从英国替代动物实验战略到FDA CDER跨平台MPS评价再到人体相关PK创新项目Human-relevant Models正在加速进入药物研发工作流摘要从动物实验到人体相关模型器官芯片、微生理系统和其他NAMs正在推动药物研发向更加人体相关、更加标准化的研究模式发展。本文结合英国动物实验替代战略、FDA CDER相关肝脏MPS跨平台评价以及CN Bio人体药代动力学研究项目梳理器官芯片进入药物研发工作流的发展趋势。关键词器官芯片、Organ-on-Chip、微生理系统、MPS、NAMs、CN Bio、PhysioMimix、药代动力学、药物性肝损伤、人体相关模型、替代动物实验、药物研发一、药物研发正在寻找下一代研究模式过去几十年动物模型一直是药物研发的重要组成部分。从药效评价、安全性研究到药代动力学PK研究动物实验帮助科学家了解候选药物在复杂生物系统中的行为。然而随着现代医学与药物研发技术不断发展一个关键问题逐渐受到关注动物模型是否能够真正预测人体反应由于不同物种之间在代谢酶、免疫系统、器官生理、药物转运和疾病机制等方面存在差异动物实验结果与人体临床表现之间仍可能存在偏差。因此全球药物研发正在探索更加符合人体生理状态的新方法也就是New Approach Methodologies简称NAMs。图1器官芯片与2D、3D类器官、动物模型的对比在这些新方法中器官芯片Organ-on-Chip、微生理系统Microphysiological SystemsMPS、类器官Organoids以及AI辅助预测模型等正在成为人体相关药物研发的重要方向。相比传统二维细胞培养这些模型希望在体外重建更多人体组织结构和生理过程相比动物实验则希望降低物种差异给人体结果预测带来的不确定性。二、英国推动替代动物实验战略加速NAMs发展英国近年来持续推动减少科研动物使用并在已有可靠替代方法或具备科学可行性的领域加快非动物方法NAMs的开发和应用。原始资料提到2025年英国公布相关替代方法路线和动物实验减少战略希望通过人体相关模型、新型体外技术以及计算方法逐步改善传统药物研发模式。2026年8月12日英国政府再次公布新的资金投入计划支持科学研究领域动物实验替代技术发展。相关投入包括支持人体组织和人体相关模型研究的新中心以及多个具体技术项目例如基于人体组织和细胞构建的微型器官模型、心脏相关体外模型以及利用人工智能预测药物在人体内行为的研究。CN Bio相关研究团队也获得项目资金支持用于人体相关药物研发方法开发。图2英国持续推动人体相关模型和动物实验替代技术发展同时英国相关路线还关注药代动力学PK和心血管安全性等传统动物实验应用领域希望在科学可行的情况下逐步减少犬和非人灵长类动物在部分研究中的使用。这种政策方向意味着未来药物研发正在逐步从“利用动物预测人体”转向探索“利用人体相关模型预测人体”。三、FDA CDER联合3Rs Collaborative推动肝脏MPS跨平台评价近期3Rs Collaborative与FDA CDER以及MPS生态系统中的合作伙伴共同发表了肝脏微生理系统跨平台评价相关研究设计重点面向药物性肝损伤DILI应用场景。该项目定义了一个较明确的监管使用背景也就是针对早期临床试验中观察到的肝酶升高进行回顾性解释并进一步围绕监管评价框架展开相关工作。图33RsC与FDA CDER合作开展的跨平台药物性肝损伤MPS评价项目这篇文献具有较高参考价值因为它并列整理了八种商业化肝脏MPS其中包括CN Bio、InSphero等系统并介绍了不同平台使用的细胞类型、模型配置、系统规格、供体数量、单芯片细胞数量、药物暴露体积、培养时间、代谢能力、肝细胞生物标志物、胆小管和转运能力以及各系统此前发表的肝毒性预测数据集等信息。因此这类资料能够为计划开展安全性毒理学和肝脏MPS研究的团队提供模型设计参考。需要特别注意的是该文献属于设计和流程方面的出版物并没有报告最终药物性肝损伤DILI预测结果相关结果将通过后续研究进一步发表同时文中也明确指出不能简单对不同品牌平台进行直接性能排名。原始资料中还提到PhysioMimix可支持较丰富的分析终点但在此次跨平台研究中仅选取其中部分生化、功能和分子读数纳入统一评价。这也说明监管研究所关心的不只是一个系统“能够测多少数据”而是哪些终点能够在统一研究框架下形成稳定、可解释和可用于决策的证据。这项工作的重要价值在于尝试针对肝脏MPS建立类别级、系统性的评价设计并为未来符合监管需求的NAM研究提供一个工作模板。对于监管策略而言其意义更偏向框架构建肝脏MPS被视为与特定临床问题相关的证据工具而不是简单作为所有动物实验的通用替代方案。未来监管机构关注的也不只是器官芯片是否能够模拟人体而是这些模型是否能够提供稳定、可靠并可以支持药物研发决策的数据。四、CN Bio获得Innovate UK支持推动人体相关药代动力学研究CN Bio长期开展器官芯片和微生理系统相关技术开发。