文|動脈新醫藥
過去十年中,類器官的發展被視為干細胞研究中最令人振奮的進展之一。自2009年Hans Clevers實驗室首次培育腸類器官以來,類器官得到快速發展。近年來,中國類器官積累不斷提升,“十四五”國家重點研發計劃中也強調了類器官技術的應用前景。雖然國內類器官產業集群尚未完全形成,但已經涌現一批創新公司。
類器官在基礎研究、臨床診療研究和再生醫學中擁有巨大潛力,但目前行業整體仍處在早期培育階段,主要問題之一是缺乏成熟行業標準:如果類器官能夠形成標準,繼而推動寫入診療指南甚至納入醫保,類器官技術將能得到更多下游客戶認可,從而尋找更加廣闊的商業化路線。
類器官未來能在多大程度上替代動物模型,現在已經走到了哪一步?如何建立達到工業化標準的類器官行業標準,以說服包括藥企在內的下游客戶?近日,動脈新醫藥聯合翌圣生物舉辦「VB思享會」,邀請類器官領域創業公司以及類器官技術應用方,對比國內外類器官賽道發展情況,探討行業最受關注的兩大問題。
參與討論的嘉賓包括:北京協和醫院臨床藥理研究中心I期病房負責人陳銳、賽賦醫藥集團助理總裁傅鵬、丹望醫療創始人兼董事長華國強、大橡科技聯合創始人兼CEO周宇、翌圣生物產品總監饒桂強。
“類器官賽道可以類比2014年的NGS”
8月,FDA批準了全球首個基于器官芯片研究獲得臨床前數據的新藥進入臨床試驗,不但體現了藥物開發商對類器官芯片研究提供的數據的信心,也表現了FDA對類器官芯片研究可信度的認可。
9月底,美國參議院無異議地一致通過了美國食品藥品監督管理局現代化法案,該法案的目標是取消聯邦對新藥進行動物試驗的強制要求,可能在未來幾年大幅減少對實驗動物的使用。
從實驗室技術到應用,類器官未來能在多大程度上替代動物模型?目前類器官賽道走到了哪一步?
陳銳|北京協和醫院:中國最近5~10年做原創的藥物更多了,我們手里在做first in class的藥物也不少,我覺得對于這個趨勢來說的話,動物模型構建會面對更大的挑戰。
做原創藥的話,需要用動物模型找到這個藥物有效的證據,因為沒有同類藥指路了;另外需要建立動物到人體的橋接,如何從動物的數據推到人體的數據很關鍵。藥代動力學中,某些代謝通路從動物到人能夠預測得非常的準,甚至90%以上的準確率,但在某些代謝通路情況下,動物和人之間是完全不同的代謝酶。
還有比較擁擠的仿創藥賽道,時間就是金錢,如果類器官可以標準化、規范化地建模,縮短IND申報流程,而且讓這個過程的數據可信、規范、可靠,那么會成為一個很有利的競爭工具。
周宇|大橡科技:無論是類器官也好,器官芯片,還是類器官芯片,這種新的技術模型對于動物模型的替代,我個人認為是一種必然趨勢,當然這需要有一個循序漸進的過程。
首先,現在動物模型的種類是非常多的,而且大量的建模方法較為成熟,是目前最主要的非臨床研究的手段和工具。其次,監管機構對于新技術的認知和認可也是需要一個過程。我相信,隨著類器官芯片的數據不斷產出,以及藥物驗證的積累,這個認知進程是在加速的。當前類器官芯片對于動物模型的替代可能是補充替代,我覺得未來會變成直接替代。
類器官技術的應用,首先會是在缺乏合適的動物模型,或者動物模型難以構建,以及動物模型的疾病表型與人體差異比較大的場景。
華國強|丹望醫療:最近國內外一些頂級醫院的臨床驗證數據的發表,大大促進了類器官領域的一些產業化的發展。整個類器官如果說是要是處于什么發展階段,我覺得可以類比于2014年或者2015年的NGS,類器官鼻祖Hans Clevers把類器官定義為NGD,即Next Generation Diagnosis,相對于NGS來說,NGD更處于一個快速的成長期。
“藥企會把類器官應用的數據挖一個底朝天”
類器官產品客戶主要為高校、醫院、研究機構等的實驗室或個人,以及藥企。產品的關鍵在于能否規模化、工業化,穩定性水平與生產成本都是類器官公司的關鍵競爭力。但類器官行業還沒有成熟的標準,也會影響下游客戶對產品的接受度。
我們應該如何評價一個類器官產品,目前來看,行業的標準化探索有哪些?
