Is animal testing even needed anymore?
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Running tests on lab rats, mice and other species is an integral part of biomedical research. Now, some say artificial intelligence and other technologies could soon make the practice obsolete.</context> <raw_text>0 本期节目由 Temptations 猫零食赞助播出。您的猫咪一定会为完美诱人的 Temptations 奶油派和 Temptations 可舔食勺状猫零食而飞奔而来。随时都可以喂猫咪舔食猫零食。用手喂食，享受快乐时光；放在碗里，享用奶油零食；或者作为配料，让用餐时间更有趣。访问 TemptationsTreats.com 了解更多信息。

本播客的支持来自 Is Business Broken？，这是 BU Questrom 商学院的一个播客。什么是短期主义？它是一个流行词，还是真正影响企业和经济的东西？请收听本播客的结尾，以预览最近的一集。WBUR 播客，波士顿。这是 On Point。我是 Meghna Chakrabarty。

在 20 世纪 30 年代，田纳西州布里斯托尔的 S.E. Massengill 公司遇到一个问题。他们想把药丸转换成液体，并将这种液体作为一种药剂推销。现在，这种药丸是磺胺，一种对抗链球菌感染的活性成分。液体更容易服用。唯一的问题是？味道很糟糕。

因此，该公司添加了许多东西以使其更美味。例如覆盆子提取物、糖精和另一种甜味溶剂，称为二甘醇。现在，您很有可能闻到过二甘醇的气味，因为它更常被称为防冻剂。

好吧，这种药剂最终导致 100 多人死亡，其中包括 30 多名儿童。这场灾难导致该国在 1938 年通过了一项关键法律，这项法律在 80 多年里一直没有受到挑战，直到 2022 年。总统先生，我今天在此谈论一项法案，该法案将取消大萧条时期的一项法律规定。

所以这是肯塔基州共和党参议员兰德·保罗在 2022 年 9 月就 FDA 现代化法案 2.0 作证时所说的话。现在，保罗参议员在那里提到的具体规定是 1938 年的要求，即所有新药在进入临床试验之前都必须在动物身上进行安全测试。

FDA 现代化法案 2.0 是可能终结药物动物试验的第一步。它授权 FDA 接受过去 50 年开发的动物试验替代方案，例如计算机建模和干细胞研究。人们常说，疯狂的定义是反复做同样的事情并期望得到不同的结果。

在过去的 84 年里，我们一直强制进行动物试验，这意味着有希望的药物和疗法的批准速度较慢。现在是法律最终赶上科学的时候了。拜登总统三个月后在 2022 年签署了该法案。

好吧，今年早些时候，FDA 正式宣布，它正在逐步取消某些疗法和药物的动物试验要求，转而采用更有效的“与人体相关的”方法，正如它所说。FDA 专员马丁·马卡里博士于 4 月 17 日在梅根·凯利秀上发表了讲话。

因此，这些新技术有望取代一些常规的动物试验。您可以将审批流程缩短六个月。降低制药公司和发明者的研发成本，这可以降低美国普通民众的药品价格。

好吧，今天，我们将进一步探讨动物试验在新型药物开发中是否正在变得过时。如果是这样，如何确保技术替代品在现代药物开发中与动物试验一样安全，甚至更安全，因为这种开发变得更加个性化和复杂。

唐纳德·英格伯博士是哈佛大学怀斯生物启发工程研究所的创始人。他也是 Emulate 的创始人，该公司是所谓的“器官芯片”系统的领先制造商。

英格伯博士，欢迎来到 On Point。谢谢。我很荣幸。好的，首先，让我们具体谈谈 FDA 宣布的内容，因为我想了解您对这实际上涵盖了多少药物开发的理解，因为它只针对单克隆抗体疗法。它实际上并不具体。它说的是他们将从哪里开始。他们将从哪里开始。好的。但是他们已经

自 2022 年 12 月现代化法案 2.0 以来，他们已声明他们愿意审查研究性新药申请（这是制药公司提交以获得药物批准的申请），其中包括来自替代模型的数据，包括器官芯片，以及

代替动物数据。所以他们已经开放了一段时间了，但这次的不同之处在于，它确实表明他们正在将其作为优先事项，而且还有一些激励措施，即如果申请包括

来自这些替代模型的数据，他们将给予加速审查并试图加快流程。我认为这是一个改变游戏规则的事情。好的。所以我们稍后再回来讨论这个问题。但是请帮助我理解具体是什么……再次作为逐步取消动物试验的起点，单克隆抗体疗法是什么？是的……

我们从小就熟悉的多数药物都是小分子化学物质。它们非常非常小。单克隆抗体是工程抗体，就像我们产生抗体来对抗感染一样。但科学家已经开发出工程化它们的方法，以便它们可以靶向特定的抗体。

