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类器官替代动物试验的时代真的来了吗？

美东时间1月10日，Science以《FDA no longer needs to require animal tests before human drug trials》为题在线刊发了新药物无需在动物身上进行测试即可获得美国食品和药物管理局（FDA）批准的法案分析文章[1]，小翌也第一时间看了该篇文章的全部内容。

图源：哈佛大学怀斯研究所[2]

该报道介绍了人体药物试验前的动物试验的详细历史和背景，但文章也指出该项法案的批准标志着潮流的缓慢转向，而不是一场将在一夜之间重塑药品审批流程的海啸。首先，尚不清楚这项新法律将在多大程度上改变FDA的态度。尽管这项立法允许FDA在不进行动物试验的情况下批准一种药物进行人体试验，但并没有要求它这样做。其次，FDA的毒理学家都是以保守著称，他们更喜欢动物试验，部分原因是他们允许在动物被安乐死后检查药物对每个器官的潜在的毒性。

其实，早在2022年9月29日，美国参议院就通过了由参议员 Rand Paul和 Cory Booker共同发起的FDA（food and drug administration）现代化法案（FDA Modernization Act 2.0），法案取消了1938年《Food, Drug, and Cosmetic Act》(FDCA) 中的规定所有药物都必须在动物身上进行测试以排除毒性。值得注意的是该法案并未终止动物试验，但它现在允许药物开发商在可行的情况下使用替代方法。此次，也只是美国立法的正常流程。

在过去几年中，临床前和临床优化的技术越来越流行。每年都有越来越多的专门从事临床前和临床优化技术开发的公司开设，甚至有更多的公司开始在研发中采用这些技术，如类器官(organoid)、AI（人工智能）都可以作为试验方案，这将为未来制药行业提供更多的方法和选择。

图表：类器官、实验室自动化、器官芯片及微流控的市场规模[3]

近年来，类器官市场呈现出显著增长趋势，无论是在研究发文还是专利申请上。在2010年~2022年期间，新进入公司的份额占到总玩家的64%。2022年第四季度，类器官开发市场价值约为1,031.384 百万美元。类器官市场在2010年至2022年这段时期的增长主要是由于类器官开发投资增加、研发增长、医疗保健支出增加以及药物研发支出增加。

图表：类器官企业的发展[3]

据统计发现，有72项注册的临床试验是与类器官在药物开发中的潜在用途研究有关。其中，最受欢迎的领域是肿瘤学，有多达80.5%的临床试验集中于开发用于癌症治疗相关的类器官。消化系统疾病排在第二位，有6.5%的临床试验是肠道和肠道类器官开发，其他领域的占比较低。

图表：基于类器官的临床试验（按治疗领域）[3]

但我们也要清醒的认识到，新技术类器官和类器官芯片能在多大程度上完全替代动物试验，还有待观察，因为类器官或类器官芯片属于新型技术，尚有很多问题有待解决，例如：

① 血管化方面，在所有的类器官研究中，脑类器官应该是最为特殊的，不仅因为其临床样本的珍贵性，还由于其重要的临床价值。但，脑类器官的开发并不顺利，主要的障碍在于脑类器官系统缺乏体内脑组织的微环境、神经元回路、血管和免疫系统等。

② 免疫化方面，免疫治疗的兴起极大推动了肿瘤研究的发展，由于种属特异性、人源化体系的复杂性、免疫系统的部分或无效重组建等问题，致使免疫肿瘤模型面临着巨大的挑战，临床上迫切需要能够用于个体化验证疗效的体外模型。类器官的出现给肿瘤免疫治疗提供了新的契机，然而，现有的类器官中缺乏免疫细胞限制了其发展。

③系统化方面，许多疾病的发生都是多器官系统共同作用完成的，而传统的单个类器官虽然能够较为真实的模拟体内单个器官的环境，但是对于多系统发生的疾病，仍然存在一定的缺陷。因此，构建多系统协同作用的类器官就成为解决这个问题的一个研究方向。[4]

近年来，类器官芯片系统为研究多器官疾病发生提供了新的研究策略，并填补了单个类器官无法模拟多系统相互作用的空白。同时，这项研究也让我们看到了结合不同的技术手段丰富类器官培养的可能发展方向。

图：肿瘤类器官芯片平台[3]

在我国，2021年，类器官技术被列为“十四五”国家重点研发专项[5]，作为疾病模型，相比于传统2D疾病模型，类器官在阐明疾病的发展、稳态性和发病机理等与体内环境更加接近，在多领域将发挥重要，诸如细胞治疗、药物研发、基因工程、免疫研究、组织再生等领域。基质胶作为类器官和3D培养的重要载体，在其中发挥着举足轻重的作用。Ceturegel®基质胶不含LDEV（乳酸脱氢酶增高病毒），超低内毒素含量，并全部经过支原体检测保证无支原体污染，包括基本浓度、高浓度、低生长因子等不同类型基质胶。

