伴隨著(zhù)FDA的幾項大動(dòng)作，類(lèi)器官與器官芯片在近兩年吸引了大量的行業(yè)關(guān)注。由于該類(lèi)技術(shù)與傳統生物模型存在的巨大關(guān)聯(lián)性，一時(shí)之間，各種討論甚囂塵上。

行業(yè)發(fā)展初期，由于大多數行外人對該行業(yè)還不甚了解，“該類(lèi)新技術(shù)即將改變當下行業(yè)發(fā)展秩序，不久就能展現一幅更為人道的世間圖景——‘不再倚靠動(dòng)物，就能進(jìn)行各項臨床前的必要試驗以測試各類(lèi)物質(zhì)的安全與有效性’”的熱烈憧憬已經(jīng)在大多數行外人的腦中映射。

廣泛的應用前景、巨大的發(fā)展潛力，一時(shí)之間讓賽道變得滾燙。無(wú)盡的想象背后，伴隨著(zhù)體內腎上腺素的飆升。資金的快速流動(dòng)表達著(zhù)市場(chǎng)的熱切情緒與期望，甚至是在多數人尚未厘清類(lèi)器官與器官芯片兩者概念之間區別的時(shí)候。

但理想國的世界從來(lái)都不容易到達，前進(jìn)路徑往往呈螺旋式，伴隨著(zhù)諸多困難與挑戰。

為展現類(lèi)器官與器官芯片行業(yè)當下最真實(shí)的發(fā)展樣貌，也為探尋許多相異言論背后的真相，我們對全球近50家類(lèi)器官與器官芯片行業(yè)的代表企業(yè)進(jìn)行了深入研究，細致梳理了全球類(lèi)器官與器官芯片行業(yè)的背景起源和發(fā)展脈絡(luò )，并與國內近30家企業(yè)的核心高管以及多位行業(yè)投資人進(jìn)行了深度對話(huà)，同時(shí)還將話(huà)筒遞給了有相關(guān)行業(yè)背景但目前不存在相關(guān)利益關(guān)系的專(zhuān)家，力求展現一幅客觀(guān)中立的行業(yè)發(fā)展現狀圖。

伴隨著(zhù)FDA的幾項大動(dòng)作，近兩年類(lèi)器官與器官芯片的產(chǎn)業(yè)熱情達到歷史頂峰。

2021年、2022年，類(lèi)器官與器官芯片行業(yè)投融資增長(cháng)趨勢迅猛，不論是融資事件還是融資總金額都連連創(chuàng )新高——2021年中國類(lèi)器官與器官芯片行業(yè)共計發(fā)生融資事件6起，融資總金額2.5億元；2022年中國類(lèi)器官與器官芯片行業(yè)共計發(fā)生融資事件9起，融資總金額近4億元。

拉長(cháng)時(shí)間線(xiàn)來(lái)看，近5年，我國類(lèi)器官與器官芯片行業(yè)投融資一直在升溫。

▲ 數據來(lái)源：動(dòng)脈橙數據庫，蛋殼研究院制圖

為方便讀者了解目前在市場(chǎng)上走得相對較快的企業(yè)情況，蛋殼研究院整理了國內類(lèi)器官與器官芯片行業(yè)企業(yè)的最新融資情況如下。

我國類(lèi)器官與器官芯片領(lǐng)域最新融資情況

▲ 數據來(lái)源：動(dòng)脈橙數據庫，蛋殼研究院制圖

擴大視角，再從全球情況來(lái)看，類(lèi)器官與器官芯片領(lǐng)域融資情況波動(dòng)相對較大，但同樣呈持續上升趨勢。

其中，2018年和2021年全球類(lèi)器官與器官芯片領(lǐng)域在融資事件和融資總金額均創(chuàng )新高，2018年共計發(fā)生8起融資事件，融資總金額達到7.7億元；2021年共計發(fā)生11起融資事件，融資總金額達到14.6億元。

2014-2022年全球類(lèi)器官與器官芯片行業(yè)融資情況一覽

▲ 數據來(lái)源：動(dòng)脈橙數據庫，蛋殼研究院制圖

由于行業(yè)處于發(fā)展早期，全球市場(chǎng)整體融資表現受個(gè)別明星企業(yè)的融資影響大。

比如，全球類(lèi)器官與器官芯片領(lǐng)域迄今為止每一次投融資“新高峰”的形成，基本背后都有Emulate這家企業(yè)的大力助推——2016年，Emulate完成B輪2800萬(wàn)美元融資；2018年，完成C輪3600萬(wàn)美元融資；2021年，完成E輪融資8200萬(wàn)美元。

另外一家明星初創(chuàng )企業(yè)，成立于2019年的Xilis，也已經(jīng)成為推動(dòng)投融資市場(chǎng)新高峰形成的重要“合力”，如2021年全球類(lèi)器官與器官芯片行業(yè)投融資史上最高峰的形成，其中有將近一半是Xilis的“功勞”。