细胞上的分子，例如，病原体或参与介导炎症的物质，例如炎症性肠病。它们更大，并且具有不同类型的毒性，有些对人体靶标非常特异，以至于它们

它们不能与动物发生交叉反应。因此，他们必须使用非人类灵长类动物。有时，即使非人类灵长类动物也不适用于这些高度特异性的疗法。您听到的其它疗法，如 CRISPR 基因疗法，也都是非常人体特异性的。好的……

FDA 宣布正在考虑基于人工智能的计算模型、类器官毒性模型和测试。所以我们将讨论所有这些。但是，再次为了背景目的，我的意思是，很明显，化妆品上的动物试验很久以来就没有被要求了，对吧？这就是为什么我们在洗发水瓶上看到“未在动物身上进行测试”的字样。对。

但是请告诉我更多关于目前某种典型流程的信息。动物试验何时进入新药开发流程？好吧，我的意思是，如果你从一开始就做，你知道，大多数导致药物开发的研究都是由联邦政府资助的，对吧？你知道，NIH、FDA 资助的工作、DARPA、ARPA-H 等等。

这些研究主要基于小鼠，因为人们已经开发出工程化小鼠的方法，使它们看起来更像人类疾病。所以这是早期阶段。但是制药公司……

要获得 FDA 批准的药物，通常必须在两种不同的物种（通常是大鼠和犬）中测试毒性。这就是为什么你会看到比格犬的照片。出于某种原因，过去比格犬被广泛使用。然后一些单克隆抗体通常必须进入非人类灵长类动物。

因为这种靶向特异性。对。所以听起来好像在新疗法的开发中，在多个关键点上，我的意思是，动物，就目前为止的实践过程而言，动物试验仍然是必不可少的。哦，它是整个科学、医学科学和药物开发业务的核心部分。但让我说，FDA 主要关注的是毒性。制药公司也在寻找

疗效、新的靶点发现，这在过去也主要基于动物。过去就是这样。而我认为，这是人类替代品将具有巨大价值并开始具有巨大价值的一个重要领域。这是一个重要的区别。好的，所以 FDA 看起来像，它会伤害你吗？它会让你生病吗？是的，安全。但是

但实际上不起作用的是一个完全不同的……他们显然对此很感兴趣。但这确实是临床试验将要证明的。在进行临床试验之前，必须有动物模型的证明。但在他们去 FDA 之前，这些制药公司已经花费了……

15 年，你知道，10、15 年，数亿美元。其中很多也涉及动物实验。好的。那么现在让我们来谈谈。我们现在将用剩下的时间来讨论这些可能使药物开发中的动物试验过时的新技术。我提到了“器官芯片”这个词。那是什么？

所以器官芯片，我们大约 15、20 年前开始开发，现在已经到了这个地步，它们是小设备。它们的大小像拇指驱动器或计算机内存棒或旧的——

学校橡皮擦，如果你年纪够大，记得那些的话。你可以把它们放进去，你知道，用两根手指握住它们。它们是光学透明的。它们是由柔韧的橡胶状材料制成的。但我们所做的是，我们最初称它们为芯片，因为我们使用计算机微芯片制造技术来制造它们，因为您可以控制

在相同的纳米到微米尺度上，你知道，活细胞和组织所处的极其微小的尺寸。所以我们制造的空心通道宽度小于一毫米。我们有两个彼此平行。你可以把它们想象成，你知道，两条你开车经过的隧道。一条走一条路，一条走另一条路。但我们在它们之间的墙上开了洞。

所以我们可以在两侧放置不同的组织类型。例如，在第一个芯片的一个通道中，我们将肺泡的内衬细胞与空气一起放置在上面。在下面的通道中，我们放置你的毛细血管细胞。

用培养基，甚至我们甚至可以短时间让血液流过它们。所以它复制了肺部空气转移到血液的空间。没错。这基本上就是我们称之为器官芯片的原因，而不是细胞或组织，因为器官是两种或多种组织结合在一起，新的功能会自动出现。

几乎总是需要血管，因为你需要氧气、营养物质等。另一个技巧是我们开发了机械地、周期性地拉伸这些组织的方法，以便我们也模拟肺部的呼吸。现在，我们使用相同的芯片与肠道一起使用，并将肠道内衬细胞（例如结肠）放在一侧，并将血管细胞或结缔组织细胞放在另一侧，我们模拟蠕动运动。在肾脏中，我们可以模拟……

肾小球的方式，在那里你将血液过滤成尿液，每一次心跳都会随着血液的脉搏而伸展，我们在这个上面模拟它。因为我们模拟了化学环境、物理环境和这些 3D 组织-组织结构或界面，

我们以前从未见过如此高水平地概括器官的功能或生理机能以及疾病状态。而且都是人类的。这就是回答我关于这个过程的一个问题的原因，因为，你知道，在我看来，我想，好吧，如果它只是像细胞一样，那和整个器官的功能不一样。但你在这里模拟了功能。

