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专访朴衡科技:国内首家挑战NASH的类器官企业在做什么?

update time:2023-05-01 14:33:00Number of clicks:861

过去十年中,类器官的发展被视为干细胞研究中最令人振奋的进展之一。自2009年Hans Clevers实验室首次培育肠类器官以来,类器官得到快速发展,尤其以荷兰、德国、美国等地发展最为突出,这些欧美国家的类器官科研起步早,并积极推动类器官成果向产业转化。

中国类器官虽然基础科研起步较晚,但积累在迅速提升。中国发表的类器官文献数量在2020年的排名已位于全球第二。同时,“十四五”国家重点研发计划中也强调了类器官技术的巨大应用前景。虽然国内类器官产业集群尚未完全形成,但近两年已经涌现一批创新公司,专注于体外3D器官、疾病模型研发的朴衡科技就是其中之一。

不久前,朴衡科技获得了来自国仟创投的天使轮近千万元融资,朴衡科技的NAC-Organ技术是一种基于核酸材料和AI研发的全新体外3D培养技术,可以实现复杂疾病模型的高通量、标准化生产。

动脉新医药近日专访了朴衡科技创始人宋光启博士和朴衡科技投资负责人、国仟创投投资总监滕松松博士。

传统的2D细胞培养技术需要大规模动物实验验证,开发和应用成本较高。体外3D培养技术为药物筛选提供了多种临床前模型。在3D环境中,细胞对内源性和外源性刺激应答更接近于它们在体内的反应。近年来,3D球状体培养、类器官技术、器官芯片、3D器官打印技术等都得到了快速发展。

类器官领域也在近期迎来里程碑事件:FDA批准了全球首个基于“类器官芯片”研究获得临床前数据的新药进入临床试验,意味着“类器官芯片”实验首次取代了传统动物实验,并且正式被官方认可。

朴衡科技创始人宋光启博士表示,“体外微生理系统的一个优势是能够避种属差异的影响,获得更精准的安全性和药效数据,如果能大规模替代动物实验,那么药物开发的效率会提高很多,可以高通量实时检测,而且成本也低于动物模型。”

国际上,去动物化是个必然趋势,且进程在不断推进。

但是,朴衡科技投资负责人、国仟创投投资总监滕松松博士坦诚,“这次IND的新药是针对罕见病,无法在动物上建立模型,因此适合用器官芯片实验的数据来支撑。这是一个非常跨越性的尝试,但对于一些更加广泛的疾病,可能还是需要动物实验的数据来支撑。

类器官技术虽然在不断迭代,但是还有很多缺陷或难点,如作为类器官发育基础的干细胞自组织过程难以控制,发育过程是随机的,导致大多数现有类器官培养物普遍缺乏可重复性,会限制其在研究细胞类型特异性相关的正常或疾病过程中的总体效应。

这也是朴衡科技创业的出发点。朴衡科技尝试寻找更可控的3D细胞培养方法:基于核酸材料的体外3D器官培养技术(NAC-Organ)。公司基于细胞膜工程和合成生物学技术开发了核酸细胞材料连接(NAC-Linker),能够整合多种类型细胞,更加精确控制细胞数量和比例,以及调控细胞的空间分布,可携带小分子化合物、多肽、蛋白等,刺激3D模型内部生理、病理微环境形成。

“朴衡科技独特的NAC-Organ技术,模拟体内器官的同时又提升了重复性和建模效率,是体外3D模型构建方法学上的重要创新,极具市场竞争力。”滕松松评价。

这项技术的开发基于“DNA折纸术”。DNA材料具有极高的生物相容性,能在纳米水平进行精确设计,具有极强的可编辑性,是优良的载体材料,DNA折纸术可以让核酸材料形成稳定的形态结构。