從投融資次數和金額來(lái)看，類(lèi)器官和器官芯片行業(yè)都還處于早期發(fā)展階段，競爭剛剛起步。擁有核心技術(shù)優(yōu)勢和完整生產(chǎn)鏈、盡早布局該行業(yè)的企業(yè)無(wú)疑具有先發(fā)優(yōu)勢。

基于類(lèi)器官和器官芯片的廣泛應用前景和發(fā)展潛力，各國政府大力支持和推動(dòng)行業(yè)發(fā)展。其中，美國政府尤為重視器官芯片領(lǐng)域的發(fā)展，提供了大量研究經(jīng)費和實(shí)際支持。

美國對于器官芯片行業(yè)的重要支持

▲ 數據來(lái)源：動(dòng)脈橙數據庫，器官芯片網(wǎng)，蛋殼研究院制圖

自2011年宣布啟動(dòng)人體芯片(Human-on-Chip)計劃起，美國相關(guān)政府機構在對于器官芯片領(lǐng)域的研究，不僅投入了大量研究經(jīng)費，還鼓勵支持成立了像國際微生理系統學(xué)會(huì )（iMPSS）以及IQ聯(lián)盟（Innovation and Quality Consortium）等在內的相關(guān)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟組織，設立多家器官芯片測試中心推進(jìn)相關(guān)行業(yè)標準的建立以及積極召開(kāi)會(huì )議論壇加強行業(yè)間交流等多種方式，推進(jìn)器官芯片行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化。

IQ聯(lián)盟簡(jiǎn)介及主要成員

IQ MPS作為IQ聯(lián)盟的附屬機構，專(zhuān)門(mén)致力于推進(jìn)微生理系統在科研和制藥領(lǐng)域的發(fā)展和規范化應用，并為聯(lián)盟內的跨制藥領(lǐng)域協(xié)作和數據共享提供交流平臺。

▲ 數據來(lái)源：各家企業(yè)及IQ聯(lián)盟官網(wǎng)，蛋殼研究院制圖

歐盟在近幾年也不斷增加對人體器官芯片相關(guān)研究的支持，無(wú)論是在具體的政策落地還是資金支持方面。比如歐洲禁止動(dòng)物用于化妝品測試等政策的出臺，極大地促進(jìn)了行業(yè)對類(lèi)器官和器官芯片這些可能的動(dòng)物替代性技術(shù)的關(guān)注。

資金支持方面，歐盟投資最多的全球性科技開(kāi)發(fā)計劃——歐盟第七框架計劃（7th Framework Programme，簡(jiǎn)稱(chēng)FP7，2007年1月1日啟動(dòng)第七個(gè)科技框架計劃，總預算為505.21億歐元）就包含器官芯片項目，以及2016年開(kāi)始的EU-Tox風(fēng)險項目等也包含支持器官芯片的部分。

我國政府目前則更為重視類(lèi)器官領(lǐng)域的發(fā)展。近兩年，隨著(zhù)政府的重視以及資本的關(guān)注愈發(fā)密集，《人腸癌類(lèi)器官》、《人腸道類(lèi)器官》、《人源肺癌類(lèi)器官培養技術(shù)規范》、《皮膚芯片通用技術(shù)要求》、《人正常乳腺及乳腺癌類(lèi)器官制備、凍存、復蘇和鑒定操作指南》等團隊標準和國家標準草案被陸續推出，大大加速了行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。

我國在類(lèi)器官與器官芯片行業(yè)的部分政策、專(zhuān)項支持及標準規范制定情況

▲ 數據來(lái)源：動(dòng)脈橙數據庫，蛋殼研究院制圖

此外，國內近幾年對于實(shí)驗室自建檢測方法（LDT）試點(diǎn)的積極支持，也極大促進(jìn)了類(lèi)器官與器官芯片企業(yè)將產(chǎn)品應用于臨床發(fā)展的熱情，讓企業(yè)在早期申報注冊產(chǎn)品的過(guò)程中能獲得一部分現金流收入支持企業(yè)更好的生存發(fā)展。目前上海、廣州等地的部分公立醫療機構已經(jīng)被列為試點(diǎn)綜合類(lèi)單位。

任何一項商業(yè)化的技術(shù)都伴隨著(zhù)需求誕生，類(lèi)器官和器官芯片也是如此。破解新藥研發(fā)當前面臨的困境，是促進(jìn)類(lèi)器官與器官芯片行業(yè)發(fā)展的重要動(dòng)力。

新藥研發(fā)困境促進(jìn)類(lèi)器官與器官芯片行業(yè)發(fā)展 

▲ 數據來(lái)源：調研訪(fǎng)談，蛋殼研究院制圖

隨著(zhù)更多的新藥獲批上市，藥物研發(fā)標準正在被不斷提高，造成新藥研發(fā)難度越來(lái)越高，新藥研發(fā)研發(fā)成本越來(lái)越高，投資回報率越來(lái)越低，加劇新藥研發(fā)困境。制藥界迫切地希望能夠找到新的方法、范式和工具來(lái)提高新藥研發(fā)的成功率。