華國強|丹望醫療:好的疾病模型都應該有一些指標和參數來評判,類器官也一樣。評價一個類器官模型的好壞,也需要結合其應用場景,對類器官來說其實主要就兩個。
一個是患者來源的類器官臨床藥物的預測這個場景。最重要的評價指標,就是與體內樣本的相似度及臨床療效的符合度。
第二個就是類器官模型應用于基礎的藥物篩選,對模型的有效性和穩定性有要求,需要對類器官模型制備的整個鏈條制定標準和參數。從臨床樣本的運輸,到臨床樣本的質量標準,還有樣本的制備標準、培養標準;以及做臨床試驗的一些藥物敏感性參數,怎么去判斷類器官的敏感度,需要確定cut off等參數,這些對于類器官的標準化都是非常重要的。
周宇|大橡科技:器官芯片標準化的一個非常重要的關鍵點就在于模型功能的標準化,在器官芯片應用上面,國際藥企成立了一個IQ聯盟,過去幾年已經發表了多個關于器官芯片模型的文章,譬如像腸、肝、肺、腎等等這些,對模型的功能指標進行了定義。
舉個例子,肝的一個非常重要的功能是代謝,所以它有白蛋白、尿素等等的分泌,作為一個體外模型細胞,這些產物的表達量在模型生長或者測試的過程中,是不是能夠保持穩定性也是非常重要的。
類器官模型需要哪些功能指標,這些功能指標達到什么程度才能應用于藥企的研發管線,其實這些標準已經有了,只是暫時還未受到監管機構或官方認證,但我們在開發這些模型的時候,已經可以把這些標準作為參考。
同時在應用層面上,器官芯片或者類器官芯片,它作為一個評估的模型和工具,其結果的穩定性和可重復性是工業客戶非常看重的指標,所以我們需要去構建的系統要具有非常高的穩定性,也要能夠符合藥物篩選的這些基本要求,比如說像它的CV值要足夠小,Z factor也要足夠大。
藥企比較看重類器官產品的哪些特性?
華國強|丹望醫療:我們目前跟國內未來一些大藥企的合作當中,發現類器官在藥物研發的過程中的不同需求,比如說有些藥企跟我們對接的是有明確基因突變的藥物靶點模型,另外有一些藥企是在特定的類器官上進行化合物藥效的驗證,還有一部分藥企是走的更靠前,需要做類器官臨床試驗。丹望醫療有一個非常大的類器官庫,有一個藥企客戶的需求就希望在庫里面挑出來100個左右的類器官,然后在人源的類器官模型上模擬測試藥物在患者群的有效比例。
我覺得藥企對類器官應用的敏感性是很高的,對于疾病的模型要求也相當嚴格:他們會對類器官的質量體系,包括這些樣本到底是跟哪個醫院合作的,來源性是不是合法,有沒有一些倫理問題,藥篩的臨床數據是否完整,是否有藥物耐受的數據,Biobank里面的類器官模型有沒有驗證過,包括基因測序,病理等,而且他們更關注疾病模型建立以后的穩定性,藥企會把數據挖一個底朝天,還會要求提供一些新的數據,比如10代以內疾病模型到底穩定性如何?所以我覺得藥企對疾病模型的整體要求是比較高的。
“類器官技術要用實際案例去說服更多人”
類器官作為新技術,不可能盡善盡美,需要持續迭代。類器官還不能完全模擬代謝的情況,比如人體的血液代謝,以及器官和器官之間的相互因素等。但總體來看,類器官潛力巨大,未來可期。
如何看待類器官技術更多的應用前景?在商業化增長上,國內的類器官公司會有哪些競爭優勢?
傅鵬|賽賦醫藥集團:除了體外類器官,體內類器官的作為一種藥物,其潛在價值也是一個重要的科研方向,比如說像胰島類器官,那么從現在公布的資料看,可以具有改善調節血糖的潛力。
還有視網膜黃斑變性領域,在眼科疾病上,給藥技術是一個門檻,類器官在上面也可以有一些應用。此外也看到肝炎引起肝衰竭,也就是NASH這樣的方向上,可以用到肝的類器官。所以我想未來類器官在論在體外、在體內,都有很高科研與應用價值。
周宇|大橡科技:我個人是非常看好類器官技術的前景的,如果技術更加成熟,成本進一步下降,是不是有可能再往前走一走,變成一個高通量的藥物發現平臺,以及在動物和人之間的橋接臨床轉化上面發揮更大作用。
陳銳|北京協和醫院:我認為類器官技術要用實際案例去說服更多人,包括科研機構的研究人員、醫生、藥政管理部門等等。這樣的案例前期也可以是科研方向的,在某些常見病或者罕見病上培養出類器官的疾病模型,或者輔助、加速藥物篩選,或者在機制探索上獲得一些啟發和結果。以科研作為突破口,就開拓了思路,如果能實現的話,我覺得可以幫助更多人認識類器官,推動后續的規范化、產業化應用。
華國強|丹望醫療:相比國外類器官行業,國內的第一個優勢是患者資源,因為人口眾多,所以樣本來源量大,具有多樣性,是非常好的樣本資源。
第二個就是成本優勢,無論是人力方面,還是說上游產品的國產替代,都會降低整個產業鏈成本。
第三,中國作為生物醫藥領域潛在的最大市場,具有市場規模的優勢。特別是在臨床上面,可能每年都是幾百萬的新增腫瘤患者,患者群體是極其大的,而且藥品市場增速也是非常快的。
當然從政策方面也不可忽視,CDE對類器官等非動物模型的接受度越來越大。另外,由于中國人類遺傳方案的限制,外資背景的公司是很難去收集患者樣本建立類器官模型庫,所以相對來說是一個比較受保護的樣本資源庫,對國內的公司來說,其實也是一個利好。