類器官,顧名思義是人體真實(shí)器官及生理系統(tǒng)的模擬,作為干細(xì)胞研究的重要成果之一,對(duì)于臨床精準(zhǔn)醫(yī)療(為患者制定個(gè)體化治療方案)、臨床前藥物研發(fā)等有著非凡價(jià)值;因此也成為TOP藥企必須拿下的據(jù)點(diǎn)。
而在這一輝瑞、艾伯維、強(qiáng)生、羅氏、默沙東、諾華、BMS、賽諾菲、GSK、阿斯利康、武田制藥等全球TOP20藥企都在爭(zhēng)相布局的未來(lái)領(lǐng)域,已經(jīng)有企業(yè)拔得頭籌。
近日,FDA批準(zhǔn)了全球首個(gè)完全基于“類器官芯片”研究獲得臨床前數(shù)據(jù)的新藥(NCT04658472)進(jìn)入臨床試驗(yàn)。這一里程碑事件,意味著“類器官芯片”實(shí)驗(yàn)首次取代了傳統(tǒng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn),并且正式被官方認(rèn)可。
這項(xiàng)新藥實(shí)驗(yàn)由賽諾菲和類器官芯片公司Hesperos合作進(jìn)行,用于治療兩種罕見的自身免疫性脫髓鞘神經(jīng)疾病,而在此之前,由于缺乏理想的動(dòng)物模型,無(wú)法針對(duì)這些疾病開展研究。
至此,賽諾菲后來(lái)居上,雖不是第一個(gè)布局,但在“類器官”實(shí)踐領(lǐng)域超前全場(chǎng)。
如果該項(xiàng)目進(jìn)展順利,或?qū)氐最嵏才R床開發(fā)的種種限制,改變?nèi)蛩幬镅邪l(fā)的游戲規(guī)則
全球類器官相關(guān)臨床試驗(yàn)注冊(cè)
前幾日,全球制藥巨頭Roche宣布成立Institute of Human Biology(IHB,人類生物學(xué)研究所),押注類器官(Organoids)等模型,旨在利用這些模型的優(yōu)勢(shì),縮短藥物研發(fā)周期,提高新藥研發(fā)成功率。去年圣誕節(jié)前夕,美國(guó)眾議院批準(zhǔn)了FDA現(xiàn)代法案2.0,該法案將允許新藥不需要在動(dòng)物上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)也能獲得美國(guó)FDA的批準(zhǔn),為類器官帶來(lái)了契機(jī)。
目前,全球范圍內(nèi)眾多藥企,醫(yī)院,高校課題組都在積極開展類器官底層技術(shù)創(chuàng)新及相關(guān)應(yīng)用,旨在加速類器官技術(shù)實(shí)現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化。
以“Organoid”、“類器官”為關(guān)鍵詞分別在美國(guó)臨床試驗(yàn)注冊(cè)中心和中國(guó)臨床試驗(yàn)注冊(cè)中心搜索數(shù)據(jù)。自2008年至今,在美注冊(cè)類器官相關(guān)臨床試驗(yàn)數(shù)量共計(jì)169項(xiàng);在中國(guó)注冊(cè)類器官相關(guān)臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)共計(jì)44項(xiàng)。
從2017年開始,兩地類器官相關(guān)臨床試驗(yàn)注冊(cè)數(shù)量陡增,2018年類器官技術(shù)被Nature Motheds評(píng)為“2017年度方法”,隨后在2019年被新英格蘭雜志評(píng)為“優(yōu)良的人類臨床前疾病模型”。
第一項(xiàng)類器官臨床試驗(yàn)注冊(cè)于2008年(NCT00646022),名為“Natural History of Familial Carcinoid Tumor”,目前狀態(tài)仍為“招募中”,最近一次更新于上個(gè)月初。
該試驗(yàn)將招募1600名受試者,旨在通過(guò)評(píng)估具有腸癌家族史的人群,提高腸癌早期檢測(cè)率,并發(fā)現(xiàn)潛在腫瘤相關(guān)性基因。該實(shí)驗(yàn)的次要目標(biāo)包含了建立腸道類器官。
類器官的一大分支為腫瘤類器官。腫瘤類器官由患者腫瘤組織培養(yǎng)而來(lái),保留了個(gè)體腫瘤的異質(zhì)性,且組織結(jié)構(gòu)、細(xì)胞類型和基因特征與來(lái)源組織高度一致。
乳腺癌、肺癌、結(jié)直腸癌為全球前三大癌種,小編整理分析了中美兩地注冊(cè)的213項(xiàng)臨床試驗(yàn)中與以上三個(gè)癌種相關(guān)的試驗(yàn)(此處以腸癌作為統(tǒng)計(jì))。
兩地注冊(cè)的臨床試驗(yàn)中,腸癌相關(guān)項(xiàng)目數(shù)量均為最多,在美注冊(cè)26項(xiàng),在國(guó)內(nèi)注冊(cè)5項(xiàng)。腸道腫瘤類器官臨床研究數(shù)量的領(lǐng)先,或許可以歸功于腸道腫瘤類器官是第一個(gè)被建立的腫瘤類器官:2011年,Sato等運(yùn)用類器官技術(shù)率先建立了腫瘤類器官,他們?cè)谛∈蠼Y(jié)腸隱窩的培養(yǎng)條件的基礎(chǔ)上,通過(guò)優(yōu)化調(diào)整培養(yǎng)條件,從結(jié)腸腺瘤和腺癌及Barrett食管中建立腫瘤類器官模型。