能夠高度模擬和再現人體生理環(huán)境和復雜反應的類(lèi)器官與器官芯片等體外仿生模型，成為有望打破制藥界困境的新寄托。

2D細胞、小鼠模型、非人靈長(cháng)類(lèi)、類(lèi)器官、器官芯片應用的優(yōu)劣勢

▲ 數據來(lái)源：調研訪(fǎng)談，蛋殼研究院制圖

通過(guò)利用類(lèi)器官與器官芯片等體外仿生模型，能有效提升藥物臨床療效預測準確度，降低藥物開(kāi)發(fā)成本。

傳統生物模型、類(lèi)器官、器官芯片應用的優(yōu)劣勢比較

▲ 數據來(lái)源：調研訪(fǎng)談，蛋殼研究院制圖

同時(shí)，由于技術(shù)的不斷進(jìn)步，精準醫療時(shí)代的到來(lái)以及新藥研發(fā)日益復雜等原因，市場(chǎng)對類(lèi)器官和器官芯片等人體高仿生度模型的需求進(jìn)一步增加，行業(yè)迎來(lái)蓬勃發(fā)展期。

精準醫療是近年來(lái)公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。在癌癥精準治療方面，腫瘤類(lèi)器官的出現為癌癥精準醫療創(chuàng )造了新的機遇。

利用腫瘤類(lèi)器官進(jìn)行藥敏檢測，可以精準預測患者對抗癌藥物的反應，指導患者避免使用有毒副作用而無(wú)效果的藥物，選擇有效殺傷癌細胞的藥物方案，降低患者的耐藥風(fēng)險和腫瘤復發(fā)的幾率。中國患癌人群基數大，且呈現不斷上升的發(fā)展趨勢，讓腫瘤類(lèi)器官在藥敏檢測領(lǐng)域有很大的應用前景。

另一方面，對新藥研發(fā)模型的要求復雜化以及治療方案的復雜化，也推動(dòng)類(lèi)器官與器官芯片行業(yè)快速發(fā)展。

傳統2D細胞模型由于不能模擬進(jìn)行不同器官細胞間的溝通及微環(huán)境層面代謝物、激素以及免疫系統的復雜相互作用，傳統動(dòng)物模型又存在種屬差異、對實(shí)際人體反應預測能力較差、倫理問(wèn)題以及成像觀(guān)察的局限性等不足的問(wèn)題，一旦涉及到免疫、代謝、感染、CNS、罕見(jiàn)病等非常具有人類(lèi)特異性的疾病，傳統的2D細胞模型和模式動(dòng)物等傳統方案難以進(jìn)行有效疾病建模。

除了新藥研發(fā)模型的要求愈發(fā)復雜化，治療方案的復雜化進(jìn)一步引發(fā)對類(lèi)器官與器官芯片等技術(shù)的需求。

十年前，大多數制藥企業(yè)的管線(xiàn)都以小分子為主，而現在，它們布局了從小分子到大分子，從化藥到單抗、雙抗、ADC、Protac、多肽、小核酸藥、基因治療、細胞治療等為代表的創(chuàng )新治療方案。由于大多創(chuàng )新治療方案的作用機制多在微環(huán)境（也就是細胞間），解決多細胞共培養的問(wèn)題是必然要求。

最后，國際去動(dòng)物化發(fā)展趨勢進(jìn)一步推動(dòng)行業(yè)快速發(fā)展。

隨著(zhù)動(dòng)物保護力度的加強，目前世界許多國家和地區都已經(jīng)出臺了禁止使用動(dòng)物進(jìn)行化妝品檢測的法律法規。比如歐盟、挪威、新西蘭、以色列、印度都已經(jīng)全面禁止化妝品動(dòng)物實(shí)驗，并對新近做過(guò)動(dòng)物實(shí)驗的化妝品上市銷(xiāo)售予以禁止。

歐洲一些國家甚至已經(jīng)開(kāi)始實(shí)行禁止利用動(dòng)物進(jìn)行實(shí)驗。中國的化妝品目前也已經(jīng)逐步去除了強制性動(dòng)物實(shí)驗的要求。

綜上，技術(shù)、政策、市場(chǎng)各方面因素的共同推動(dòng)造成行業(yè)如今領(lǐng)域的繁榮。

科研方面，類(lèi)器官和器官芯片相關(guān)的科研文獻數量快速上升。

近10年全球類(lèi)器官與器官芯片科研文獻發(fā)表數量

▲ 數據來(lái)源：PubMed數據庫，蛋殼研究院制圖

據PubMed數據庫，涉及類(lèi)器官與器官芯片技術(shù)的相關(guān)研究在近10年呈直線(xiàn)上升態(tài)勢，且不乏多篇CNS等各大頂級期刊文獻?；A科學(xué)研究方面的研究積累正在進(jìn)一步加速類(lèi)器官與器官芯片的產(chǎn)業(yè)進(jìn)程。

