2021年成立的类器官企业已超过20家，陆续落地于北京、广州、上海、苏州、杭州等城市（图7）。随着中国基础科研积累的提升以及包括政府、资本等多方力量的助力，国内类器官产业化的进程将进一步加速，未来可看到更多类器官企业的涌现。

北京大橡科技有限公司成立于2018年11月，是中国领先的研发和生产人体类器官芯片的高科技公司，致力于推动和引领类器官芯片在新药研发、疾病建模和个体化精准医疗等领域的广泛应用。大橡科技正在研发的类器官芯片是将类器官与器官芯片结合的创新技术平台。相比传统的2D/3D细胞系模型、动物模型，大橡科技类器官芯片能够更好的模拟人体组织/器官的生物化学和物理微环境，真实再现体内器官的诸多关键生理特征，具有更好的临床一致性，一定程度上解决了临床前模型种属差异导致的数据准确率低的行业痛点。截至2022年11月14日，大橡科技已完成了4轮融资。目前，大橡科技已经推出3款具有完全自主知识产权的国产器官芯片，已经构建包含3D细胞、屏障类、共培养等多类器官芯片模型，尤其在肿瘤方面，构建了肺癌、乳腺癌、胃癌、结直肠癌、肝癌器官模型和肿瘤相关成纤维细胞癌模型。

北京科途医学科技有限公司成立于2016年8月，致力于类器官技术研发和转化的国家高新技术企业。科途医学在类器官领域深度布局，包括上游试剂耗材研发生产、疾病模型与数据库、临床医学检验、药物发现和转化医学CRO服务等。2022年8月4日，科途医学完成数千万元人民币的新一轮融资，由方富资本投资。此次融资资金主要用于临床前毒理药理平台升级、类器官多维数据挖掘以及市场拓展。目前，科途医学已经通过类器官关键试剂、体外和体内药理服务实现了自我造血，进入加速疾病模型库和数据库建设与临床前毒理药理服务相互促进的良性循环。

创芯国际生物科技（广州）有限公司成立于2018年3月，是一家以类器官技术为核心的生物医疗企业，旗下设有中欧类器官研究院和临床第三方检测中心。创芯国际被认定为“广东省类器官工程技术研究中心”，参与了类器官相关行业标准的制定、全球首个类器官临床应用专家共识的发布。目前，创芯国际已在类器官建模、药物敏感性检测、智能自动化三个方向进行深入研究和知识产权布局，专利总数占全球类器官领域的5%，且已发表全球第一个人工智能方向的数据集，在人工智能的研发上取得了突破性进展。

丹望医疗科技（上海）有限公司成立于2019年11月，致力于将领先的类器官技术用于临床转化，包括对疾病的诊疗、新药筛选、肿瘤标志物开发与鉴定，为临床患者提供个性化的精准治疗方案，同时为药企提供“一站式”精准、高效、优质的类器官新药研发服务，是专注类器官疾病模型的平台型公司。目前，丹望医疗拥有全球领先的类器官技术创新平台，建立了肺、胰腺、乳腺、胃、肠、肝等多个人体器官正常组织与肿瘤组织的类器官培养体系，是类器官领域的先行者。2020年9月，丹望医疗宣布，国际类器官鼻祖Hans Clevers院士正式与丹望医疗签署合作协议，以联合创始合伙人和首席战略科学家身份加盟丹望医疗。

类器官技术凭借其独特的性质模拟人类发育进化和疾病研究，改变了传统体外研究模式，填补了发育生物学和精准医学的长期空白。类器官与其他生物工程技术的结合以及多种类器官方法可以用来模拟免疫细胞对肿瘤细胞的行为、代谢以及药物动力学反应等更复杂的人类生理和病理环境，为下一代类器官平台以及再生医学中的潜力开辟了道路。然而，类器官要真正地进行医学和临床应用，还将面临诸多挑战，目前类器官的培养仍有很大的改进空间，包括器官成熟度、一致性、获得性（即放大生产的可能性）和临床级操作流程等，功能性的血管系统、神经系统或免疫系统等的缺乏使得类器官还远远比不上体内模型。

总体而言，新兴的类器官技术已经对生物医学研究、个体化医学中的药物筛选以及与基因组编辑技术相结合的基因治疗等领域产生了影响，但广泛应用尚处于探索的初期阶段。随着研究的深入和技术的更新迭代，类器官技术将对改善人类生命健康，提升老龄化社会生命品质及生活质量具有重要的现实意义。

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