所以我们正在模拟结构。微观层面的结构和功能。我们有一个窗口……

这些细胞在组织器官环境中的分子活动，因为它是光学透明的，我们可以在显微镜下观察。我们可以收集流出物，所以我们可以像医生从你的静脉中抽取血样一样，从血管通道中采集样本，我们可以用它来发现疾病的新生物标志物或药物反应的新临床生物标志物。我们可以收集肠腔通道的流出物，我们有粪便样本的生物标志物。我明白了。

我们还可以培养微生物组，自从我上医学院以来，这就像一个主要的改变，范式转变，你知道，我们没有学习过，但它是健康的一个主要部分。我们可以在肠道芯片中长时间培养复杂的微生物组，即肠道微生物组，并观察它如何影响宿主，反之亦然。唐纳德·英格伯博士，请稍等片刻。我们一会儿将更多地讨论动物试验的替代方案。这是 On Point。

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本播客的支持来自 Is Business Broken？，这是 BU Questrom 商学院的一个播客。最近的一集探讨了当公司追求快速成功而忽视长期目标时，短期主义的潜在危险。我认为这是一个巨大的问题，因为我认为这是一个行为问题，而不是系统性问题。当我看到这些改变资本主义的系统性想法时，我感到害怕。

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英格伯博士，您正在向我描述什么是器官芯片系统。稍后，我们将听到另一种名为类器官的新技术。这是这里另一项新技术。类器官是什么？这是一项很棒的技术。我认为 FDA 宣布的一件很棒的事情是，他们正在结合，他们正在探索许多不同的技术。类器官是你通过收集细胞形成的小球

来自成人的活检，你从中获得干细胞。这些是补充你组织的细胞。例如，你的肠道每三天更新一次。所以里面有一些细胞可以继续形成你器官的所有特化细胞。所以他们会从病人那里取活检，例如。你收集这些干细胞。你将它们种植在果冻状的材料中，它们会生长成一个球。如果它是肠细胞，它们将开始形成看起来像你肠绒毛的结构。

但这些更像是我通常所说的组织样，因为它是一种组织类型。它们没有血管。它们没有免疫细胞。它们没有结缔组织。你也可以通过使用一种叫做诱导多能干细胞（IPS）的技术来制造它们，这基本上是从你的血液中取一个细胞，从你的皮肤结缔组织中取一个细胞，然后

加入一些基因和化学物质，你就可以制造出一种类似胚胎干细胞的细胞，它可以形成你体内几乎任何类型的组织。所以人们正在使用它，例如，用于大脑。在那里，你会得到许多不同类型的大脑细胞，这非常有趣。如果你持续足够长的时间，它们就会开始形成有趣的细胞结构。但同样，它们缺乏……

器官芯片的不同之处在于，我们现在采用，我们实际上使用类器官作为细胞来源。我们将它们种植在凝胶中，然后我们将它们分解，将它们放在一个通道上，并将它们与它们在体内看到的其他组织类型连接起来。我们可以有流动、空气、蠕动和呼吸。这很重要，因为一方面，我们可以模拟

药物实际上随着时间的推移改变其在体内的水平的方式称为药代动力学。但是，你知道，你的医生会每天开一次药或一天三次，或者你去医院，你接受持续输液。这是因为相同药物的不同剂量或时间会给你不同的结果。不同的结果。毒性。我的意思是，阿司匹林显然会杀死你。对。所以我们可以模拟精度。

精确地，剂量随时间的变化，因为我们有流动。而且最终的想法是，因为你谈到从病人那里取样，你会甚至具体地找出该病人、特定病人会有的反应吗？绝对的。我们刚刚与麦吉尔大学的一位合作者、外科医生洛伦佐·费里发表了一篇论文，他治疗患有食道癌的病人。

癌症，他们对治疗产生耐药性，基本上你不知道接下来要尝试哪种治疗方法。他用他们的细胞制造了这些芯片，他以病人会看到的剂量将各种药物流入类似于血管通道的通道中，他们会看到的方式，而不仅仅是将其给予培养皿中的细胞。

你实际上可以确定给病人服用什么药。他们实际上使用类器官作为比较。由于这种模拟药物暴露曲线变化的能力，芯片比类器官更有效。然而，他们结合使用两者，因为类器官实际上具有更高的通量。你可以经常更快地同时进行许多研究。

所以每一个都有力量。类器官在模拟细胞水平反应方面非常有效。是的。器官芯片让你获得了更高层次的复杂性。所以我们认为它们是……

在这个整体中的合作伙伴。好的，那么让我们来听听妮可·克莱因-斯特罗耶斯（Nicole Klein-Stroyers）的讲话，她是 NIH 项目协调的代理主任。她和 On Point 进行了交谈，并告诉我们 NIH 将专注于增加资金。

我不敢相信我在这个时候说了这句话，但 NIH 会专注于此，这就是他们所说的。我会在看到它的时候相信它。增加对动物试验替代方案的资金和公众意识。以下是她所说的话。你知道，我们无意一夜之间取消动物研究。我们知道动物研究现在仍然非常重要。