產(chǎn)業(yè)方面，多家創(chuàng )新企業(yè)相繼成立，多家企業(yè)通過(guò)創(chuàng )新布局入局類(lèi)器官與器官芯片賽道。據蛋殼研究院不完全統計，全球目前有超過(guò)49家企業(yè)專(zhuān)門(mén)布局類(lèi)器官與器官芯片賽道。

2011-2021年全球類(lèi)器官和器官芯片領(lǐng)域企業(yè)成立情況

▲ 數據來(lái)源：動(dòng)脈橙數據庫，蛋殼研究院制圖

在開(kāi)始全球類(lèi)器官與器官芯片發(fā)展現狀的剖析之前，或許我們有必要厘清類(lèi)器官與器官芯片的概念。

由于類(lèi)器官與器官芯片尚處于發(fā)展早期，此前國內對類(lèi)器官與器官芯片的界定與理解存在模糊地帶。但相關(guān)概念的厘清與規范，對行業(yè)的有序競爭和良性發(fā)展無(wú)疑是重要的。

蛋殼研究院在動(dòng)脈新醫藥此前采訪(fǎng)的基礎上，向行業(yè)更多專(zhuān)業(yè)人士進(jìn)行了調研，得出以下結論：類(lèi)器官和器官芯片分屬不同的細分領(lǐng)域，但應用場(chǎng)景有相似。

類(lèi)器官、器官芯片與類(lèi)器官芯片之間的關(guān)系

▲ 數據來(lái)源：調研訪(fǎng)談，蛋殼研究院制圖

具體來(lái)講，類(lèi)器官偏向生物學(xué)，屬于干細胞相關(guān)領(lǐng)域，類(lèi)器官中的干性細胞在培養過(guò)程中會(huì )向不同類(lèi)型細胞分化，且分化后的細胞在空間排布、生理功能上與人體器官高度相似，但在可控性、可重復性上具有局限，其復雜程度受細胞分化能力限制。

器官芯片則偏向于生物醫學(xué)工程，通過(guò)微流控等技術(shù)的引入，在建模的可控性和標準化上具有優(yōu)勢，可通過(guò)共培養技術(shù)實(shí)現更復雜模型的構建，但往往難以兼具通量、成本和復雜度的要求。

雖然類(lèi)器官與器官芯片分屬不同賽道，但目前國內常常將類(lèi)器官和器官芯片一并提及甚至混為一談的現象，原因在于兩者同屬替代性前沿技術(shù)，在應用場(chǎng)景上有一定的結合點(diǎn)，且其應用目的均在于構建體外仿生生理模型以更好地進(jìn)行疾病和藥理研究等。

器官芯片和微生理系統 (microphysiological system，MPS) 作為復雜體外模型 (complex in vitro model, CIVM)的子集，通常在文獻里是近似的指代。

但多位行業(yè)專(zhuān)家一致認同，微生理系統的涵蓋范圍大于器官芯片。白皮書(shū)中對各類(lèi)體外模型相關(guān)定義做了清晰詳盡的解釋?zhuān)颂幭抻谄?，不再展開(kāi)。

類(lèi)器官、器官芯片、微生理系統及復雜體外模型之間的關(guān)系 

▲ 數據來(lái)源：調研訪(fǎng)談，蛋殼研究院制圖

■ 全產(chǎn)業(yè)鏈分析：中下游需求尚未放量，80%企業(yè)兼做上游

目前，全球類(lèi)器官與器官芯片產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括儀器設備研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)、試劑耗材研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)，為行業(yè)提供類(lèi)器官及器官芯片自動(dòng)化高通量操作儀器、芯片制造、成像設備等儀器設備，以及包括培養板，試劑盒、水凝膠、納米纖維、基質(zhì)膠、合成支架、蛋白和專(zhuān)用耗材，微流控芯片及基材等在內的試劑耗材。

中游為提供類(lèi)器官、器官芯片及配套技術(shù)服務(wù)的企業(yè)。下游主要包括制藥和生物技術(shù)企業(yè)（藥企）、CRO、高校及其他科研院所、化妝品行業(yè)企業(yè)、醫院、患者等。

類(lèi)器官與器官芯片全產(chǎn)業(yè)鏈圖譜

▲ 數據來(lái)源：各家企業(yè)及科研院所官網(wǎng)，蛋殼研究院制圖

值得注意的是，由于目前類(lèi)器官與器官芯片行業(yè)尚處于發(fā)展早期，中下游需求尚未放量，因此類(lèi)器官與器官芯片的許多企業(yè)某種程度上扮演了部分上游角色，多自行進(jìn)行類(lèi)器官及器官芯片自動(dòng)化、高通量操作儀器以及成像設備的研發(fā)。

