江苏南京：复制“替身”体外试药 助力肿瘤精准治疗

AI+类器官芯片技术在宁落地

复制“替身”体外试药 助力肿瘤精准治疗

□南京日报/紫金山新闻记者 张安琪

对肿瘤患者来说，如何尽快找到对其有效的肿瘤化疗方案至关重要。“我们目前在研项目‘拉夫科技’，即AI+类器官芯片技术，可以在治疗前帮助患者精准筛选药物。”3月12日，站在零壹人工智能科技研究院的实验室玻璃窗外，项目研发负责人祁婉舒博士指着正忙着培养类器官的实验人员说道。

零壹人工智能科技研究院是由中国（南京）软件谷、国家高新技术企业轻盈科研、英国国家一级实验室——拉夫堡大学设计实践研究所院士团队共同发起建设的新型研发机构。AI+类器官芯片研发与产业化“拉夫科技”项目，是正孵化的前沿科技项目，已获科技部及省级科技项目立项，相关研发与产业化公司“芯潮澎湃”已完成备案基金千万级天使轮融资。

类器官结构从“铺路石”变“小山”

成为“替身”，为肿瘤患者试药

“AI+类器官芯片，涉及多种技术跨界融合，包括AI技术，用于自动化操作、筛选药物；类器官技术，可体外培养迷你器官或组织；器官芯片，精确控制多个系统参数，从而模拟人体器官的复杂结构、微环境和生理学功能。”研究院副院长、拉夫堡大学教授张方今博士介绍，研究院通过自研技术将它们有效结合，应用到疾病建模、毒性测试、高通量药物筛选、药物评价、药物适应证拓展、肿瘤精准治疗、再生医学等场景上。

曾在哈佛医学院附属医院类器官中心工作多年的祁婉舒进一步解释，类器官是一种与体内来源组织在病理学、分子生物学和遗传学特征上均具有较高一致性，且能够在体外长期培养的具有三维结构的细胞培养产物。以前主要的体外建模方式是二维细胞系模型，培养出来的细胞结构较为简单，像“铺路石”。而应用类器官技术+器官芯片技术，培养出来的类器官像“小山”，具有一定的器官功能，也更接近体内真实环境。

比如，研究人员可从肿瘤患者体内提取肿瘤细胞，在体外培养成类器官后，直接以类器官对市面上的肿瘤治疗药物进行测试和筛选，确定哪些药物对患者有效，再让药物“上战场”，实施精准个性化治疗。

AI+类器官芯片技术还可助力新药研发。祁婉舒介绍，在一款候选药物成为新药以前，需要进行包括药物吸收、分布、代谢、排泄、功效和毒性研究在内的临床前研究。不过，由于动物与人类在病理、生理上都存在较大差距，动物试验很难完全反映药物在人体内的毒性、有效性。另外，有些疾病没有办法在动物身上建模，这给相关药物的研发带来了极大挑战。“AI+类器官芯片技术，可做到许多动物试验无法做到的事情，给予开发者更准确的参考，比如这个药物的有效性、是否存在毒理风险等。”

据相关报告数据，2027年左右，北美类器官及器官芯片市场规模将达40亿美元以上。随着新的药物研发管线不断涌现，临床和患者对个体化治疗的需求日益增加，类器官和器官芯片的市场空间将持续增长。

搭建类器官样本库

已与众多科研院所、创新药企建立合作

“这个技术已经落地产业化了，我们在全国构建了3个标准化实验室，和数十家科研院所及创新药企围绕临床研究、新药研发等方面建立了稳定合作关系。”研究院高级商务总监郝艳鹏介绍，目前，研究院已孵化成立AI+类器官芯片研发+产业化公司——芯潮澎湃，成功构建出近20种不同种类、近千例肿瘤类器官和正常组织类器官，推出了自主开发的多款类器官培养基，建立了多癌种的肿瘤类器官（PDO）及肿瘤类器官异种移植模型（PDOX）体外—体内药效检测体系。

当下，芯潮澎湃的重心是抓紧建立完善类器官样本库，布局开发肿瘤类器官药物筛选平台、IPSC诱导的正常组织类器官药物评价平台等多项核心技术平台。

郝艳鹏也坦言，从落地产业化到真正实现市场广泛应用，仍有很长一段路要走。“成本高昂是制约广泛应用的一大因素。对医院、科研院所和创新药企来说，新方式、新技术也需要一个接受过程。”

“可以预见，随着技术的更新迭代，相关评价标准将日趋完善，临床应用也将逐渐普及。”郝艳鹏认为，通过推动企业作为创新主体与科研机构良性互动，在临床医生、生物学家和工程师的跨学科努力下，这一新技术普遍惠及肿瘤患者或指日可待。

看好南京生物医药产业

孵化落地一批技术成果

截至目前，研究院已落地一批技术成果，孵化引进企业40余家。2023年，研究院及孵化引进企业实现销售收入近7000万元。

在东南大学附属中大医院，不少糖尿病患者就受益于研究院孵化企业诚鼎医疗的糖尿病诊疗照护O+O新模式。这一共同照护模式在全国已覆盖250余家医院与60余家社区卫生服务中心，成功助力20余万糖尿病及哮喘患者的健康管理，并与轻盈科研的临床科研患者管理模式进行了跨界融合，诚鼎医疗已获得九安医疗战略投资。

“它就像一个全天候全流程的健康管家，帮助患者记录血糖数值、分析数据变化，提供健康教育资讯，也让医生能够更加了解患者院内院外情况。”研究院城市总监孙雷介绍，糖尿病是一种与生活方式及行为密切相关的慢性代谢性疾病，患者的自我管理和行为改善十分关键。

观测数据显示，糖尿病患者在刚进行管理时的糖化血红达标率仅有35%左右，如今则已达到76.24%。糖化血红蛋白达标，意味着能有效延缓糖尿病并发症的发生，提高糖尿病患者的生活质量，同时也能够减轻患者经济支出，在社会层面也可以减少医保支出。

据介绍，研究院与中国医学科学院相关研究所就类器官芯片的相关研发项目正在稳步开展中。“不少技术的产业化，都有赖于南京合理的产学研构架，科技部门、医院、研究所和医药企业对科技成果转化的支持。”张方今表示，比如，研究院和很多在宁高校、创新药企达成了战略合作。作为新研机构，研究院多次在市级新研绩效考核中获评优秀，获得资金和政策支持。

在国外工作生活多年的张方今十分看好南京发展生物医药产业。她表示，接下来，研究院将持续利用平台资源，引进及孵化AI+生物医疗领域的优质项目，打造数字医疗+医疗创新研发的产业链布局，为南京生物医药产业高质量发展、建设具有全球影响力的产业科技创新中心主承载区贡献力量。