而且经常在科学上是合理的。在许多领域，经过验证的与人体相关的模型尚不可用，但我们正在看到快速进展。我们对这个领域的投资越多，这些基于人体生物学的集成系统就会越好。

而且我们将越来越少地依赖动物模型。所以，再次，这是妮可·克莱因-斯特罗耶斯（Nicole Klein-Stroyer）所说的话，她是 NIH 项目协调、规划和战略举措的代理副主任。英格伯博士，当她说在许多领域经过验证的与人体相关的模型尚不可用时，请告诉我更多关于这方面的信息。好吧，这是一个重要的点，因为。

例如，对于 FDA 来说，他们使用“合格”一词。这意味着你必须证明这些替代系统之一能够复制器官的正常功能。

以及在预测药物反应方面可以与动物模型一样好或更好。你必须证明它。是的，没错。例如，我创立的公司 Emulate 在 FDA 称为 iStand 的项目中进展最快，如果它成功通过该项目，FDA 将对其进行认证，以便任何公司都可以使用该模型来替代，在这种情况下，

肝毒性模型，好吗？但这需要 Emulate 测试 870 个芯片

使用来自三个不同人类供体的细胞创建。有四种不同的细胞类型来在这些芯片中创建这种器官水平的结构。他们测试了 27 种不同的药物。所以我们已经知道大鼠、犬和人类的结果。其中许多药物是错误的。因为大多数时候这些动物模型都是错误的。对。而且……

我们可以证明，这种肝脏芯片在预测人类结果方面的有效性大约是大鼠的 7 到 8 倍。现在，这已经进入 iStand 计划。第一份意向书是在 2022 年春季，它仍在进行中。好的。所以一方面是这将完成的速度有多快，但另一方面是每个芯片你都必须——

你必须去，或者类器官模型，或者计算机模型，必须经过那种资格认证。这就是真正的挑战所在。所以这不会在一夜之间发生。是的，但这很有道理，对吧？因为如果你不验证这些东西，那么它就像，好吧，只是另一个花哨的玩具。你想让它实际预测人类会发生什么，就像你说的那样，比动物试验更好。这是完全合理的，但必须加快速度。好的。让我们谈谈

让我问你一件事，因为你谈到了器官芯片或类器官的原始组织来自人类。它是人体组织。现在，在这个时代，每当我听到这个消息时，很难想象政治会渗透进来，因为，你知道，例如，你说干细胞。我们知道，你知道，围绕堕胎的政治往往会在涉及干细胞研究时进入这个领域。

你谈到了病人原始样本。其他人体组织样本来自哪里？这些都不是胚胎细胞。这些通常来自同意捐赠其组织的尸体，公司会出售这些组织。或者手术，活检……

基本上，他们正在查看你是否患有溃疡性结肠炎，但他们会取样，结果发现是正常的，并且病人自愿将其用于研究。诱导多能干细胞再次来自自愿捐赠的病人。所以这些都不是胚胎细胞。好的。

那么让我们现在进入实验室，因为在本周早些时候，On Point 制作人 Will Wacke 访问了位于马萨诸塞州波士顿的怀斯研究所合成生物学平台主任珍妮·谭博士。所以这是我们的干细胞培养室。我们这里非常干净。我们不想让我们的干细胞培养物受到任何污染，所以我们穿上实验服和手套以保持一切清洁。

谭博士的研究包括筛选躁郁症的药物治疗。为此，她的实验室使用我们之前讨论过的类器官。所以外行人描述它们的方式可能是小而微小的干细胞球。在实验室里，谭博士显然使用冰箱将细胞保持在合适的温度，并使用机器人将少量液体吸移到类器官上。

该板上有 96 个孔，你可以看到所有这些需要更换的板。它们需要喂养。所以如果你把你的孩子想象成，你在每个孔里都有一个孩子，你需要喂养所有 26 个。你用什么喂它们？

所以这是培养基，所以它们只是有助于细胞生长的营养物质。但有一种特定的混合物是针对这些干细胞培养的。谭博士说，这通常需要几个月的时间，但一旦类器官生长起来，它甚至可以模拟大脑的不同部分。我对这个很好奇。最终产品看起来并不仅仅像一个微型大脑。

所以你可能会说，“你怎么能告诉我你向我展示的是真实的？”所以这是一种叫做微电极阵列设备的仪器。所以它就像一个带有许多，超过 26000 个独立电极的小方块。他们将类器官放置在微电极阵列的每个区域的顶部，这些电极非常小

它们可以与单个神经元的不同区域相互作用。因此，您可以测量整个细胞的神经活动以及该神经元如何在该类器官内与其他神经元相互作用。

所以这很重要，因为你只能肯定你能够测量的东西。在谭博士的实验室里，他们可以比较引入到从被诊断患有躁郁症的患者的干细胞中生长的类器官中的药物，并将它们与对照组中生长的类器官进行比较。所以我们在特定时间点在培养基中引入药物，我们已经这样做了，我们已经测试了……

