2025年6月初,Molecular Devices多位工程師在生物芯片上海國(guó)家工程研究中心(以下簡(jiǎn)稱“中心”)緊鑼密鼓地安裝調(diào)試儀器,經(jīng)過(guò)一周的奮斗,亞洲首臺(tái)CellXpress.ai體外模型智能化工廠順利完成安裝,標(biāo)志著中心與丹納赫旗下美谷分子儀器戰(zhàn)略合作的重要進(jìn)展。
PART .01 行業(yè)背景:全球藥物研發(fā)范式變革進(jìn)行時(shí)
2022年,美國(guó)《FDA現(xiàn)代化法案2.0》徹底重構(gòu)了新藥臨床前研究格局,該法案首次系統(tǒng)性認(rèn)可非動(dòng)物實(shí)驗(yàn)替代方法,允許申請(qǐng)方采用類器官模型、器官芯片、誘導(dǎo)多能干細(xì)胞平臺(tái)及人工智能算法等創(chuàng)新技術(shù),替代傳統(tǒng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行藥物安全性與有效性評(píng)估。2025年4月10日,F(xiàn)DA再次發(fā)布具有里程碑意義的政策更新:明確要求單克隆抗體等特定藥物逐步取消強(qiáng)制動(dòng)物實(shí)驗(yàn),并正式將類器官-器官芯片技術(shù)聯(lián)合AI的整合解決方案納入監(jiān)管框架。自此,沿襲百年的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)主導(dǎo)模式被徹底打破,基于類器官、器官芯片的一系列創(chuàng)新技術(shù)將開啟生命科學(xué)與醫(yī)藥研發(fā)的新紀(jì)元。
作為生物醫(yī)藥領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破,類器官技術(shù)雖被寄予厚望,卻長(zhǎng)期受困于三大產(chǎn)業(yè)化瓶頸:
✓ 手工操作繁瑣耗時(shí)
✓ 批次一致性難以控制
✓ 實(shí)驗(yàn)結(jié)果可重復(fù)性不足
為探索類器官技術(shù)在生命科學(xué)與醫(yī)藥研發(fā)領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用,推動(dòng)行業(yè)智能化升級(jí),中心啟動(dòng)引進(jìn)亞洲首臺(tái)CellXpress.ai體外模型智能化工廠,并于近日順利完成裝機(jī),進(jìn)入調(diào)試運(yùn)行階段。
PART .02 亞洲首臺(tái)CellXpress.ai的技術(shù)突破,AI驅(qū)動(dòng)的全流程自動(dòng)化革命
這臺(tái)首次登陸亞洲的CellXpress.ai體外模型智能化工廠,代表了類器官技術(shù)自動(dòng)化的全球頂尖水平,已在德國(guó)Helmholtz感染研究中心、悉尼大學(xué)、加州大學(xué)、勃林格殷格翰等科研院所和藥企投入運(yùn)行。
作為由人工智能驅(qū)動(dòng)的細(xì)胞培養(yǎng)創(chuàng)新中心,該工作站通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)輔助監(jiān)測(cè)、培養(yǎng)、成像和調(diào)度,實(shí)現(xiàn)了真正的3D生物學(xué)全流程自動(dòng)化。
與傳統(tǒng)方法相比,CellXpress.ai帶來(lái)了三大革命性突破:
全天候自動(dòng)化運(yùn)行
7x24小時(shí)不間斷工作,完全掌控苛刻的培養(yǎng)和傳代計(jì)劃,大幅縮短實(shí)驗(yàn)室手動(dòng)操作時(shí)間。
標(biāo)準(zhǔn)化和一致性輸出
人工智能輔助的分析和決策解決方案對(duì)細(xì)胞模型開發(fā)過(guò)程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,大規(guī)模提供高度相似且更具生理相關(guān)性的結(jié)果。
高效率擴(kuò)增
顯著提高多種干細(xì)胞細(xì)胞系、細(xì)胞球或類器官的生長(zhǎng)和擴(kuò)增效率,改善篩選工作流程。
該設(shè)備通過(guò)人工智能驅(qū)動(dòng)的細(xì)胞培養(yǎng)、自動(dòng)化流程管理及機(jī)器學(xué)習(xí)輔助分析,可大規(guī)模構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化類器官模型,為藥物開發(fā)、疾病建模等領(lǐng)域提供顛覆性解決方案。
PART .03 推動(dòng)產(chǎn)業(yè)變革的深遠(yuǎn)意義
亞洲首臺(tái)CellXpress.ai體外模型智能化工廠的落地運(yùn)行,其意義遠(yuǎn)超單臺(tái)設(shè)備的引進(jìn)。
解決產(chǎn)業(yè)化瓶頸:類器官技術(shù)作為替代動(dòng)物試驗(yàn)和傳統(tǒng)細(xì)胞模型的新型平臺(tái),一直受制于操作復(fù)雜、重復(fù)性差等問(wèn)題,自動(dòng)化平臺(tái)的引入將直接解決這些產(chǎn)業(yè)化瓶頸。
加速藥物研發(fā):在藥物研發(fā)和政策監(jiān)管的雙重要求下,類器官為更高效、更精準(zhǔn)的生命科學(xué)研究帶來(lái)希望,該平臺(tái)能極大提高藥物安全性和有效性評(píng)價(jià)效率。
構(gòu)建國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):為牽頭制定類器官技術(shù)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系,以及中國(guó)在該領(lǐng)域的規(guī)范化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
培養(yǎng)專業(yè)人才:雙方將加強(qiáng)學(xué)術(shù)交流、教育培訓(xùn)與人才培養(yǎng),為類器官行業(yè)輸送更多高素質(zhì)專業(yè)人才。
人工智能與3D生物學(xué)的深度融合,正在培養(yǎng)箱這個(gè)方寸之地掀起一場(chǎng)靜默的革命浪潮。隨著亞洲首臺(tái)CellXpress.ai體外模型智能化工廠的成功安裝,自動(dòng)化技術(shù)與AI賦能的細(xì)胞培養(yǎng)新時(shí)代全面到來(lái),中國(guó)類器官技術(shù)正迎來(lái)前所未有的產(chǎn)業(yè)化機(jī)遇。