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)生來說，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越小，速度越來越快，計(jì)算機(jī)也從過去價(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)家來說，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，還有人覺得模擬的生物芯片器官始終無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，如果生物芯片技術(shù)成熟了，勢(shì)必會(huì)帶來很大的機(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，我們無法知道產(chǎn)生疾病的原因，很多醫(yī)藥研究就像是無頭蒼蠅。而生物芯片技術(shù)可以改變現(xiàn)狀，至少，理論上是這樣。