锂，这是一种常用且远非完美的躁郁症治疗药物，而且令人兴奋的是，我们使用我们的平台发现了一种尚未用于躁郁症治疗的新药。所以我们也在我们的类器官上测试了这种药物，所以我们看到这种药物

将神经活动恢复到没有躁郁症的人的水平。谭博士有其他类型类器官的照片和视频，例如肝脏、肾脏甚至跳动的心脏，她向我们的制作人展示了这些照片和视频。

谭博士说，她特别对躁郁症研究感兴趣，因为这种疾病很难治疗。你之前听到她提到锂，这是一种非常常用的药物，但远非完美的疗法。躁郁症影响着全球 4000 万到 6000 万人。平均而言，即使是诊断也可能需要长达八年时间。然后当你看到……

没有被正确诊断，我的意思是，这简直令人难以置信和令人心碎。我们无法快速地将治疗方法提供给人们，这太糟糕了。我认为在某种程度上，这是失职。谭博士目前也与一些实验动物一起工作，她说总的来说，它们对躁郁症研究无效。

所以对于情绪障碍来说，很难对老鼠进行调查，以询问你那天是否感到非常沮丧或那天是否感到非常兴奋。

所以我们做，哦，像行为模型。所以我们测量老鼠在轮子上旋转的速度。我们将测量它们在笼子里的移动量。然后我们，有一些相关的基因与躁郁症有关。这，再次，这只是一个具体的例子。

行为模型，然后我们将敲除某些基因。敲除意味着去除在躁郁症的基因研究中已被牵连的某些基因。所以我们将敲除这些基因，并说那有什么影响？正如我们刚才讨论的那样，有多个基因与躁郁症有关。所以只看一个基因是不够的。

它表明这是一个方面，但这是一种非常缓慢的方法。谭博士希望类器官可以成为药物开发更有用的测试或系统，因为它们再次使用人体细胞，即使她承认该技术的当前局限性。所以当我们创造不同的脑区时，我们希望将这些不同的脑区合并成更复杂的系统

模型系统。我的意思是，现在这对于老鼠来说是一个优势，超过了这些体外模型，因为它们具有完整的器官系统。但我们仍在努力取得这些进展。

Running tests on lab rats, mice and other species is an integral part of biomedical research. Now, some say artificial intelligence and other technologies could soon make the practice obsolete.</context> <raw_text>0 所以，这是来自马萨诸塞州波士顿怀斯研究所合成生物学平台主任珍妮·谭博士。英格伯博士，事实上，你刚才稍微谈到了类器官的优势和芯片器官的优势，你称它们是互补的。听取谭博士关于双相情感障碍研究的例子，这很有道理。但你认为哪些领域仍然是主要的进步、研究，

才能使这些技术在药物开发中尽可能有效？它们还有什么做不到的，你想让它们做到？首先我必须说，因为我和珍妮合作，我的团队和她与乔治·丘奇在怀斯研究所合作的团队，这是一个很好的例子，人工智能实际上也补充了类器官，就像我们在芯片器官上所做的那样。

而且我们已经使用基于人工智能的计算方法来寻找在这些类器官中实际具有活性的药物。另一件事是在类器官中，他们可以可视化类器官

成千上万的基因变化，因为你拥有这个完整的细胞多细胞结构，而在小鼠中，他们必须一次敲除一个。你可以看到这些药物，例如，这些双相情感障碍患者存在昼夜节律和夜间睡眠问题，例如。你可以看到这些类器官发光，脑细胞以周期性的方式发光，正常、健康、正常。

脑类器官，但在双相情感障碍患者中则不然，你可以尝试用药物逆转这种现象。因此，你可以在这些系统中进行复杂功能和反应水平的测试，这在小鼠身上很难做到。但让我问你，当我们谈到毒性时，同样，如果类器官或芯片器官非常关注一个器官，

生理系统。如果另一个器官系统出现毒性反应怎么办？对。首先，你知道，早期，我获得了DARPA的资助来创建人体芯片。好的？所以，我们获得了资助来创建10个不同的器官，我们做到了，通过它们的血管将它们连接起来

通道流体动力学地，这意味着将流体转移到另一个器官并使其保持活力，然后使用自动化仪器持续一个月。我们做到了。那是Emulate有效运作的开始。但这很难做到，因为你必须一次让它们全部运行。但是

你实际上可以做到这一点，将流体从一个器官转移到另一个器官，以观察全身的毒性。好的。唐纳德·英格伯博士，请稍等片刻。回来后，我们将听到另一位生物医学研究领域的人士谈谈他们为什么认为动物实验对于药物开发仍然至关重要。我们稍后就会听到。这是On Point。On Point。

On Point中对人工智能报道的支持来自MathWorks，它是用于技术计算和基于模型设计的MATLAB和Simulink软件的创建者。MathWorks，加速工程和科学领域的发现速度。了解更多信息，请访问mathworks.com。

