芯片能夠替代人體器官嗎？科學(xué)就是這么神奇
隨著AI技術(shù)的發(fā)展，“個性化醫(yī)療”在近年來頻頻被提起，“個性化”象征的“精準(zhǔn)”“高效”“智慧”使其成為改變醫(yī)療行業(yè)現(xiàn)狀的有效切入點。比如智能導(dǎo)診與患者實現(xiàn)互動，智能監(jiān)測設(shè)備幫助進(jìn)行醫(yī)療服務(wù)的追蹤和個性化定制等。那么，個性化醫(yī)療只能被AI醫(yī)療產(chǎn)品定義嗎?恐怕不然。今天，就想跟大家聊聊另一層意義上的個性化醫(yī)療技術(shù)——“器官芯片”。
化整為零，真正的“個性化”醫(yī)療
說起個性化醫(yī)療，我們腦海中首先想到的就是基因醫(yī)療，也就是以個人基因組信息為基礎(chǔ)，結(jié)合相關(guān)內(nèi)環(huán)境信息，為病人量身設(shè)計出最佳治療方案的一種定制醫(yī)療模式。
基因檢測和治療固然能為個性化醫(yī)療提供基礎(chǔ)，目前也有通過基因檢測發(fā)現(xiàn)癌癥、糖尿病，進(jìn)而采取精準(zhǔn)醫(yī)療手段延緩病情的案例，但是，從基因醫(yī)療的發(fā)展進(jìn)程來看，除少數(shù)疾病外，基因與疾病的關(guān)聯(lián)性難以確定，比如“漸凍癥”(ALS)，數(shù)據(jù)顯示，僅有少部分ALS與基因缺陷相關(guān)，而90%的散發(fā)性案例發(fā)病原因仍是未解之謎。
所以，將人體的整個基因程序列入個性化醫(yī)療的參考之列，其實是不太靠譜的。這時，器官芯片的出現(xiàn)給了人們新的參考指標(biāo)。
“器官芯片”這個概念由來已久，在2016年就被達(dá)沃斯論壇列為“十大新興技術(shù)”之一。根據(jù)中國科學(xué)院院刊的說法，器官芯片，指的是一種在芯片上構(gòu)建的器官生理微系統(tǒng)，它以微流控芯片為核心,通過與細(xì)胞生物學(xué)、生物材料和工程學(xué)等多種方法相結(jié)合,可以在體外模擬構(gòu)建包含有多種活體細(xì)胞、功能組織界面、生物流體和機(jī)械力刺激等復(fù)雜因素的組織器官微環(huán)境,，反映人體組織器官的主要結(jié)構(gòu)和功能體征。
簡單來說，就是在體外構(gòu)建一個人體內(nèi)生物學(xué)組織器官的簡化版本，只保留器官功能和人體病理生物學(xué)的特征。“器官芯片”于個性化醫(yī)療的意義在于，將人體化整為零，把對“人體”精確的診斷改換成對“器官”的精確診斷，提供更有效、更有針對性的治療。
通過利用患者來源干細(xì)胞，實現(xiàn)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞來源器官模型的工程化構(gòu)建，使個體化的疾病風(fēng)險預(yù)測、藥物藥效評價、毒理評估和預(yù)后分析更加準(zhǔn)確。目前，也有科學(xué)家利用特定病人的干細(xì)胞，構(gòu)建功能性心臟組織，模擬累遺傳性心臟病模型。
除了實現(xiàn)對人類的個性化醫(yī)療，器官芯片還有一個明顯的好處，便是藥物測試。這一點，對動物試驗的改變將是革命性的。
一直以來，人們都是通過動物來試藥，暫且不論用動物做藥物測試是否人道。從實驗準(zhǔn)確性的角度來講，盡管動物與人類共享的基因比例高達(dá)99%，但剩下的1%，仍然會造成極大的變量，從而導(dǎo)致兩個物種之間產(chǎn)生巨大的生理差異。同一種藥物，在動物體內(nèi)和人體內(nèi)的反應(yīng)可能是截然不同的。即便是極小的表達(dá)差異，也會隨著藥物研發(fā)進(jìn)程的推進(jìn)而被不斷放大，最終導(dǎo)致整個項目的失敗。
“器官芯片”因為更接近人體，能夠更加有效地用于藥物測試，10月11日，《科學(xué)進(jìn)展》上就報告了一種在微流控芯片上制作神經(jīng)元和肌肉組織的3D方法，借助這種芯片，科學(xué)家可以替“漸凍人”試新藥。
結(jié)論：
個性化醫(yī)療發(fā)展至今，已經(jīng)積累了許多的技術(shù)成果。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，我們對“個性化”“精準(zhǔn)”也提出了更多的要求，器官芯片之于人類的意義，在于人們可以真正地“對癥下藥”，而不去“損傷”其他的組織器官。隨著人們研究的深入，器官芯片技術(shù)必將廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥學(xué)等領(lǐng)域的研究中，為個性化醫(yī)療帶來更多可能。
（文章來源：搜狐科技小閱微草堂 轉(zhuǎn)載僅供參考學(xué)習(xí)及傳遞有用信息，版權(quán)歸原作者所有，如侵犯權(quán)益，請聯(lián)系刪除）