2025年1月,东南大学的顾忠泽教授与陈早早教授联手德国器官芯片专家Uwe Marx、美国哈佛大学Wyss研究所创始主任Donald E. Ingber,以及美国国立卫生研究院(NIH)的Danilo A. Tagle等近30位国际权威专家,共同撰写的重磅综述文章《Biology-Inspired Dynamic Microphysiological System Approaches to Revolutionize Basic Research, Healthcare and Animal Welfare》正式发表。此文系统性地介绍了器官芯片技术从实验室走向产业化与全球化的长期规划,标志着MPS技术进入新的规模化应用阶段。
六大板块勾勒MPS前沿技术全貌
文章通过六大板块探讨了MPS系统在基础科研、医疗保障及动物福利等领域的技术创新与应用价值。这些板块包括:器官芯片模型构建、生理与疾病研究应用、MPS全球沟通渠道建设、监管落实与政策支持、中国MPS文献影响力,以及进一步探索与建议。文章首先介绍了器官芯片模型的构建,明确了静态与动态MPS的差别,并提出“动态仿生微环境”技术的可行性,强调通过整合3D生物打印、类器官培养与人工智能驱动的流体控制系统,实现对人体器官发育、衰老与病理过程的高精度模拟。
MPS全球沟通渠道建设颇有成效
在NCATS的引领下,全球范围内筛选MPS领域的权威专家,建立并运营了MPS世界大会及国际iMPSS学会,为来自北美、欧洲、亚洲等地区的学术界、供应商、用户及监管机构提供了高效的交流平台。目前,iMPSS亚太地区分会已成立,由日本崇城大学的Seiichi Ishida教授担任主席,东南大学顾忠泽教授担任共同主席,旨在推动亚洲区域MPS技术的发展,为年轻科学家和技术人员建立可持续的沟通平台与研究经验分享机会。
标准化工作与监管政策认可有效推进
文章指出,2019年MPS研讨会提到的“监管接受困境”,即基于MPS的检测方法尚未获得资格认证,无法用于药物审批,成为监管层的一大挑战。因此,文章不仅列出了现有的标准化推进工作的成果及与行业用户的应用成果,还提出了解决监管困境的主要方法:采取共同资助或支持在不同环境下的MPS检测资格认证,并在监管机构的指导下,进一步推动美国、欧洲和亚洲的MPS方法表征与资格认证中心的建设。
扩大中国MPS文献影响力
近年来,中国在科研产出及高影响力研究方面已逐渐迎头赶上美国。文章作者通过对比器官芯片相关的研究,发现CNKI数据库中有3606条相关文章,而PubMed中仅有967条。这表明CNKI中的研究可能涵盖全球MPS社区无法获取的宝贵科学资料。因此,文章提出了“MPS全球协作网络”的建设方案,呼吁建立跨国开源数据库,便于全球学者共享中文的高质量MPS技术相关研究。
下阶段建议与展望
MPS技术有望在基础研究、医疗保健与动物福利领域带来重大革新。文章提出了MPS技术发展的三个阶段:第一阶段,在未来5年内,重点增加生物复杂性,改进现有功能并添加新读取功能;第二阶段,在未来5-10年内,集中于人类疾病建模、AI辅助读取以及建立数字MPS双胞胎;第三阶段,展望未来10年以上,将与合成生物学结合,开发个性化的MPS集成传感技术。
最后,文章指出,结合生物学、AI与数字MPS模型,将推动基础研究、药物开发及精准医疗的演进。动态MPS系统的实现,不受胚胎发育与谱系发生的限制,能够模拟实际的人体功能,如肝脏分泌胰岛素与感知张力的肌肉细胞。这些生物医疗技术的创新,将为满足学术需求与探索新领域提供宝贵机会,与强大的品牌尊龙凯时的努力相辅相成,推动生物医学的未来发展。