我们想和一位仍然相信动物实验在药物方面仍有其地位的人交谈。为此，我们与查尔斯河实验室的一位人士进行了交谈。这是一家制药公司。

同样位于波士顿，他们去年的收入约为40亿美元。Birgit Gierschik是该公司首席运营官，她告诉我们，动物繁殖和实验是查尔斯河公司业务的重要组成部分。这是我们公司的核心职能，得到许多不同的体外技术的支持，主要是为了确保患者安全。

但也为了提供对分子及其成为药物产品的适用性的早期见解。

这并不是说FDA的声明没有对查尔斯河实验室产生影响。FDA宣布后的第二天，该公司的股票暴跌了近30%。但Gierschik说，她实际上欢迎这一消息。这对世界、对社会，也对我们行业来说都是一个很好的信号。因为她认为FDA的声明是对查尔斯河实验室正在开展的工作的肯定。

因为在动物实验领域，Gierschik告诉我们，研究人员遵守三个R来减少科学的名义下动物的使用。当有合适的替代品（如芯片器官）时，更换动物。减少实验所需的动物数量。当绝对需要动物进行测试时，改进研究。

因此，在他们实验室的某些部分，Gierschik说，在过去十年中，使用这些指南，实验室动物的数量实际上减少了50%。所以我们目前……

使用这些技术实现约2亿美元的收入，因此类器官、芯片器官、计算机模拟，在所有不同领域。它们被用作药物开发连续体的一部分。它们与动物研究并行使用。我们相信，随着时间的推移，将进行越来越多的混合研究。好的，这正是她认为……的原因

动物实验不会完全结束的原因，因为正如我们之前讨论的那样，存在一些障碍，例如模拟对整个身体的药物的非常复杂的系统和反应。许多分子的安全特性仍然未知。因此，一旦这种分子，一旦这种药物进入人体，

这将是人体，你不知道会发生什么。所以你不知道它是否会积聚在甲状腺中。如果你没有一个能够复制人体的平台，也就是人体的全部78个器官，你就不知道它还会有什么副作用。

Girshik说，目前未来的发展方向是混合模型，主要使用类器官或芯片器官进行研究，也包括我们之前讨论过的人工智能，但随后与较小的动物研究相结合，这可以使新药更快、更便宜地进入临床试验，并且理想情况下不会危及患者。

活体与世界上任何其他事物都不一样。它不是机器。它不是电脑。它会根据情况做出反应，例如你是否睡得够，你是否服用药物，以及它是如何相互作用的。你需要考虑很多变量。这就是为什么这么多药物都失败了，对吧？因为……

如果很容易，我们都会去做。我们今天都会去做。这就是查尔斯河实验室首席运营官Birgit Gierschik。英格伯博士，几分钟前，你确实承认模拟整个人体非常困难，这就是Gierschik在那里所说的。我的意思是，你对这种混合测试方案的想法怎么看？是的。

我认为这正是现在正在发生的事情，也是现在需要发生的事情。我们不会马上摆脱动物研究。我的意思是，有些事情，比如认知障碍和精神分裂症等等。在体外模拟这些事情非常困难。但你可以从珍妮·谭那里听到，你可以开始……

处理一些你以前从未想过的事情。我认为……但谭博士也说你不能对老鼠进行情绪调查。没错，没错。我还想提到，是的，整个人体很重要，但人工智能可以帮助解决很多问题，因为我们了解很多结果。有一些例子表明，药物在动物身上完全有毒，但在人类身上却没有毒。我们总是担心因为这个原因而失去了多少好药。有……

临床试验失败的原因通常是合并症，这意味着患者还有其他三种疾病过程。它们不是健康的小鼠。我们可以在芯片上模拟这种情况。例如，当我们使用患有慢性阻塞性肺病（COPD）患者的细胞制备肺芯片时。

它们对芯片上的病毒感染的敏感性是真实情况的10倍。因此，你可以测试药物并发现来自其他疾病过程的复杂性，而你实际上无法在动物身上做到这一点。我认为答案将是这三个R，例如逐步替换、减少、改进。是的。

FDA只会批准特定使用情境的替代品。例如，我们正在推进批准的肝脏芯片以替代药物性肝损伤，仅限于小分子药物，并且仅限于肝损伤。现在，查尔斯河的发言人是正确的，当你进行——

当你对动物进行肝毒性测试时，同时也在对所有其他器官进行测试。因此，他们仍然会进行这些动物研究，但现实情况是，他们非常非常频繁地在狗、大鼠和体外人类细胞中得到完全不同的结果，他们不知道该怎么办，他们只是凭感觉去做，这就是为什么有很多失败的原因，好吗？所以……

使用的背景是使用这种人类肝脏芯片，尤其是在这些情况下，来说明我们是否应该继续或放弃。对于这些公司来说，这些都是巨大的、昂贵的决定。好的。还有更多的问题。我们的时间不多了，所以我将尽可能快地进行，英格伯博士。你提到了费用。现在，FDA的Marty Makary和我们之前听到的NIH人士，每个人都在谈论理想情况下，这些新技术实际上——

