眾所周知，藥物從研發(fā)到上市大致經(jīng)歷3個階段：藥物研發(fā)、臨床前研究以及臨床Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期研究，上市同時進行臨床Ⅳ期研究，漫長復雜的研發(fā)過程使得工作者們希望用新的方式替代藥物研發(fā)上的一些必要步驟，其中Fabio Mota等4位科學家從臨床前研究出發(fā)，分析176項專利，并對全球1472名相關(guān)研究員的想法進行評估，認為3D/4D生物打印的人體組織/器官在代替甚至取代實驗動物上有值得期待的前景，并可以解決法律或道德問題，相關(guān)論文以“3D and 4D bioprinted human model patenting and the future of drug development”為題，于2020年6月9日發(fā)表在《Nature biotechnology》上。
[從專利入手，了解生物打印與藥物研究的密切性]
圖1（a）是176項專利所涉及的相關(guān)技術(shù)，從圖中可以直觀反映出3D組織/器官以及3D疾病模型是優(yōu)先被研究人員考慮的。以3D組織/器官為例，相關(guān)專利檢索量為28.4%（50項）；50項專利被分為5類技術(shù)用途（圖1（b）），其中人工組織/器官（21項，41%）以及細胞/組織/器官打印（16項，31%）占比較高；在21項專利中，又被分為14項相關(guān)技術(shù)應用，其中藥物試驗（10項）、疾病模型研究（9項）和毒性試驗（8項）是最常見的專利應用（圖1（c））。
[相信or不相信，先來場簡單粗暴的回答]
首先，對研究人員的想法進行大致歸納，就“3D/4D打印的人體組織/器官在藥物研發(fā)過程中能否替代實驗動物”這個話題，分別有54.8%的生物組織工程領域研究員、50.1%的藥物研發(fā)領域研究員認為：3D/4D打印的人體組織/器官在20年內(nèi)即可取代實驗動物； 對于實驗動物領域研究員而言，3種看法占比較為均勻。（下文分別稱為“相信組”與“不相信組”）
[各抒己見，機遇是什么？]
接著，對“相信組”的研究人員進行進一步了解，談談他們就“技術(shù)對新藥研發(fā)的影響”發(fā)表看法。如圖3所示，大多數(shù)研究員認為生物打印對藥物研究的影響主要集中在3個方面：成為藥物研發(fā)過程的主流、提供一種新的藥物研發(fā)模式以及根本上解決藥物不良反應的問題；對于“能否從根本上減少臨床試驗的需求”這一點上，持“不太可能”的研究員明顯增加。
同時，也對“不相信組”的研究員進行了解，圖4可以直觀反映出：對于提及的5點影響中，“不相信組”認為“不太可能”的比例更高。例如，大多數(shù)“不相信組”的研究員認為，3D/4D生物打印的人體結(jié)構(gòu)不太可能準確地預測人體的毒性，而大多數(shù)“相信組”的研究員則表達了相反的觀點；總體而言，不論是“相信組”還是“不相信組”，他們一致認為生物打印技術(shù)對于藥物研發(fā)的影響可以在20年內(nèi)實現(xiàn)。
[挑戰(zhàn)與機遇并存]
最后，研究員就“3D/4D生物打印人體組織/器官在藥物研發(fā)過程中的挑戰(zhàn)”發(fā)表見解。圖5指出，不管是“相信組”還是“不相信組”，對于提及的5點挑戰(zhàn)總體上相似，但是某些觀點存在較大差異，尤其是“對完整生物模型的需求”這一觀點，“不相信組”中有69.2％至70.4％的研究員認為相當重要，因為他們認為，藥物測試需要在整個生物體內(nèi)進行（與之對應的“相信組”只有29.8％至35％）；就“倫理挑戰(zhàn)”，“相信組”的研究員比例分布更平均，而“不相信組”的研究員觀點差異大；就“科學界對新技術(shù)的抵制”這一點，很大一部分“相信組”的研究人將其視為中等至重要的挑戰(zhàn)，而“不相信組”的研究員認為并不是很重要；同時，兩組的大多數(shù)研究人員都認為，“監(jiān)管方面的挑戰(zhàn)”和“缺乏科學驗證”重要或非常重要。
[小結(jié)]
在藥物研發(fā)過程中，利用3D / 4D生物打印模型在未來幾年有望成為現(xiàn)實。如果期望得以實現(xiàn)，這些模型不僅會改變藥物研發(fā)的模式，也會改變研究與教學的方式：實驗動物的飼養(yǎng)、管理設施可能不再需要、研究方案也可能會被改變、使用實驗動物也不會受到道德輿論的壓力。相信在眾多研究員的期待、認同與不斷努力下，藥物研發(fā)必將以新的方式被人們所熟知！
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