三個(gè)癌種在美共計(jì)注冊(cè)59項(xiàng),占注冊(cè)總數(shù)的34.91%;在國(guó)內(nèi)共計(jì)注冊(cè)10項(xiàng),占注冊(cè)總數(shù)的22.73%。
值得注意的是,在美注冊(cè)的以上三個(gè)癌種相關(guān)臨床試驗(yàn)中,處于臨床1期的試驗(yàn)有5個(gè)(包含Early phase1,Phase1/Phase2),處于臨床2期的試驗(yàn)有10個(gè)(一個(gè)已終止),處于臨床3期的有2個(gè)(一個(gè)已撤回)。預(yù)計(jì)納入研究的受試者總數(shù)為9961人。這些研究引入類器官技術(shù)的目的以探索藥物敏感性、藥效評(píng)價(jià)為主。
新技術(shù)的轉(zhuǎn)化成效,在臨床試驗(yàn)中的應(yīng)用是一個(gè)考量維度。
目前,唯一在研的類器官相關(guān)的臨床3期試驗(yàn)題為“Precise Therapy for Refractory HER2 Positive Advanced Breast Cancer(精準(zhǔn)治療難治性HER2陽(yáng)性晚期乳腺癌)”(NCT05429684),發(fā)起單位為西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院。
這是一項(xiàng)開放性、前瞻性和干預(yù)性的臨床研究,入組人群為對(duì)曲妥珠單抗耐藥的晚期HER2陽(yáng)性乳腺癌患者。
研究人員將采集活檢組織并構(gòu)建PDO模型。患者及其組織衍生的PDO模型根據(jù)基因組特征被分為六組,每組患者將接受最佳的針對(duì)性治療方案,而配對(duì)的PDO模型將接受各種潛在的有效方案干預(yù)。根據(jù)藥物對(duì)PDO的抑制率,及時(shí)調(diào)整患者的未來(lái)治療方案。該研究的主要終點(diǎn)為ORR和PDO抑制率,次要終點(diǎn)為PFS1。
基于腫瘤類器官的藥敏檢測(cè)以指導(dǎo)臨床藥用為腫瘤類器官的一大發(fā)展方向,在新藥研發(fā)早期階段,腫瘤類器官也同樣大有可為。
全球市場(chǎng):TOP20藥企均已直接入場(chǎng)
目前全球類器官芯片市場(chǎng)商業(yè)化主要來(lái)源于兩方面:設(shè)備銷售和測(cè)試服務(wù);年復(fù)合增長(zhǎng)率29%左右;美國(guó)市場(chǎng)占比最大約41%,歐洲約38%。
作為新藥研發(fā)的重要助力,類器官芯片公司的下游客戶主要包括CRO和藥企。
類器官鼻祖Hans Clevers團(tuán)隊(duì)成立的HubrechtOrganoid Technology(HUB)是全球首個(gè)類器官研發(fā)中心,而HUB通過(guò)技術(shù)授權(quán)也助力了Epistem、Cellesce、Crown Biosciences、STEMCELL Technologies等第一批類器官公司涌現(xiàn)。
此外,高校研究院成立的技術(shù)公司也是這一類器官芯片公司的主力,例如哈佛大學(xué)Wyss生物工程學(xué)院2013年成立的生物技術(shù)公司Emulate。
此前類器官芯片企業(yè)大多通過(guò)向CRO出售產(chǎn)品間接為藥企提供服務(wù)。2015年以后,越來(lái)越多的藥企通過(guò)購(gòu)買產(chǎn)品、合作授權(quán)以及投資等形式直接入場(chǎng),成為這一領(lǐng)域的另一股力量。
2015年,強(qiáng)生購(gòu)買Emulate公司的血栓芯片,用于檢測(cè)其在已上市藥物或在研藥物中的促血凝特性。
2016年,默克、Seres Therapeutics等購(gòu)買Emulate公司類器官芯片用于新藥研發(fā)測(cè)試。
2018年,阿斯利康與Emulate公司達(dá)成協(xié)議,將其類器官芯片技術(shù)結(jié)合到阿斯利康的IMED藥物安全實(shí)驗(yàn)室中;阿斯利康也是首家將類器官芯片技術(shù)整合進(jìn)內(nèi)部實(shí)驗(yàn)室的TOP藥企。
2018年5月,輝瑞與HUB合作開發(fā)人類腸道類器官平臺(tái),用來(lái)研究克羅恩病、潰瘍性結(jié)腸炎等疾病。
2018年9月,由輝瑞領(lǐng)投的神經(jīng)治療初創(chuàng)公司System1 Biosciences獲2500萬(wàn)美元A輪融資,其自研大腦類器官,用于研發(fā)神經(jīng)治療新方法。
2021年,賽諾菲與Hesperos合作,共同進(jìn)行NCT04658472臨床前研究。