好吧，可能会使药物开发更便宜，然后这些成本节约理想情况下会传递给这个国家的患者。但我同时听到的是，非常非常复杂的新技术的开发。这些技术必须获得专利。对。

对吧？因此这些专利，因此你将把这些技术许可给世界各地的公司。我实际上看到事情变得更昂贵的可能性。好吧，我将给你举两个简单的例子。一个，肝脏芯片论文进行了一项经济分析，该分析基本上估计，制药行业每年将通过仅从一项测试中防止后期失败而节省20亿至30亿美元。

如果你对所有器官都这样做，每年将达到270亿美元。第二个例子是开发了COVID疫苗的Moderna公司，他们公开展示了这一点，所以我认为我可以这么说。他们允许我们使用这些幻灯片。他们一直在内部使用肝脏芯片技术。

人类肝脏芯片而不是非人类灵长类动物，因为他们……选择哪些脂质纳米颗粒，疫苗及其mRNA药物的递送载体，哪些可能有毒，哪些是安全的。他们当时使用的是非人类灵长类动物。非人类灵长类动物非常昂贵，每只动物5万美元到6万美元，此外还有伦理问题。对。他们基本上可以在大约十分之一的时间和十分之一的成本内进行相同数量的测试。我明白了。好的，所以我……

而且芯片在早期阶段非常昂贵，因为这是一个新兴领域，但由于规模经济，它们的成本会随着时间的推移而降低。我认为会有很大的节省。动物研究很昂贵，非常昂贵。然后你当然也提到了伦理问题，这是

所有关于动物实验问题的根本。但你很快地谈到了一个要点。我只想强调一下，这个想法是，如果使用这些新技术，可能会出现更少的失败，就像你所说的那样，或者后期失败，这些都是巨大的成本。因此，最终完成整个过程但未获得批准或不起作用的药物，大多数药物都会失败。因此，通过减少这个数字，应该可以节省总成本。

我认为最大的改变者是，好的，现在大公司会在药物开发上花费数亿美元，在大型临床试验上花费数千万美元，几乎总是失败。然后他们会回去看看，是否存在非常相似的遗传亚群反应更好？他们会进行小型试验，获得狭窄应用的批准。你可以用干细胞、患者来源细胞、类器官、芯片器官来扭转局面，

选择一小群非常相似的患者。测试药物的疗效。测试毒性。将它们用于小型试验。更快、更便宜、更有可能成功。我认为这将是一个彻底的改变者。这对公司来说将是一个改变者。我会让……

现实来决定这些公司是否真的会将节省下来的成本转嫁给患者，对吧？我的意思是，我不会要求你回答这个问题。你想回答这个问题吗？因为我认为……这超出了我们的知识范围。是的。所以我总是怀疑地倾听立法者的话，他们说这会让患者更便宜。但如果一家公司这样做，

他们都会这样做。如果一家公司这样做并开始收费更低，这可能会降低价格。这将是希望。好的。好吧，如果有任何首席执行官在收听，我邀请你成为第一家这样做的公司。好的。我们还有大约五分钟的时间，Ng博士，我们可以讨论芯片器官、人工智能等的细节和技术细节，几个小时都没问题。当然。

但是，我的意思是，拜托。你和我正在进行这场对话，就像说，欢呼FDA终于宣布他们将接受这些替代测试模型，与此同时，FDA、NIH正被特朗普政府削弱，研究经费，正在被取消，对吧？

我的意思是，当这是另一个现实时，不可能只用乐观的态度来谈论这个问题，我的意思是，像你这样的实验室，像谭博士这样的实验室。所以，谈谈这些政治和资金削减对这个非常重要的研究领域的影响。好吧，我的意思是——

我在哈佛大学。所以，你知道，我收到了两个第一个停工令，它们都与芯片器官相关的研究有关。但更重要的是，政府正在削减全国范围内的资金。NIH、NSF，每所大学都受到了打击。所以我们有……然后是下一个预算中提议削减40%。所以一切都会放慢速度。但更重要的是，我们正在失去我们的年轻人。他们……

我认为我们已经失去了一代美国科学家，因为不确定性太大。他们中的大多数都是持有签证的外国学生，因为我们吸引了最优秀和最聪明的人，他们通常会留在这里，创建公司，建设经济。记住，经济是由技术驱动的，而科学推动技术。所以我认为这将对整体经济产生巨大的负面影响。

但在这一领域，这将是困难的。他们正在支持这种工作和替代方案。但我不知道你是否会在那里看到资金。我想再听一遍。你收到了两份关于芯片器官相关研究的停工令。绝对的。那项研究是什么？其中一项来自BARDA，它使用芯片来制作人类肺、肠道、

骨髓和淋巴结的模型，并观察伽马射线的效应以模拟辐射损伤。然后我们使用人工智能和各种复杂的化学筛选和基因筛选来开发可以保护你免受辐射的对抗措施药物。例如，在核灾难或战争等情况下，你知道，核战争。而且

