药物毒性评估是药物筛选过程中的关键环节，同时也是导致许多药物研发失败及市场撤回的主要原因。这表明，传统的药物毒性评价方法存在一定的局限性。在早期的药物发现阶段，毒性评估主要依赖于动物实验，但动物模型往往无法准确反映临床患者的实际情况，无法解决物种间的差异。这些局限性导致毒性预测的结果不够准确，因此研究者不断寻求更为精确的替代评价方法。

器官芯片技术作为近年来毒理学研究中的新兴技术，展现了“改变游戏规则”的潜力。这项技术成功的关键是将安全性数据与特定的分子特征（如吸收、分布、代谢和排泄以及理化特性）有效结合，从而应对潜在靶点和与先导药物相关的固有风险。这一过程涉及到从传统的低通量体内毒理学方法转变为更注重预测性的体外机制分析。这种评估方法依赖于与人体生理相关的模型系统的开发，近年来在诱导多能干细胞（iPSC）、器官芯片技术和成像技术等领域取得了重大进展，有望显著提升毒理学研究的预测价值。

通过对14家欧洲中型至大型制药公司的专家调查，发现了一些正在产生影响的关键新兴技术和方法，包括器官芯片、高内涵成像和基因编辑等。此外，2020年对2015年的调查进行了重复，结果显示专家们对器官芯片、基因组分析及高内涵成像等技术的认知有了积极的提升，多于80%的专家认为器官芯片技术将在未来2到5年内显著改变研究毒理学的方式。

器官芯片在药物毒理研究中的应用前景

器官芯片（organ-on-a-chip）依赖于先进的微加工技术，是一种微流控芯片仿生系统，能够模拟特定人体器官的复杂微结构、微环境及生理功能。在毒理学研究中，毒理学家逐渐使用复杂的人类和动物多生理系统（MPS）模型，以深入了解器官特异性及相互间的毒性特征。目前，领域内已经成功构建用于毒理评估的肝、肾、皮肤和心脏等单器官及多器官芯片模型。

肝脏器官芯片

肝脏是人体最重要的解毒器官，也是众多药物毒性作用的主要靶器官。因此，药物诱导的肝损伤（DILI）是药物毒理研究的重要话题。肝脏器官芯片通过微流控技术构建仿真人体肝脏组织的器官芯片，不仅能够模拟肝脏的微结构及代谢活动，还超越了传统二维细胞模型的局限性，有助于消除动物与人类之间的种属差异。研究表明，肝芯片在药物毒性测试中的敏感度达87%，特异性为100%，为精准评估药物毒性提供了可靠的依据。

心脏器官芯片

心脏被戏称为“生命引擎”，它在血液循环中起着关键的作用。自上世纪90年代以来，很多药物因心血管并发症被撤回，许多药物的I期临床试验也因心血管毒性失败。心脏器官芯片为筛选药物在生理相关模型中的心血管细胞类型提供了有效途径。通过开发心脏器官芯片模型，研究者能够在持续的液体流动和机械拉伸下研究药物对心脏的毒性反应。

肾脏器官芯片

肾脏是药物及其毒性代谢产物富集与排泄的重要器官。急性肾损伤（AKI）常常导致候选药物在临床试验中的失败。尽管动物实验依旧是临床前肾毒性评估的金标准，且其效率低、成本高的问题日益显现，开发新的人类相关肾脏模型显得尤为重要。高仿生的近端肾小管类器官芯片相较于传统模型，具备更强的屏障与排泄功能，有助于提升肾毒性的预测能力。

皮肤器官芯片

皮肤作为人体最大的器官，直接与外界环境相接触，逐渐引起了研究的重视。随着“3Rs原则”的推行，越来越多的国家兴起禁止在化妆品及药物测试中使用实验动物的趋势，进而推动了皮肤器官芯片的发展。此类芯片能够更真实地模拟人皮肤的生理与病理状态，不仅可进行药物毒性和化妆品安全性评估，还适用于皮肤发育及病理研究。

环亚集团·AG88 正在不断引入创新的毒理学研究工具和策略，以减少药物开发过程中与安全性相关的问题。尽管研究毒理学的核心目标在于预测临床安全性，然而这一目标仍面临诸多挑战。器官芯片技术的引入，有望替代传统的细胞培养与动物模型，为新药研发提供更加高效、精准的解决方案。

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