肝臟晶元登場！器官晶元能否取代動物進行毒性測試？

美國食品藥品監督管理局（FDA）目前正在測試的肝臟晶元

本文轉載自 Nature自然科研，原文以Miniature liver on a chip could boost US food safety為標題發布在2017年4月12日的《自然》新聞上，原文作者：Sara Reardon

研究人員的目標是讓這種人造器官能與動物模型相提並論，並最終取代動物試驗。

美國食品藥品監督管理局（FDA）已經開始測試一種肝臟晶元。這是一種模擬人類器官生物功能的迷你模型，FDA將測試它是否可以有效地為人體對食物以及食源性疾病的反應建模。這些實驗能幫助FDA決定，醫藥公司在為可能具有毒性的新化合物（如食品添加劑）提出批准申請時，是否可以用晶元數據替代動物試驗數據。監管機構嘗試用器官晶元替代動物試驗，這在全球範圍內是首次。

4月11日，FDA食品安全部門的毒理學高級顧問Suzanne Fitzpatrick在一則博客上公布了FDA的這一動向。雖然這類晶元是被設計用於測試藥物的，但Fitzpatrick所在的部門也想用它們來試一試單個器官對膳食補充劑和化妝品等產品的反應。他們還能用器官晶元來測試食源性病原體影響特定器官的具體過程。FDA的食品安全科學家們將首先評估人類肝臟晶元，接著會測試腎臟、肺和腸道模型。

這些晶元由位於美國麻省波斯頓市的生物技術公司Emulate製造。這種迷你器官里包含多種人類肝臟細胞，它們長在支架上。類似血液的液體被源源不斷地泵入這個系統，為細胞輸送營養物質並帶走代謝廢物。Emulate的首席執行官Geraldine Hamilton表示，他們也可以在晶元中添加免疫系統組分，以測試對肝臟新陳代謝的影響。

前路漫漫

美國賓州匹茲堡大學的毒理學家Lawrence Vernetti表示：「我很高興有人願意測試這種新技術。」Vernetti正在研發另一種不同的肝臟晶元。動物的新陳代謝在某些方面和人類極為不同，比如巧克力對狗狗來說是有毒的。他表示，雖然在預測對人體的毒性的時候動物常常是不錯的模型，但是它們並非萬無一失。如果長遠的目標是要減少用於毒性測試的動物數量，那麼「我們必須要研發出一種能讓科研界監管機構信任其所給數據的系統。」

Vernetti對監管機構這麼快就開始測試器官晶元感到驚訝，但他同時指出這項決定是合乎時宜的，因為公眾在減少研究用動物方面施加了越來越大的壓力。比如在2013年，歐盟就禁止銷售經過動物測試的化妝品。「但不能說不測試就不測試啊，總要找個替代方案，」Vernetti表示，「人體器官晶元就是一個不錯的選擇。」

對於動物權益活動人士來說，這個消息稱得上是一次勝利。善待動物組織（People for the Ethical Treatment of Animals，PETA）高級副總裁Kathy Guillermo在一則向《自然》（Nature）發布的聲明中表示，「動物們不再需要為了改善人類的醫療而受有毒測試的罪了。FDA行動了起來，我們簡直欣喜若狂。」

但是，器官晶元完全取代動物測試尚需一定時日。Hamilton指出，即使人類肝臟晶元能順利代謝某種毒素，但是其他器官（比如心臟）對毒素的反應卻是不可預料的。Hamilton表示，儘管研究者正試圖將多達十個的器官晶元連接起來，但要完全摒棄動物研究「短期內還無法實現，還有許多要改進的空間。」

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