Boom Health: 類器官對科研機構、藥企、CRO、IVD企業(yè)的核心價值有哪些？
趙冰教授：類器官作為革命性的3D體外模型，在生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)鏈的不同環(huán)節(jié)都展現(xiàn)出巨大的核心價值，針對科研機構、藥企、CRO和IVD各有側重。對科研機構的核心價值在于類器官精準模擬發(fā)育與疾病，可以更好地揭示生物學機制以及拓展新的研究領域；作為更接近人體的模型可以提升基礎研究轉(zhuǎn)化效率。對藥企的核心價值在于提升研發(fā)效率與成功率（如提高靶點成藥性預測的準確性，進行高通量篩選，更準確的藥效/毒性評估）、降低風險與成本、實現(xiàn)精準醫(yī)療。
對CRO企業(yè)的核心價值在于通過搭建類器官平臺，可以為客戶提供更先進、更具預測性的人源化測試模型，滿足客戶需求和監(jiān)管趨勢，提升服務價值和實現(xiàn)差異化競爭。對于IVD企業(yè)的核心價值在于可基于類器官藥敏測試結果與分子特征（基因突變、表達譜等）的關聯(lián)分析，開發(fā)預測患者對特定靶向藥或化療方案反應的新型伴隨診斷試劑/服務，以及個體化用藥指導產(chǎn)品/服務。類器官技術正在深刻改變生物醫(yī)藥研發(fā)和診療的格局，為產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)提供了更接近人體生理和病理狀態(tài)的強大工具，其核心價值最終都指向：提高對人類生物學的理解、提升藥物研發(fā)效率與成功率、實現(xiàn)更精準有效的個體化醫(yī)療。
Boom Health: 類器官與動物模型在藥物研發(fā)應用中呈現(xiàn)何種關系？
趙冰教授：FDA發(fā)布《減少臨床前安全性研究中的動物試驗路線圖》，宣布計劃逐步替代單克隆抗體和其他藥物的動物實驗要求。 但在可預見的未來，類器官與動物模型將長期處于協(xié)同共生狀態(tài)。類器官直接來源于人體細胞，基因、轉(zhuǎn)錄、表型更接近人體，可以避免動物模型因物種差異導致的代謝、靶點表達、免疫互作等偏差，在某些特定場景下可實現(xiàn)替代。類器官可以在早期篩選出無效或有嚴重器官毒性的化合物，避免不必要的動物實驗，減少動物使用量和痛苦，以及提供更準確的人體數(shù)據(jù)，幫助優(yōu)化動物實驗設計，推動動物模型的優(yōu)化。而動物模型的優(yōu)勢在于能模擬多器官互作、血液循環(huán)、神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)、完整免疫系統(tǒng)等全身性反應，可評估藥物在完整生物體中的長期藥效和系統(tǒng)性毒性評估，以及可以進行行為、認知相關的復雜表型研究。在這些方面，類器官尚未能完全取代動物模型，而是可能作為支撐性數(shù)據(jù)。
類器官并非旨在徹底淘汰動物模型，而是通過提供更貼近人類生理/病理的體外模型，優(yōu)化藥物研發(fā)流程（提高效率、降低成本、減少動物使用），并在特定領域（如器官毒性、個體化藥敏） 展現(xiàn)出替代潛力，最終推動藥物研發(fā)向更精準、高效、人道的方向發(fā)展。
Boom Health: 類器官在再生醫(yī)學目前的研究進展及主要難點是什么？
趙冰教授：類器官在再生醫(yī)學領域已實現(xiàn)血管化突破、復雜結構模擬和臨床初期移植，但距離完全替代實體器官仍有很長的路要走。在類器官血管化方面，加州大學洛杉磯分校的研究團隊首次在肺類器官中實現(xiàn)完整血管網(wǎng)絡同步發(fā)育，模擬人體肺發(fā)育的自然過程，顯著提升細胞存活率與結構完整性。該模型成功再現(xiàn)了先天性肺病的血管缺陷機制。在復雜結構模擬方面，辛辛那提兒童醫(yī)院利用人多能干細胞（hiPSCs）構建具備肝小葉分區(qū)功能的類器官，移植后使動物模型存活率提升近一倍，精準模擬了肝臟代謝分區(qū)（如解毒、合成功能）。在臨床初期移植方面，劍橋團隊將膽管類器官植入肝損傷患者，術后肝功能顯著改善。
目前主要存在的難點包括：1）血管網(wǎng)絡成熟度不足以及神經(jīng)支配缺失；2）結構復雜性復制困難（如腎臟的腎單位精密結構難以完全復制）；3）成熟度不足及長期功能維持困難；4）標準化與規(guī)?；a(chǎn)障礙；5）體內(nèi)整合效果較差及存在免疫排斥風險（異體iPSC來源類器官）；6）倫理與監(jiān)管框架缺失。
趙冰教授：類器官技術的未來遠不止于當前的疾病模型與藥物測試，其真正的顛覆性潛力在于重構人類對生命系統(tǒng)的理解與應用邊界。作為一個生物醫(yī)藥行業(yè)的從業(yè)者，我所能設想的幾個應用領域是：1）腦機接口訓練場，比如將類腦器官與電極陣列耦合，優(yōu)化腦電信號解碼算法，為癱瘓患者提供更精準的意念控制方案；2）宇宙輻射防護，比如將腸道/皮膚類器官暴露與模擬火星輻射環(huán)境，篩選最佳防護化合物；3）環(huán)境毒素生物傳感器，比如利用肝類器官檢測環(huán)境中重金屬污染；4）塑料降解工廠，工程化肝類器官表達高效降解酶，分解海洋微塑料。當然，也期待交叉學科的專家更進一步挖掘類器官的應用價值。