據蛋殼研究院不完全統計，全球類(lèi)器官與器官芯片企業(yè)布局上游儀器設備或試劑耗材的企業(yè)占比高達80%。

全球類(lèi)器官與器官芯片企業(yè)布局上游情況

▲ 數據來(lái)源：動(dòng)脈橙數據庫，蛋殼研究院制圖

隨著(zhù)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，中下游需求對于上游儀器設備/試劑耗材的需求總量進(jìn)一步增加，像伯楨生物這類(lèi)專(zhuān)門(mén)打造相關(guān)儀器設備以及研發(fā)生產(chǎn)試劑耗材的企業(yè)開(kāi)始出現。

隨著(zhù)未來(lái)行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展以及相關(guān)政策和標準落地，行業(yè)對于上游的需求放量，會(huì )促進(jìn)更多專(zhuān)業(yè)性質(zhì)的上游企業(yè)誕生以及部分類(lèi)器官和器官芯片企業(yè)的業(yè)務(wù)轉型，率先深度布局上游的企業(yè)無(wú)疑具有先發(fā)優(yōu)勢。

■ 行業(yè)現狀分析：海外發(fā)展進(jìn)度快于國內且表現出明顯發(fā)展差異

由于國外政策、資金支持更到位，研究開(kāi)展更早，國外類(lèi)器官和器官芯片整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)度快于國內。

從類(lèi)器官的產(chǎn)業(yè)應用來(lái)看，國外部分類(lèi)器官企業(yè)已經(jīng)解決了類(lèi)器官培養和使用的合規和倫理問(wèn)題。如Hans Clevers參與創(chuàng )辦的類(lèi)器官技術(shù)孵化企業(yè)HUB已經(jīng)搭建了具有一定數量和種類(lèi)豐富度的類(lèi)器官模型庫，讓其中部分的類(lèi)器官可以被隨時(shí)調用，進(jìn)行有目的的擴增和凍存，從而開(kāi)展針對性的科學(xué)研究，或者服務(wù)于藥企等下游客戶(hù)。

諸如InSphero、OcellO（已被CrownBio收購）、Cellesce等海外類(lèi)器官企業(yè)已經(jīng)解決了類(lèi)器官培養在高通量、可重復性以及手動(dòng)培養非標準化等方面的一些問(wèn)題，順利將其用于藥物研發(fā)領(lǐng)域，主要客戶(hù)群體是藥企及科研院所。

國內類(lèi)器官行業(yè)發(fā)展快速，但在類(lèi)器官培養質(zhì)控及樣本合規方面的能力有待進(jìn)一步提升。比如在解決類(lèi)器官樣本合規和倫理方面的工作還不夠到位，以及一些類(lèi)器官庫中的模型尚未達到可應用的標準，缺乏相關(guān)的質(zhì)量控制標準。

在器官芯片領(lǐng)域，全球器官芯片核心廠(chǎng)商主要分布在北美及歐洲地區，包括Emulate、TissUse、Hesperos、CN Bio等頭部器官芯片企業(yè)占據全球超過(guò)50%以上的市場(chǎng)份額，國外器官芯片企業(yè)目前處于主導地位，我國產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相較落后。

原因在于，器官芯片是一項多學(xué)科高度交叉的前沿技術(shù)，技術(shù)門(mén)檻較高。此外，由于處于不同發(fā)展階段國家解決問(wèn)題的重心不同，相較于歐美，我國器官芯片行業(yè)在國內整體缺乏資金和政府系統性組織的支持。

國內產(chǎn)業(yè)發(fā)展類(lèi)器官的風(fēng)頭更盛，國外產(chǎn)業(yè)器官芯片企業(yè)數量占比更大，國內外在類(lèi)器官與器官芯片領(lǐng)域發(fā)展的重心上幾乎相反。

據蛋殼研究院不完全統計，目前中國以發(fā)展類(lèi)器官為主要業(yè)務(wù)的企業(yè)占比國內類(lèi)器官與器官芯片領(lǐng)域企業(yè)總量的71%，海外以發(fā)展器官芯片為主要業(yè)務(wù)的企業(yè)占比海外類(lèi)器官與器官芯片領(lǐng)域企業(yè)總量的63%。

海內外類(lèi)器官與器官芯片企業(yè)成立差異表現

▲ 數據來(lái)源：動(dòng)脈橙數據庫，蛋殼研究院制圖

我們認為，導致這個(gè)現象發(fā)生的的原因主要有兩個(gè)方面：一是技術(shù)積累的基礎不同，二是國情不同導致的市場(chǎng)需求發(fā)展差異。

首先看類(lèi)器官領(lǐng)域，“國內產(chǎn)業(yè)發(fā)展類(lèi)器官的風(fēng)頭更盛”的背后原因，包括上文已經(jīng)提及的技術(shù)方面的一些問(wèn)題和阻礙，以及國內監管審批的指導政策不完善。另外，由于不同的國情，將類(lèi)器官應用于臨床端發(fā)展癌癥精準醫療布局藥敏篩查是國內區別于海外的市場(chǎng)需求所在。

