导语:
悬在新药研发头顶的达摩克利斯之剑
药物,是人类对抗疾病最锋利的武器;然而,当这把利剑直指心脏,其锋芒亦可成为致命的隐患。药源性心脏毒性,是指药物本身及其代谢产物对心脏正常生理功能产生损害的药效反应,堪称发生率最高、最严重的药物不良反应类型。据权威数据显示,近2000种药物与心血管不良反应有关,已上市药物心脏毒性发生率高达15%~35%,给公共卫生和医药资源造成了触目惊心的损失。在中国人群中,抗肿瘤药物、抗菌药物、抗精神病药及某些中药等均存在潜在心脏毒性风险,可表现为心律失常、心功能不全、心肌炎、心力衰竭乃至心源性猝死。
更为严峻的是,传统心脏安全性检测范式正面临根本性挑战。长期以来,药物心脏安全性评价主要依赖动物模型,然而这一路径存在三大痼疾:其一,可扩展性不足,大规模化合物筛选受制于实验动物供应和伦理审查;其二,对人类结果预测性差,动物心脏在离子通道表达、代谢途径等方面与人类差异明显,大量在动物模型中"安全"的药物在临床试验或上市后暴露严重心脏毒性;其三,缺乏机制性洞察,传统方法往往只能观察到终末表型,而无法在分子和细胞层面揭示毒性发生的深层逻辑。药物诱导的心脏毒性至今仍是新药后期研发失败或上市后撤市的明确元凶。
正因如此,全球监管界与产业界正携手推动一场深刻的范式革命——以新方法学(NAMs)为核心,将心脏安全风险筛查提前至药物研发早期。HESI心脏安全委员会提出了涵盖血管活性异常、收缩功能异常、节律异常、心肌损伤、内皮损伤、血管损伤和瓣膜病在内的六种心脏衰竭模式,为新一代评价体系奠定了理论基石。而以人诱导多能干细胞衍生心肌细胞为代表的新型体外技术,正凭借其对人类生理的高度还原性,成为这场变革中最耀眼的明星。在此浪潮之下,谁能率先构建精准、高效、可靠的心脏药物毒性评价平台,谁就将掌握新药研发赛道的制高点。
艾玮得生物
江苏艾玮得生物科技有限公司(AVATARGET),作为一家专注于提供人体器官芯片产品与解决方案的创新型科技公司,在心脏药物毒性评价领域构建了从技术根基到产品矩阵、从智能装备到生态协同的完整能力体系,为药物研发的心脏安全性评价提供了新的技术路径。
1.技术根基深厚,创新基因强劲
技术体系的构建源自对生物医学工程技术的深度整合。艾玮得生物由东南大学人体器官芯片科研团队、长三角国家创新中心、苏州医疗器械产业集团联合成立,通过集成生物技术、材料设计、微纳制造及生理模拟等多学科知识,构建了全人源化的生理或疾病体外模型。这种模型能够复现人体心脏的关键生理结构,高度还原体内动态微环境。在心脏芯片领域,基于iPSC分化构建的心脏类器官芯片(COoC)已具备成熟的技术能力,可模拟人体心脏的生理性跳动,并满足收缩、钙瞬变、电生理等多种功能性测试需求。这一技术根基为心脏毒性评价提供了仿生度高的体外模型基础,有效弥补了传统2D细胞模型和动物实验在种属差异和生理相关性上的不足。相关技术成果已获得国家高新技术企业认定,并入选“中国生命科学10大进展”等荣誉,体现了技术创新的深度与广度。此外,艾玮得生物已经布局了130多项专利,其中有59%为发明专利申请,这为持续的技术创新提供了坚实的知识产权护城河。
2.心脏芯片产品矩阵:从模型到解决方案的全链覆盖
