想象一下，如果科學(xué)家在一塊芯片上重塑了一個(gè)你，或是你的一部分,，會(huì)有什么樣的效果呢,？至少對(duì)于醫(yī)生來(lái)說(shuō)，這是個(gè)不錯(cuò)的創(chuàng)新,，因?yàn)樗梢詭椭t(yī)生識(shí)別出快速治愈你的方法,，患者也不用再經(jīng)歷痛苦的“試錯(cuò)治療”過(guò)程，而且還可以減輕目前醫(yī)療系統(tǒng)的負(fù)擔(dān),。
生物芯片
現(xiàn)在加州大學(xué)伯克利分校的研究人員正在探索這一領(lǐng)域,。他們嘗試在一塊小芯片上面“培育”人類器官組織，如心臟和肺,。這些芯片并非我們常見(jiàn)的電腦芯片,，而是源自成人皮膚細(xì)胞的微型網(wǎng)絡(luò)，它會(huì)在一個(gè)極小的,、類似管道的塑料內(nèi)庭(plastic chamber)上培育,，然后膠合到一塊顯微鏡載片上。這項(xiàng)研究的目的,，是為了找到一種了解人體組織存活的方法,，然后模擬真實(shí)人類器官功能。我們目前的藥物測(cè)試都需要利用動(dòng)物,，或是人類志愿者,，整個(gè)過(guò)程非常冗長(zhǎng)，如果這項(xiàng)技術(shù)能夠成功,，那么就能有更加便宜且高效的方法來(lái)進(jìn)行臨床治療,。
不僅如此，傳統(tǒng)的藥物研發(fā)并非針對(duì)個(gè)體,，而是采用了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的方法,。根據(jù)該項(xiàng)目研究院Anurag Mathur透露，這些芯片有助于開(kāi)發(fā)“定制藥物”,，特別是可以針對(duì)指定的病人,，測(cè)試出他們真正所需的藥物。
去年五月,，《自然醫(yī)學(xué)》雜志披露哈佛大學(xué)和其他研究人員正在開(kāi)發(fā)一款治療巴斯綜合癥的“心臟芯片”,。這些研究目前都處于初級(jí)階段，不過(guò)一旦獲得成功,，不僅對(duì)于藥物研究的意義非常重大,，更重要的是可以降低藥物價(jià)格。如果生物芯片技術(shù)獲得成功,，新藥開(kāi)發(fā)的速度和準(zhǔn)度可以提升十倍,，而成本則會(huì)減少十倍,。
“活的半導(dǎo)體”
“生物芯片”技術(shù)實(shí)際上借鑒了幾十年前半導(dǎo)體行業(yè)的一些技術(shù)，它們制造出了晶體管,，構(gòu)建了現(xiàn)代電腦模塊。隨著晶體管體積越來(lái)越小,，速度越來(lái)越快,，計(jì)算機(jī)也從過(guò)去價(jià)格昂貴的“龐然巨獸”變成了如今實(shí)惠的便攜設(shè)備。許多科學(xué)家認(rèn)為,，生物科技也能有相同的機(jī)遇,。
研究人員表示一旦生物芯片的藍(lán)圖設(shè)計(jì)好，比如可以模擬人類肺或其他器官,，制造芯片的成本其實(shí)并不高,。真正的難點(diǎn)，是要確保細(xì)胞自身可以正確的集合在一起,，并且像真正的器官那樣在人類身體里發(fā)揮作用,。
最終，科學(xué)家相信他們可以在不同的藥物實(shí)驗(yàn)者身上進(jìn)行多種測(cè)試,，研究不同器官組織所需的藥物劑量,。目前正在開(kāi)發(fā)的有一個(gè)包含心臟和肺器官組織的組合芯片，如果這項(xiàng)工作可以獲得成功,，并開(kāi)發(fā)更多器官原型,，最終能形成一個(gè)人類身體的簡(jiǎn)單模型。對(duì)于科學(xué)家來(lái)說(shuō),，他們以后可以更直觀的探索藥物如何在人體內(nèi)部的獨(dú)立器官內(nèi)發(fā)揮作用,，并且如何影響生命系統(tǒng)的。
取代動(dòng)物
當(dāng)然,，這項(xiàng)技術(shù)也引起了不少專家的質(zhì)疑,，因?yàn)楹茈y了解這些芯片在模擬真實(shí)器官結(jié)構(gòu)和功能時(shí)，究竟能“模擬”到何種程度,。另外,，還有人覺(jué)得模擬的生物芯片器官始終無(wú)法代替真正的器官或器官系統(tǒng)，而且最終是否能導(dǎo)致藥物價(jià)格下降目前都不得而知,。
不過(guò),，如果生物芯片技術(shù)成熟了，勢(shì)必會(huì)帶來(lái)很大的機(jī)遇,。除了加速藥物研發(fā)速度,，降低藥品價(jià)格之外，它可以在臨床醫(yī)學(xué)試驗(yàn)中取代動(dòng)物進(jìn)行藥物試驗(yàn),。在生物醫(yī)療研究中,，我們要面對(duì)巨大的知識(shí)鴻溝,，我們無(wú)法知道產(chǎn)生疾病的原因，很多醫(yī)藥研究就像是無(wú)頭蒼蠅,。而生物芯片技術(shù)可以改變現(xiàn)狀,，至少，理論上是這樣,。