根据原始资料CN Bio于2026年8月12日宣布获得Innovate UK相关项目资金支持用于推进人体相关药代动力学研究。图4CN Bio获得Innovate UK支持推动人体相关药代动力学研究该项目旨在开发更加标准化的人体相关研究工作流程以更准确地预测药物行为并探索减少部分动物实验需求。相关资金与英国持续推动NAMs和动物实验替代的发展路线相衔接尤其关注药物开发过程中PK等传统上较依赖动物模型的研究领域。药代动力学研究的核心是理解药物进入人体后如何被吸收、分布、代谢和清除。由于不同动物物种与人体在代谢酶、器官功能和药物转运方面存在差异人体相关MPS被认为具有进一步改善人体PK预测的潜力。未来这类研究可能进一步与PBPK和AI预测模型结合从体外人体数据出发构建更加完整的人体药物行为预测体系。五、PhysioMimix把人体相关药物研究模型带入实验室CN Bio PhysioMimix是一套微流控器官芯片和微生理系统平台可用于在体外建立人体相关器官模型并围绕药物发现、药物安全性、疾病研究和人体相关药代动力学等方向开展研究。该平台及相关模型也参与了FDA CDER相关肝脏MPS跨平台评价等研究工作。图5CN Bio PhysioMimix Core微流控器官芯片系统PhysioMimix的设计强调系统部署、模型扩展和实验工作流通过微流控灌流环境帮助人体细胞维持更加接近生理状态的功能。平台可用于单器官、多器官及不同实验规模的研究并通过同一类系统支持多种人体相关模型开发。与传统二维培养相比器官芯片的一项重要目标是在体外重建更多组织环境和生物学过程提高体外研究结果与人体体内反应之间的转化相关性。但这类平台真正进入药物研发工作流仍然需要通过模型标准化、批次重复性、药物预测能力和跨实验室验证不断积累证据。图6CN Bio微流控器官芯片应用体系更多PhysioMimix和CN Bio器官芯片资料可参考CN Bio器官芯片与人体相关模型技术页面以及PhysioMimix Core应用资料。扩展阅读1. CN Bio用器官芯片进行寡核苷酸递送研究2. CN Bio器官芯片3D灌流黑色素瘤模型评估CAR-T细胞疗法3. CN Bio肝芯片与PBMC重现免疫相关肝毒研究4. CN Bio肝脏微生理系统用于先导物优化和探索性毒理研究5. 哪些微生理系统应用方向与美欧英监管路线相关参考来源U.S. Food and Drug Administration.Draft Guidance: Oncology Pharmaceuticals: Streamlined Nonclinical Safety Studies for Biologics and Conjugated Products. 2026.UK Government.Patients to benefit from faster access to medicines as UK moves away from animal testing. Official Press Release, 12 August 2026.CN Bio.Introduction to the 3RsC cross-platform liver microphysiological systems evaluation in collaboration with FDA CDER. Technical Resource Article.CN Bio.CN Bio awarded Innovate UK grant to reduce animal use in pharmacokinetic studies. Corporate News Release, 12 August 2026.UK Government.Animal testing to be phased out faster as UK unveils roadmap for alternative methods. Official Press Release, 11 November 2025.关于技术来源本文基于CN Bio公开资料以及器官芯片、MPS和NAMs相关公开信息曼博生物整理用于科研信息分享、实验参考和人体相关药物研发模型应用理解。器官芯片用于药物研发涉及模型细胞来源、供体数量、微流控结构、培养周期、灌流条件、药物暴露、代谢能力、DILI终点、肝脏生物标志物、胆小管与转运功能、人体PK预测和监管使用背景等多项变量实际应用前仍需结合具体实验体系进行验证。本文围绕CN Bio PhysioMimix、器官芯片Organ-on-Chip、微生理系统MPS、NAMs、肝脏MPS、药物性肝损伤DILI、人体药代动力学和人体相关药物研发模型等方向提供技术资料参考。本文不作为临床或监管结论仅供科研和研发流程参考。