中國作為癌癥大國，無(wú)論是總癌癥患者基數還是新發(fā)癌癥人群都非常龐大，且癌癥患者的5年生存率明顯低于海外發(fā)達國家。而影響患者五年生存率的因素除了治療手段本身，還有一個(gè)非常重要的因素在于早篩早診。

中國人腫瘤早篩意識薄弱，大部分患者往往在患病且病癥非常明顯的情況下才進(jìn)行診治。由于大量腫瘤患者在患病早期無(wú)癥狀，確診階段更多地集中于發(fā)病中晚期，因此大部分中國癌癥患者一經(jīng)診斷結果可能就已經(jīng)發(fā)展到了中晚期，此時(shí)如果能盡快找出適合患者的給藥方案無(wú)疑對患者有極大幫助。中國患癌人群基數大且呈現不斷上升的發(fā)展趨勢，讓腫瘤類(lèi)器官在藥敏檢測領(lǐng)域有很大的應用前景。

除了中國資本市場(chǎng)對于精準醫療市場(chǎng)的期待，海外資本對于類(lèi)器官企業(yè)Xilis的青睞也在一定程度上表明了其對于將腫瘤類(lèi)器官應用于癌癥精準醫療藥敏篩查的認可。

Xilis企業(yè)MOS平臺的優(yōu)勢

▲ 數據來(lái)源：Xilis官網(wǎng)

Xilis成立于2019年，目前僅A輪融資總額已經(jīng)超過(guò)了8900萬(wàn)美元，是當下市場(chǎng)中炙手可熱的企業(yè)新秀。其專(zhuān)有的MicroOrganoSphereTM（MOS）平臺是一個(gè)可擴展的患者衍生類(lèi)器官模型藥物發(fā)現平臺。結合AI成像分析工具，Xilis可以基于腫瘤類(lèi)器官快速準確預測患者治療反應，幫助臨床醫生制定有針對性的個(gè)體化癌癥治療策略。

當然，海外資本青睞Xilis的原因并不在癌癥精準醫療這一個(gè)方面，輔助制藥企業(yè)進(jìn)行新藥開(kāi)發(fā)也是Xilis的重要業(yè)務(wù)板塊，體現了其技術(shù)實(shí)力。

國外產(chǎn)業(yè)器官芯片企業(yè)數量占比更大，我們猜測主要原因也包括兩方面。

第一方面，在于國外在藥物研發(fā)方面走得更為前沿，對于器官芯片的市場(chǎng)需求更為迫切。

報告前文提到，制藥企業(yè)的研發(fā)方向在轉變，從小分子到大分子，從化藥到抗體藥、Protac、多肽、小核酸藥、基因細胞治療等，傳統生物模型已經(jīng)不能滿(mǎn)足當下藥企的研發(fā)需求。

另外，鯤石生物創(chuàng )始人尹秀山博士指出，在進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗方面，國外相比國內面臨著(zhù)更大的動(dòng)物實(shí)驗倫理方面的壓力以及時(shí)間成本。

舉個(gè)例子，涉及基因編輯的相關(guān)動(dòng)物實(shí)驗需要用到靈長(cháng)類(lèi)，但依照目前歐洲的政策環(huán)境以及動(dòng)物資源，做基因編輯相關(guān)的動(dòng)物實(shí)驗可能需要花4年以上的時(shí)間排隊等待，還會(huì )面臨在倫理方面的手續辦理上面臨較大阻力。相比之下在中國，如果資金資源到位，可能3個(gè)月就能直接開(kāi)始做相關(guān)實(shí)驗。

目前，許多歐洲科研院所做動(dòng)物實(shí)驗的量已經(jīng)急劇下降。部分企業(yè)如T-knife Therapeutics已經(jīng)把動(dòng)物實(shí)驗相關(guān)的部署完全遷到了美國。

第二方面，在于器官芯片產(chǎn)業(yè)在美國起步更早，政府部門(mén)對器官芯片相關(guān)研究支持力度也更大。

國內目前在器官芯片方面技術(shù)方面整體還處于發(fā)展早期，掌握器官芯片核心技術(shù)的團隊較少，大多還在做一些比較簡(jiǎn)單或個(gè)別種類(lèi)的器官芯片，還有很大的成長(cháng)空間。

據蛋殼研究院調研訪(fǎng)談，全球類(lèi)器官與器官芯片行業(yè)目前主要有兩種商業(yè)模式：產(chǎn)品直銷(xiāo)和提供服務(wù)。具體到類(lèi)器官和器官芯片行業(yè)表現有些許差異。

類(lèi)器官與器官芯片企業(yè)主要商業(yè)模式

▲ 數據來(lái)源：調研訪(fǎng)談，蛋殼研究院制圖

產(chǎn)品直銷(xiāo)一般是指類(lèi)器官或器官芯片企業(yè)直接將類(lèi)器官模型或器官芯片模型以標準化產(chǎn)品的形式提供給客戶(hù)，根據不同客戶(hù)的不同要求，具體有多種銷(xiāo)售形式。