能从这个细分角度切入,与团队的复合背景密不可分。宋光启此前就职于复旦大学附属中山医院,具有多年再生治疗与3D培养技术研究经验;团队首席科学家裴昊教授是核酸生物材料领域的资深专家,其团队长期致力于核酸分子器件的设计和开发;另一位联合创始人朱通研究员深耕AI药物筛选多年。

类器官是一个多学科交叉领域,包含了生物医药、材料学、组织工程学,以及AI等,对于在行业内参与竞争的公司来说,团队的交叉基因是一个重要壁垒。

中国类器官领域起步晚,有一个很大的因素是基础学科较为薄弱,要推动类器官这样的前沿产业发展,需要各个学科补齐跟进。复合、资深、专业的创始成员背景,将帮助团队走得更远。

数据显示,2020年,全球类器官市场规模在5亿美元左右,预计2021-2026年,全球类器官市场规模将保持以18.2%的年均复合增长率增长。

新技术的探索总是让人激动,但市场的持续增长还是要看技术的商业化落地价值

类器官已经有一些明确的商业化应用前景,包括在新药发现、再生医疗中,以及基础科研领域的发育生物学、疾病病理学等,都有广阔的想象空间。

不过在全球范围内,仍未出现商业化非常成熟的公司。很多风险投资机构也对类器官技术的长期发展与回报持观望态度。

目前,国内大部分创业公司定位于肿瘤患者的疾病建模、研究与药物筛选。朴衡科技瞄准的是另一个蓝海:以非酒精性脂肪肝炎(NASH)为代表的慢性病、复杂多因素疾病的研发

全球NASH患者接近4亿人,在美国已成为导致肝癌的头号因素,预计未来在中国也将超越乙肝成为第一大致肝癌疾病。

这种疾病是代谢综合症的一部分,相比病毒性肝炎等,复杂性要高出几个量级。驱动病情发展的因素很多,自然病程非常缓慢,如果靠动物模型对所有因素建模,挑战较大。

全球已有超过700个针对NASH的临床研究,但绝大多数治疗药物的三期临床结果令人失望,重要原因在于缺乏理想的病理模型和预测模型。非酒精型脂肪肝炎至今尚无治疗药物获批,减重、控制饮食等生活方式干预仍是治疗措施的重要组成部分。

NASH的机制有二次打击假说,肝细胞脂肪变性为一次打击,之后的巨噬细胞产生促炎因子为二次打击。体外模型可以帮助人们更好地理解NASH的机制以及药用效果。

国外有一些公司已在肝病领域布局,如2009年在瑞士成立的InSphero,开发了模拟NASH的复杂性、提高药物发现和安全性测试效率的3D细胞模型。今年4月,专注于人体器官芯片研发的CN Bio公司推出了用于非酒精性脂肪性肝炎(NASH)临床前模型构建的NASH-in-a-box(NIAB) 试剂盒。

在国内,朴衡科技尚属首家。

据朴衡科技介绍,NAC-Organ可以使用编程化方法实现二次、三次组装,多次刺激细胞产生生化和生理反应。在类器官的基础上整合免疫系统,朴衡科技已针对包括NASH在内的多种慢性病开发了病理微环境建模技术。

朴衡科技也在针对微生理系统进行芯片系统设计的合作,并配合开发自动化培养、检测设备及AI分析和预测系统。AI系统的作用一方面是高通量监测,另一方面是提高药物毒性与药效预测的准确性。对类器官公司来说,其自动化能力将是药企寻求合作时关注的重点。

此外,NASH晚期的解决方案迄今仍然是移植,因此类器官技术也是一个很好的替代修复手段,可以解决器官移植需求,朴衡科技正在利用NAC-Organ技术在结构性调控方面优势,尝试解决免疫排斥问题。

朴衡科技呈现了类器官在癌症研究外的更多可能性。尽管国内类器官领域还未真正形成竞争市场,但可以看到,越来越多的创业公司正在进入,推动类器官技术的商业化落地。

(Editor:朴衡科技)