“路漫漫其修远矣，吾将上下而求索”，虽然类器官研究仍有许多棘手的问题需要解决，但随着新的研究者和企业不断进入该领域，更多技术突破终将把类器官技术所面临的问题一一解决，我们也期待类器官技术能为人类健康贡献更多力量。

产品选择

类型	货号	产品名称	应用方向
即用型 3-6 mg/ml	40182ES	Ceturegel® Matrix Ready-to-use，LDEV-Free基质胶	适应于细胞培养、贴壁、侵袭和迁移实验以及细胞分化等研究
基本浓度 8-12 mg/ml	40183ES	Ceturegel® Matrix LDEV-Free基质胶	适应于2D和3D培养、侵袭和迁移实验，也可以用于体内成瘤实验
基本浓度 8-12 mg/ml	40184ES	Ceturegel® Matrix Phenol Red-Free，LDEV-Free 基质胶	主要应用于需要颜色检测如荧光检测实验等
高浓度 ≥18mg/ml	40187ES	Ceturegel® Matrix High Concentration，LDEV-Free 基质胶	主要应用于如血管生成、凝胶栓塞和体内成瘤实验（对于血管生成建议基质胶终浓度要≥10mg/ml）
	40189ES	Ceturegel® Matrix High Concentration，GFR，LDEV-Free 基质胶
	40188ES	Ceturegel® Matrix High Concentration，Phenol Red-Free，LDEV-Free 基质胶
低生长因子	40185ES	Ceturegel® Matrix GFR，LDEV-Free 基质胶	主要是排除生长因子对实验的干扰。应用于与生长因子、信号通路等相关研究。无酚红的也用来做类器官培养
低生长因子	40186ES	Ceturegel® Matrix GFR，Phenol Red-Free，LDEV-Free 基质胶	主要是排除生长因子对实验的干扰。应用于与生长因子、信号通路等相关研究。无酚红的也用来做类器官培养
干细胞用	40190ES	Ceturegel® Matrix hESC-Qualified，LDEV-Free 基质胶	主要用于如hESC，iPSC等干细胞培养
类器官用	40191ES	Ceturegel® Matrix for Organoid culture，Phenol Red-Free，LDEV-Free 基质胶	类器官培养专用基质胶
鼠尾胶原	40125ES	Collagen, Type I , from rat tail 鼠尾胶原蛋白I（大鼠源）	侵袭和迁移。培养或分化研究
鼠尾胶原	40136ES	Cebrary® Collagen, Type I , from mouse tail 鼠尾胶原蛋白I型（小鼠源）	侵袭和迁移。培养或分化研究

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产品名称	产品编号	规格
Cebrary^® Intestinal Organoid Growth Medium (Mouse) 小鼠肠类器官生长培养基	41426ES60/76	l00/500mL
Cebrary^® Intestinal Cancer Organoid Growth Medium (Human) 肠癌类器官生长培养基	41427ES60/76	l00/500mL
Cebrary^® Gastric Cancer Organoid Growth Medium (Human) 胃癌类器官生长培养基	41428ES60/76	l00/500mL
Cebrary^® Liver Cancer Organoid Growth Medium (Human) 肝癌类器官生长培养基	41429ES60/76	l00/500mL
Cebrary^® Breast Cancer Organoid Growth Medium (Human) 乳腺癌类器官生长培养基	41430ES60/76	l00/500mL
Cebrary^® Lung Cancer Organoid Growth Medium (Human) 肺癌类器官生长培养基	41431ES60/76	100/500mL
Cebrary^® Esophageal Cancer Organoid Growth Medium (Human) 食管癌类器官生长培养基	41432ES60/76	l00/500mL
Cebrary^® Ovarian cancer Organoid Growth Medium (Human) 卵巢癌类器官生长培养基	41433ES60/76	l00/500mL
Cebrary® Pancreatic cancer Organoid Growth Medium (Human) 胰腺癌类器官生长培养基	41434ES60/76	l00/500mL

[1] https://www.science.org/content/article/fda-no-longer-needs-require-animal-tests-human-drug-trials

[2] Human organ chips for radiation countermeasure development | FDA

[3] Cancer Vaccine Q4 | Deep Pharma (deep-pharma.tech)

[4]健康号：类器官研究的“三大难点”

[5] http://www.chinazx.org.cn/i.php?id=3398

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