對于類(lèi)器官而言，最為主流的產(chǎn)品直銷(xiāo)形式是標準類(lèi)器官模型銷(xiāo)售，由類(lèi)器官企業(yè)提供特定種類(lèi)的類(lèi)器官給到客戶(hù)（主要是藥企/CRO/化妝品企業(yè)以及科研院所等B端客戶(hù)）以滿(mǎn)足客戶(hù)的研發(fā)要求。

不過(guò)，精科生物類(lèi)器官研發(fā)總監陸政昊博士指出，“目前這種模式還需要探索，尤其是患者源性類(lèi)器官，除了考慮監管政策因素，大家其實(shí)更看重的是在附加在類(lèi)器官上的應用價(jià)值。因此，類(lèi)器官企業(yè)更多是以技術(shù)服務(wù)的形式為客戶(hù)提供特定種類(lèi)的類(lèi)器官的研究?jì)r(jià)值?！?/span>

類(lèi)器官行業(yè)的另一種盈利模式是企業(yè)以技術(shù)授權的形式將技術(shù)對外授權從而獲得IP授權費，如HUB通過(guò)技術(shù)授權促進(jìn)了Epistem、Cellesce、Crown Biosciences等企業(yè)的成立和發(fā)展。

在器官芯片領(lǐng)域，最為主流的產(chǎn)品直銷(xiāo)形式是定制化生產(chǎn)銷(xiāo)售，即器官芯片企業(yè)按照客戶(hù)的要求進(jìn)行定制化的器官芯片設計與生產(chǎn),并提供相應的設備裝置給到客戶(hù)。另一種盈利模式是企業(yè)以器官芯片相關(guān)儀器設備+芯片以及其他試劑耗材的形式進(jìn)行配套銷(xiāo)售：企業(yè)將操作所需相關(guān)設備以銷(xiāo)售、租賃或贈送等各種形式給到客戶(hù)，同時(shí)將芯片包括其他試劑耗材銷(xiāo)售給客戶(hù)。

服務(wù)模式一般是指類(lèi)器官或器官芯片企業(yè)依托自身的類(lèi)器官或器官芯片模型直接依據客戶(hù)需求提供相應的配套服務(wù)，主要包括兩種服務(wù)類(lèi)型。

其中，CRO服務(wù)指類(lèi)器官或器官芯片企業(yè)按照客戶(hù)要求，進(jìn)行基于類(lèi)器官或器官芯片的各項實(shí)驗，再基于相應的實(shí)驗數據為客戶(hù)提供實(shí)驗結果報告或申報材料。精準醫療服務(wù)主要指基于腫瘤類(lèi)器官的藥敏測試，針對有需求的癌癥患者提供個(gè)性化的用藥方案。

值得注意的是，精準醫療服務(wù)的渠道和以上幾種盈利模型稍有不同，服務(wù)的承載主體主要是通過(guò)醫院、第三方醫學(xué)檢驗所或者專(zhuān)業(yè)健康管理機構等，因此可以看到很多類(lèi)器官企業(yè)分設第三方醫學(xué)檢驗所的布局，如精科生物、科途醫學(xué)、創(chuàng )芯國際、丹望醫療等。

目前，全球專(zhuān)注于類(lèi)器官與器官芯片業(yè)務(wù)的企業(yè)目前尚未有一家上市。發(fā)展最快的是一家器官芯片企業(yè)Emulate，目前融資到了E輪。行業(yè)的許多企業(yè)，如Epistem、OcellO、TARA Biosystems等目前以被收購的形式實(shí)現了下一階段的發(fā)展。那么，類(lèi)器官與器官芯片行業(yè)企業(yè)未來(lái)可能的發(fā)展路徑有哪些？

行業(yè)未來(lái)可能的三條發(fā)展路徑：精密儀器設備企業(yè)、CRO及Biotech

▲ 數據來(lái)源：調研訪(fǎng)談，蛋殼研究院制圖

對于類(lèi)器官及器官芯片企業(yè)未來(lái)的發(fā)展路徑，一部分行業(yè)人士認為，諸如Emulate等在內的企業(yè)未來(lái)可能逐漸向精密儀器設備企業(yè)（設備和試劑是其核心）發(fā)展，這從其業(yè)務(wù)布局就可見(jiàn)一斑。

遍覽Emulate的產(chǎn)品線(xiàn)，目前正在開(kāi)發(fā)各種類(lèi)型的器官芯片。相關(guān)產(chǎn)業(yè)人士指出，“Emulate為了賣(mài)它的設備，所以其器官芯片模型類(lèi)型越做越豐富?！贝送?，其近兩年人事方面的委任調動(dòng)也部分反映了這一點(diǎn)。