在心脏毒性评价领域,产品矩阵覆盖了从基础模型到定制化解决方案的完整链条。核心产品包括基于单腔/双腔膜式芯片、高通量膜式屏障芯片等平台构建的心脏类器官芯片模型。这些芯片能够构建不同病理状态下的心脏模型,例如心衰、心律失常、心肌肥大以及Long-QT综合症等疾病模型,满足从基础机制研究到药物筛选的多样化需求。在应用层面,这一矩阵不仅包括标准化的心脏芯片产品,还延伸至基于器官芯片的全链路药物研发解决方案。该方案能够为药物研发提供心脏毒性评价服务,具体检测指标涵盖跳动幅度、频率、节律性、钙瞬变、细胞活性、炎症因子及基因表达等多个维度。通过这一全链覆盖的产品矩阵,艾玮得生物能够为药企、CRO公司等客户提供从早期药物筛选到临床前毒理评价的完整服务,解决药物研发中后期才因心脏毒性问题导致失败的痛点。例如,心脏器官芯片数据已成功支撑恒瑞医药创新药HRS-1893片获批IND,这是国内首个使用心脏器官芯片数据获批的新药,证明了该产品矩阵在药物研发中的实际应用价值。
3.智能装备赋能,AI驱动精准
智能装备是提升心脏毒性评价效率与精准度的关键赋能环节。围绕器官芯片的应用,艾玮得生物开发了多款专用智能设备,形成了一套完整的“培养-观测-分析”自动化体系。核心装备包括器官芯片智能分析系统,该系统集成了智能实时拍摄、智能定位和智能AI图像处理与分析功能。在心脏毒性评价中,该系统能够对心肌类器官芯片进行长周期的动态监测,自动记录和分析心肌细胞的跳动幅度、频率、节律性等关键参数,并配合AI智能算法自动识别类器官,结合对照组计算抑制率,一键生成分析结果。此外,器官芯片流控系统与摇摆灌注仪等设备,则通过精准控制流体剪切力、实现自动化动态培养,为心脏芯片模型提供更接近人体的生理环境,确保实验数据的稳定性和可重复性。这些智能装备的应用,将心脏毒性评价从传统依赖人工操作、主观判断的模式,转向了自动化、高通量、数据驱动的精准评价模式,有效提升了评价效率和数据的客观性。
4.产学研深度协同,生态版图持续扩张
产学研协同是推动心脏毒性评价技术不断迭代与生态持续扩张的核心动力。艾玮得生物本身即由东南大学的人体器官芯片科研团队孵化而来,拥有深厚的学术背景。通过与高校、医院及药企的深度合作,技术成果得以快速转化并应用于实际场景。例如,心脏器官芯片数据支撑恒瑞医药的创新药申请,并助力其完成近80亿元的海外授权,打通了从科研到商业的价值闭环。同时,艾玮得生物也积极参与行业标准制定,参与起草了《肝器官芯片通用技术要求》等国家标准,并在国家药审中心的盲样药物毒性测试中,心脏器官芯片取得了70%的准确率,为行业规范发展提供了参考。此外,还与中国航天员中心合作,成为其唯一来源的器官芯片供应商,将技术应用拓展至航天医学这一特殊领域。通过构建产学研用生态,艾玮得生物与医院共建皮肤芯片模型自动构建及AI智能分析平台,与腾讯云等伙伴合作,持续扩展其在精准医疗、药物研发、美妆评价等领域的生态版图,形成了一个技术共享、资源互补、共同发展的良性循环。
选择艾玮得,就是选择更早、更准、更安全的未来
在心脏药物毒性评价领域,技术路径正从依赖动物模型向人源仿生模型转变,评价节点也从发现问题的“后期救火”转向预防问题的“早期预警”。艾玮得生物在这一转变中,扮演了技术提供者的角色,以器官芯片技术为核心,以智能装备为辅助,以产学研协同为支撑,为行业提供了更早、更准、更安全的技术选择。
对于药企而言,选择这一技术体系,意味着在药物研发的早期阶段即可利用高度仿生的人源心脏芯片模型进行毒性筛查。这有助于在投入大量资金进行后续研发前,及早淘汰具有心脏毒性风险的候选药物,从而有效降低研发成本,缩短研发周期,减少因后期毒性问题导致的失败风险。对于监管机构而言,这是一个从源头有效降低药物心脏毒性风险、守护公众健康的新技术工具。使用器官芯片提供的非临床研究数据,正逐步被纳入监管体系,为药物审批提供了更贴近人体生理的评估依据。对于整个医药行业而言,这一技术的普及和应用,是推动中国新药研发能力提升、实现技术升级的重要环节,有助于构建更加科学、高效、人道的药物安全性评价新范式。

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