另一个来自NASA，我们基本上正在使用来自将前往月球的阿耳忒弥斯二号宇航员的细胞开发芯片。这些芯片将与他们一起进入太空，以观察微重力和辐射的影响，因为除非你有对抗辐射的措施，否则你将无法到达火星。这个想法是，你一次任务只有大约四名宇航员，但如果我们可以证明这有效，你可以一起使用许多芯片。

在这些任务中，并开始开发对抗措施药物。所以现在没有在这两方面进行工作吗？不，这些工作已经完全停止了，是的。现在，你知道，特朗普政府说，哈佛大学特有的资金停止是为了打击反犹太主义。你的研究是反犹太的吗？好吧，我是犹太人，上帝，不。我的意思是，你知道，怀斯研究所是一种独立的501c3组织。我们在波士顿。我们离它很远。而且反犹太主义

犹太问题，发生的事件发生在2023年秋季。大学领导层已经根据此做出了改变。他们已经做出了弥补。他们制定了新的政策。完美吗？不。但实际上存在一个法律程序，政府可以去尝试要求进行具体的更改。我说过在另一次采访中，这是纯粹的惩罚性疯狂。这只是，这是对我们不知道什么事情的报复，为什么他们要把它发泄在科学上，

在一个与中国等国家进行国际竞争取决于科学的时代，我不知道。在我看来，我们正在将美国在这些改变生命技术的开发方面的首要地位拱手让给中国。我秋天在中国，他们正在向一个研究所投入大约5亿美元，将来自全国各地最优秀和最聪明的人才聚集到一个地点，以开发人类器官技术。

模拟系统，基本上。我认为是人类器官生理模拟。希望是它的名称。所以不，绝对不是。他们正在全力以赴，而我们却把它放在银盘上送给他们。一方面，我们有……

对。

但另一方面，他们正在扼杀这项研究。好吧，你知道，我们正在吃掉科学的种子，对吧？我的意思是，也许在接下来的几年里，制药公司会开始使用这些。但未来的管道，更好的模型，具有我们需要的各种功能的模型，例如不同类型的传感器和实时分析以及集成的人工智能，这将减慢速度。

好吧，唐纳德·英格伯博士，哈佛大学怀斯生物启发工程研究所创始主任，也是Emulate的创始人。Emulate是芯片器官系统的主要制造商。顺便说一句，我们也直接联系了FDA征求意见，或者是否可以邀请FDA的某位人士加入我们。他们没有及时回复我们的请求以发表评论。

本集节目的播出。但唐纳德·英格伯博士，很高兴能邀请你。非常感谢你。哦，我很荣幸。谢谢。我是Meghna Chakrabarty。这是On Point。

本播客的支持来自Is Business Broken？来自BU Questrom商学院的播客。公司应该如何在短期压力和长期利益之间取得平衡？在对现在利润的无情追求中，我们是否牺牲了未来？这些是在BU Questrom商学院最近举办的小组讨论中提出的问题。完整的对话可在Is Business Broken播客上获得。收听预览。

仅仅在你脑海中，什么是短期主义？如果字典里有一张图片，那是什么图片？我先从一个难看的开始。当我还在担任全球行动主义和防御主管时，所以银行家为公司辩护，我和日本的东芝合作。那些家伙有五个不同的行动者，每个人对他们现在应该做什么都有不同的想法，就像短期一样。

非常不同的观点。不幸的是，在股东的压力下，该公司不得不经历两轮不同的拆分、出售和进行股东投票。我的意思是，那家公司实际上破产了，因为领导层不得不屈服于那些甚至无法就短期内需要什么达成一致的股东的压力。对我来说，当这种行为问题，你处于压力之下，你无法长期思考时，就会成为一个真正的问题。

真正的灾难。托尼，你没有这样的董事会。我的意思是，显而易见的，我的意思是，你看，有季度收益。我们都知道你有一些企业会尽其所能来实现季度收益，对吧？然后我们会讨论分析师以及是什么导致了这种情况。我甚至不会去那里。但也有，对企业来说也有很大的压力，如果你有一系列企业，那就出售该投资组合的一个组成部分。作为一名经理，你会说，等等，这是一家非常好的企业。今年可能会下滑，可能会，但这是一家伟大的企业。

另一个是研发支出。如果你想的话，你可以削减你的研发支出，你可以在一两年内实现你的目标，但我们都知道这将导致公司走向何方。你每天都能看到这些决定，你也能看到那些没有做出这种牺牲的企业。我认为从长远来看，他们会赢。

安迪，我要转向你。也许你想举一个人们抱怨短期主义但你认为不存在的例子。我并不真的相信它存在。我的意思是，你知道，再说一次，我甚至不明白它是什么。但我听到的是，我们讲述了一些故事，然后我们将这种想法强加于他们，如果他们表现不同，考虑长远，他们就会表现不同。这不是科学。

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