Boom Health: 類器官與器官芯片技術的核心差異有哪些？二者有哪些結合的機會？
趙冰教授：類器官與器官芯片屬于不同維度的技術，前者追求生物學仿真，后者側重工程化控制。最核心的差異在于：1）構建邏輯，類器官是自組織形成的3D細胞團，依賴細胞內(nèi)在發(fā)育潛能；器官芯片是人工設計的微流控系統(tǒng)，依賴外部工程控制。2）復雜度來源，類器官的復雜性來源于細胞自主行為，器官芯片的復雜性來自芯片結構設計；3）標準化程度，類器官批次差異大，器官芯片參數(shù)可控性高；4）力學刺激，在類器官難以實現(xiàn)，器官芯片可以通過變形模擬機械力。
結合機會：1）將類器官和內(nèi)皮細胞植入器官芯片的微流道網(wǎng)絡中，構建血管化類器官模型；2）通過芯片施加周期性力學刺激，模擬體內(nèi)器官機械力，驅(qū)動類器官成熟；3）通過芯片流體通道串聯(lián)多種類型類器官，模擬全身互作；4）實時監(jiān)測與自動化分析。
趙冰教授：回顧伯楨的產(chǎn)品布局，依托類器官市場發(fā)展，可以大致分為以下四個階段：第一階段是基礎科研工具，主要是為客戶提供類器官全流程培養(yǎng)試劑盒，降低類器官培養(yǎng)門檻；第二階段是技術體系轉(zhuǎn)移，輸出標準化類器官構建技術，擴大類器官技術生態(tài)圈；第三階段是定制化和服務，從樣本處理到模型構建一條龍，開發(fā)特定類器官模型，藥效測試、毒性評估等，加速類器官的應用轉(zhuǎn)化；第四階段是自動化設備，解決類器官培養(yǎng)通量問題，推動藥物研發(fā)和臨床診斷進程?？偨Y來說就是從工具提供商到技術平臺構建者，再到應用解決方案提供者，并最終向臨床應用探索邁進。
Boom Health: 類器官與AI結合的潛力在哪里？目前伯楨生物已經(jīng)有了哪些產(chǎn)品和實踐？
趙冰教授：類器官與AI結合的潛力在于利用AI強大的數(shù)據(jù)處理、模式識別和預測能力，來挖掘、分析和解讀類器官實驗產(chǎn)生的海量復雜數(shù)據(jù)，從而加速基礎研究、藥物開發(fā)和個性化醫(yī)療的進程。具體來說，類器官實驗會產(chǎn)生海量的顯微圖像、視頻以及多組學分析數(shù)據(jù)，AI經(jīng)過訓練可以將圖像數(shù)據(jù)、組學數(shù)據(jù)等融合分析，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，揭示不同層面信息之間的關聯(lián)。
在基礎研究中可以預測類器官對特定刺激的反應以及發(fā)現(xiàn)新的生物標志物。在臨床上可以預測現(xiàn)有藥物在特定患者群體或個體中的有效性和潛在副作用，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有藥物對新的適應癥的治療潛力（老藥新用）。值得關注的是在基礎研究方面，腦類器官與AI結合，可以解析神經(jīng)活動模式，模擬與理解腦功能/疾病，為神經(jīng)科學與人腦研究提供良好的模型。此外，AI的加PG電子通信入，還可以優(yōu)化類器官本身的培養(yǎng)，通過分析不同培養(yǎng)參數(shù)（基質(zhì)、生長因子、機械刺激）對類器官質(zhì)量和功能的影響，AI可以推薦最優(yōu)培養(yǎng)方案。
目前伯楨生物已布局自動化設備，包括智能組織解離儀，類器官高通量3D凝膠打印系統(tǒng)，星圖類器官影像采集分析系統(tǒng)，以及類器官實時活力分析儀，可以實現(xiàn)類器官的高通量構建，藥篩，數(shù)據(jù)采集等。同時，我們也有自己的AI團隊，可以基于前端的數(shù)據(jù)來訓練AI，做一些建模的探索。
趙冰教授：國內(nèi)類器官企業(yè)出海，是在全球生物醫(yī)藥創(chuàng)新浪潮和精準醫(yī)療需求激增背景下，抓住國際市場的戰(zhàn)略機遇。優(yōu)勢主要包括：1）國產(chǎn)試劑、設備成本低于歐美，可降低類器官生產(chǎn)與檢測整體成本；2）臨床資源與數(shù)據(jù)豐富，易于獲取多樣化臨床樣本構建類器官庫，為藥企提供更全面的疾病模型。
機遇包括：1）以CRO服務形式為海外藥企、化妝品/化工企業(yè)提供基于類器官的毒性測試，功效評價、藥敏測試等服務；2）與海外醫(yī)院、實驗室合作，提供腫瘤類器官藥敏測試等個性化醫(yī)療服務，海外市場支付能力更強，對高端個性化服務需求旺盛；3）依托國內(nèi)豐富的臨床樣本資源積累的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化為具有競爭力的數(shù)據(jù)庫、模型庫或特地適應癥的解決方案，研發(fā)新藥，吸引制藥公司和研究機構的投入等。
