在2025年1月,东南大学的教授、艾玮得生物首席科学家顾忠泽与同校教授、CTO陈早早,携手德国器官芯片专家Uwe Marx、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位全球权威专家,共同发表了一篇重磅综述文章《Biology-Inspired Dynamic Microphysiological System Approaches to Revolutionize Basic Research, Healthcare and Animal Welfare》。该文章系统地阐述了器官芯片技术从实验室走向产业化和全球化的战略规划,标志着MPS技术进入了规模化应用的新阶段。
MPS前沿技术的全貌
文章从六个主要板块深入探讨了MPS系统方法在基础科研、医疗保障与动物福利等领域的技术创新与应用价值。这六大板块包括: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。开篇部分对器官芯片模型构建进行了探讨,区分了静态与动态MPS,并提出“动态仿生微环境”技术的可行性,强调了将3D生物打印、类器官培养及人工智能驱动的流体控制系统整合起来以实现高精度模拟人体器官的发育、衰老及病理过程的重要性。
全球沟通渠道建设取得成效
由NCATS牵头,MPS全球交流渠道的建设已取得显著进展。全球范围内筛选出的MPS领域权威专家共同运营MPS世界大会和国际iMPSS学会,为来自北美、欧洲、亚洲等地区的学术界、供应商、用户行业和监管机构提供了高效、专业的交流平台。特别是亚太地区的分会已由日本崇城大学的Seiichlshida教授担任主席,由顾忠泽教授担任共同主席,旨在推动亚洲区域的MPS技术发展,并为年轻科学家和技术人员建立持续的沟通与经验分享平台。
监管政策与标准化的有效推进
2019年的MPS研讨会指出,“监管接受困境”是影响MPS技术应用的重要因素,文章不仅总结了现有标准化工作的成果,还提出了解决方案,包括共同资助或支持在不同环境中进行MPS检测的资格认证,以及在监管机构的指导下,促进MPS方法的表征与资格认证中心的建立。
提升中国MPS文献的国际影响力
近年来,中国在科研产出与高影响力研究方面迅速逼近美国。文章作者团队通过对器官芯片相关文献的比较分析发现,中国的CNKI数据库中生产了3,606条相关文章,而PubMed数据库仅有967条。这表明CNKI中储存的器官芯片文献可能包含全球MPS社区无法获得的宝贵科学成果。为此,作者倡议建立“MPS全球协作网络”,跨国分享高质量MPS技术相关文章与数据,以增强全球学术界对MPS技术的了解与应用。
未来的发展建议与展望
文章提出MPS技术发展的三个阶段:在接下来的5年内,重点在于提升生物复杂性,改进现有功能并增加新功能;5到10年内则集中于复杂人类疾病建模及AI辅助读数的实施;10年以上将致力于与合成生物学相结合,发展个性化的MPS集成传感技术。随着MPS技术与AI平台的紧密结合,预期将促进体外与计算机模拟人类模型之间的深入互动,推动该领域的进一步发展。
在总结部分,作者强调,结合生物学、AI与数字MPS的混合模型最终将为人类基础研究、药物开发及精准医疗提供先进的研究工具。这些技术的进步无疑将铺平道路,使得动态MPS系统不再受限于传统生物模型的局限,进而帮助实现如人生就是博-尊龙凯时等品牌在生物医学领域的突破创新。