2022年1月,百時(shí)美施貴寶與Prellis 達(dá)成合作,基于其人體淋巴結(jié)類器官平臺(tái)創(chuàng)建針對(duì)人類蛋白質(zhì)的高親和力人類抗體。
2022年3月,賽諾菲與Prellis達(dá)成合作,利用其平臺(tái)在體外重建免疫反應(yīng)以提供具有顯著遺傳多樣性的抗體。
此外,由艾伯維、默克、諾華等20余家TOP藥企共同成立非營(yíng)利組織IQ聯(lián)盟(Innovationand Quality Consortium),致力于推動(dòng)類器官芯片的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用,以加速藥物研發(fā)進(jìn)程。目前已針對(duì)肝臟、腎臟、肺等模型發(fā)表一系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
中國(guó)市場(chǎng):恒瑞、百濟(jì);羅氏、默克已領(lǐng)先布局
從2021年起,中國(guó)正式從科研和監(jiān)管層面系統(tǒng)性推進(jìn)類器官芯片技術(shù)的發(fā)展。
2021年1月28日,科技部下發(fā)《關(guān)于對(duì)“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃6個(gè)重點(diǎn)專項(xiàng)2021年度項(xiàng)目申報(bào)指南征求意見的通知》,把“基于類器官的惡性腫瘤疾病模型”列為“十四五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃中首批啟動(dòng)重點(diǎn)專項(xiàng)任務(wù)。
2021年11月,中國(guó)CDE首次將類器官列入基因治療及細(xì)胞治療的驗(yàn)證指南基因治療產(chǎn)品非臨床藥理學(xué)研究。
2022年7月,中國(guó)首個(gè)類器官指導(dǎo)腫瘤精準(zhǔn)藥物治療的專家共識(shí)面世。
中國(guó)類器官芯片發(fā)展雖然比美國(guó)完了約十年,但是進(jìn)步速度飛快。
中國(guó)科研積累的提升加速相關(guān)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
2009-2019,在類器官技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域來(lái)自于中國(guó)的發(fā)表文獻(xiàn)占8%,位于全球第6;到2020年,來(lái)自中國(guó)的發(fā)表文獻(xiàn)已達(dá)14%,僅次于美國(guó),位于全球第2。
中國(guó)資本市場(chǎng)開始關(guān)注類器官企業(yè)。
從2019年開始,中國(guó)類器官企業(yè)開始贏得資本關(guān)注,紛紛完成天使輪融資,2021年完成A輪融資,
創(chuàng)芯國(guó)際完成近億元A輪融資,由趣道資產(chǎn)領(lǐng)投;
丹望醫(yī)療完成1.2億元A輪融資,由國(guó)方資本領(lǐng)投,德聯(lián)資本、昆侖資本跟投,并且類器官“鼻祖”Hans Clevers以聯(lián)合創(chuàng)始人和首席顧問(wèn)科學(xué)家身份加盟;
大橡科技完成數(shù)千萬(wàn)元的A輪融資,由鼎暉VGC(鼎暉創(chuàng)新與成長(zhǎng)基金)領(lǐng)投,奇績(jī)創(chuàng)壇跟投,老股東藥明康德、復(fù)容投資及久友資本繼續(xù)跟投;
從藥企來(lái)看,中國(guó)研發(fā)“一哥”和曾經(jīng)的研發(fā)“一哥”都已布局類器官相關(guān)領(lǐng)域。
百濟(jì)神州是IQ聯(lián)盟里唯一的中國(guó)藥企,2021年12月,其與創(chuàng)芯國(guó)際簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,共同建立類器官新藥研發(fā)技術(shù)平臺(tái)。
恒瑞醫(yī)藥的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)部門,建立了體外類器官培養(yǎng)(organoid culture),可以在模擬的人體器官及腫瘤微環(huán)境中進(jìn)行藥物研究;
跨國(guó)藥企也將中國(guó)創(chuàng)新中心項(xiàng)目拓展至“類器官”相關(guān)領(lǐng)域。
2020年,默克中國(guó)創(chuàng)新中心開始探索創(chuàng)新“類器官”平臺(tái)。
羅氏中國(guó)藥物科學(xué)部門的重點(diǎn)項(xiàng)目之一是將人體模型系統(tǒng)(類器官和微生理系統(tǒng))應(yīng)用到藥物發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品管線中
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