在科学探索和医学进步的道路上，实验动物一直扮演着重要角色：研究人类的生理和疾病机制、研究药物功效、研究环境因素对人类的影响等。

 

然而，在追求科学进步的同时，人们也日益关注实验动物的福祉。为了保护实验动物权益、降低实验动物使用对其造成的负面影响和提高实验效率，1959年英国《人道主义实验技术原理》中提出了“3R”概念，1964年露丝·哈里逊也在《动物机器》中提出了动物福利“五大自由”。

 

（图片来源：https://www.animalstudies.bayer.com/）

 

类器官与器官芯片技术的发展与应用为实验动物们带来福音，在动物保护与医学进步的交汇点上架起桥梁，连接起了科研深度与人文关怀。

 

“人体器官芯片”是近年来诞生的一项变革性生物医学技术，它能够在体外构建出人体器官微生理系统，模拟出人体不同组织器官的主要结构功能特征和复杂的器官间联系，在药物筛选、疾病模型构建、个性化医疗、特殊医学研究等领域“以身试药”，补充或替代动物实验数据，能够很好地减少对活体动物实验的需求。

 

 

Azeliragon是一种口服小分子药物，最初被开发用于治疗阿尔茨海默病，但是在三期临床试验中未能证明有效。为了明确Azeliragon新的适应症，研究人员使用肺器官芯片模拟人类肺部组织的功能结构以及呼吸运动，并重现了流感病毒对肺泡上皮、尤其是AT2细胞的感染。通过肺器官芯片模型，研究证实了azeliragon作为RAGE抑制剂可以减弱病毒感染对下游炎症因子的激活。这一结果被提交给FDA的pre-IND会议，最终azeliragon被批准用于预防COVID-19患者细胞因子风暴和肾衰的临床研究，且已进入临床三期研究。

 

研究人员利用肺泡芯片模型研究病毒对感染的过程。研究发现肺泡的呼吸运动可以抑制流感病毒（红色）对肺泡上皮细胞的感染。

 

慢性自身免疫性脱髓鞘神经病是一类罕见的神经肌肉疾病，因缺乏有效模拟疾病症状的动物模型，研究人员使用神经元和施旺细胞构建了针对两种自身免疫性脱髓鞘神经病——慢性炎症性脱髓鞘多发性神经病（CIDP）和多灶性运动神经病（MMN）的器官芯片，通过这一器官芯片模型，得出补体抑制剂对自身免疫性脱髓鞘具有治疗作用的数据结论。赛诺菲将sutimlimab已获得的安全性数据，与利用器官芯片获得的疗效数据结合，向FDA递交了治疗新适应症的IND申请。目前这项临床试验已进入二期临床试验。

 

模拟罕见脱髓鞘疾病的器官芯片

 

恒瑞医药HRS-1893片通过特殊机制抑制心肌过度收缩，拟用于治疗肥厚型心肌病以及心肌肥厚导致的心力衰竭。这项研究的体外筛选工作是基于艾玮得生物器官芯片技术，结合艾玮得自主研发的类器官/器官芯片智能分析系统对心肌球进行观察与分析，评价药物对心脏类器官芯片收缩振幅及钙瞬变峰值的影响，累计共筛选9批次上百个化合物，高效地为后期的体内药效实验找到了候选分子。目前恒瑞医药HRS-1893片已获批开展临床试验。

 

心脏类器官标志物共聚焦

 

艾玮得类器官/器官芯片智能分析系统对心肌球进行收缩模式检测

 

在世界范围内呼吁减少动物实验的背景下，类器官与器官芯片技术为这一理念提供了实际的解决方案。它不仅符合科学发展的趋势，更迎合了社会对于道德和伦理的要求。期待更多行走于医学探索道路上的学者，与艾玮得生物一起，共同推动类器官与器官芯片技术的发展，让这座桥梁成为保护动物福利、促进科学进步的重要支撑。

 

1、Bai H, Si L, Jiang A, Belgur C, Zhai Y, Plebani R, et al. Mechanical control of innate immune responses against viral infection revealed in a human lung alveolus chip. Nat Commun. 2022 Apr 8;13(1):1928. doi:10.1038/s41467-022-29562-4. PMID:35396513
2、Rumsey JW, Lorance C, Jackson M, Sasserath T, McAleer CW, Long CJ, et al. Classical Complement Pathway Inhibition in a “Human-On-A-Chip” Model of Autoimmune Demyelinating Neuropathies. Adv Ther (Weinh). 2022 Jun;5(6):2200030. doi: 10.1002/adtp.202200030. PMID: 36211621