另一部分行業(yè)人士則認為，本質(zhì)上講類(lèi)器官和器官芯片是一種技術(shù)平臺，主要是為新藥研發(fā)流程中的某個(gè)環(huán)節服務(wù)，未來(lái)發(fā)展的主流方向定位應該是CRO。比如，有投資人認為，類(lèi)器官賽道屬于生命科學(xué)工具領(lǐng)域的大范疇，未來(lái)行業(yè)大體的發(fā)展邏輯跟CRO行業(yè)類(lèi)似，都有一個(gè)挖金礦、賣(mài)水人的角色和邏輯。

此外，從蛋殼研究院對多位行業(yè)資深人士的調研訪(fǎng)談中，我們還了解到另一種未來(lái)可能廣泛出現的商業(yè)模式，即基于類(lèi)器官或器官芯片進(jìn)行新藥開(kāi)發(fā)的Biotech企業(yè)。由有藥物開(kāi)發(fā)能力的團隊基于自身在類(lèi)器官或器官芯片模型構建方面的優(yōu)勢自行進(jìn)行新藥管線(xiàn)的開(kāi)發(fā)。未來(lái)發(fā)展路徑可參考AI+新藥領(lǐng)域 “AI Biotech”類(lèi)型企業(yè)的發(fā)展模式。

目前，類(lèi)器官與器官芯片行業(yè)目前的主要應用場(chǎng)景包括疾病建模、毒性測試、高通量藥物篩選、藥物評價(jià)、藥物適應癥拓展、癌癥精準治療、再生醫學(xué)、航天醫學(xué)等。

類(lèi)器官與器官芯片目前主要應用場(chǎng)景

▲ 數據來(lái)源：調研訪(fǎng)談，蛋殼研究院制圖

其中，癌癥精準治療是國內類(lèi)器官技術(shù)應用目前最火熱的市場(chǎng)。有從業(yè)者向動(dòng)脈網(wǎng)估計，每年國內類(lèi)器官精準醫療采集樣本已經(jīng)超過(guò)萬(wàn)例。包括南方醫院、長(cháng)海醫院、華西醫院、復旦大學(xué)附屬腫瘤醫院等醫院目前都已經(jīng)開(kāi)展了相應的臨床研究。

目前，類(lèi)器官技術(shù)已經(jīng)覆蓋的癌種包括肺癌、乳腺癌、膽管癌、胃癌、結直腸癌等20余種類(lèi)器官，部分腫瘤器官體外培養的成功率高達95%。通過(guò)與二代測序結合使用，能夠進(jìn)一步提升腫瘤患者的精準治療效果。類(lèi)器官目前以化療藥的敏感性檢測為主，伴隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步，未來(lái)用于靶向藥和免疫治療也具有很大潛力。

雖然目前將類(lèi)器官用于藥敏測試的市場(chǎng)十分火熱，但也有一些發(fā)展上的局限性需要客觀(guān)看待。

一方面在于腫瘤高度異質(zhì)性導致產(chǎn)品規?；瘧美щy。在類(lèi)器官精準醫學(xué)實(shí)驗中，每次都需要基于患者和樣本情況，做個(gè)性化設計，而不同瘤種、不同部位樣本、樣本中的不同細胞類(lèi)型，都對應著(zhù)不同的培養方式和配方。這可能會(huì )造成短期內類(lèi)器官精準醫學(xué)難以實(shí)現產(chǎn)品化，市場(chǎng)規模提升較慢。

此外，有企業(yè)指出，“即便完成了技術(shù)和工業(yè)化的迭代，真正有需求也有機會(huì )通過(guò)類(lèi)器官精準醫療來(lái)獲益的腫瘤患者，在存量和增量人群中的比重也相對有限?！?/span>

另外，腫瘤的異質(zhì)性還體現在空間異質(zhì)性上?！坝糜谂囵B類(lèi)器官的腫瘤組織是否能夠包含所有病灶，會(huì )直接影響藥物篩選的準確性。目前，類(lèi)器官還需要解決如何更準確地反應臨床異質(zhì)性及腫瘤微環(huán)境對藥物影響的關(guān)鍵問(wèn)題，才能真正實(shí)現精準指導患者用藥意義?！?/strong>樸衡科技創(chuàng )始人宋光啟博士此前就職于復旦大學(xué)附屬中山醫院，深諳產(chǎn)品在臨床應用的痛點(diǎn)。

▲ 數據來(lái)源：調研訪(fǎng)談，蛋殼研究院制圖

以上為報告主要內容節選，報告完整框架如下：

報告特別鳴謝（按行業(yè)調研順序）：

趙小洋-高特佳投資執行合伙人、解樹(shù)濤-伯楨生物商務(wù)副總裁、尹秀山-鯤石生物創(chuàng )始人、宋光啟-樸衡科技創(chuàng )始人、華國強-丹望醫療創(chuàng )始人、陳早早-艾瑋得生物副總經(jīng)理、陸政昊-精科生物類(lèi)器官研發(fā)總監以及其他未具名的企業(yè)及創(chuàng )投人。