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

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

廣泛的應(yīng)用前景、巨大的發(fā)展?jié)摿?，一時之間讓賽道變得滾燙。無盡的想象背后，伴隨著體內(nèi)腎上腺素的飆升。資金的快速流動表達(dá)著市場的熱切情緒與期望，甚至是在多數(shù)人尚未厘清類器官與器官芯片兩者概念之間區(qū)別的時候。

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

為展現(xiàn)類器官與器官芯片行業(yè)當(dāng)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(xì)致梳理了全球類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(nèi)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，同時還將話筒遞給了有相關(guān)行業(yè)背景但目前不存在相關(guān)利益關(guān)系的專家，力求展現(xiàn)一幅客觀中立的行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀圖。

伴隨著FDA的幾項(xiàng)大動作，近兩年類器官與器官芯片的產(chǎn)業(yè)熱情達(dá)到歷史頂峰。

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

拉長時間線來看，近5年，我國類器官與器官芯片行業(yè)投融資一直在升溫。

▲ 數(shù)據(jù)來源：動脈橙數(shù)據(jù)庫，蛋殼研究院制圖

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

我國類器官與器官芯片領(lǐng)域最新融資情況

▲ 數(shù)據(jù)來源：動脈橙數(shù)據(jù)庫，蛋殼研究院制圖

擴(kuò)大視角，再從全球情況來看，類器官與器官芯片領(lǐng)域融資情況波動相對較大，但同樣呈持續(xù)上升趨勢。

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

2014-2022年全球類器官與器官芯片行業(yè)融資情況一覽

▲ 數(shù)據(jù)來源：動脈橙數(shù)據(jù)庫，蛋殼研究院制圖

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

比如，全球類器官與器官芯片領(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2800萬美元融資；2018年，完成C輪3600萬美元融資；2021年，完成E輪融資8200萬美元。

另外一家明星初創(chuàng)企業(yè)，成立于2019年的Xilis，也已經(jīng)成為推動投融資市場新高峰形成的重要“合力”，如2021年全球類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(shù)和金額來看，類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)無疑具有先發(fā)優(yōu)勢。

基于類器官和器官芯片的廣泛應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿?，各國政府大力支持和推動行業(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(fèi)和實(shí)際支持。

美國對于器官芯片行業(yè)的重要支持

▲ 數(shù)據(jù)來源：動脈橙數(shù)據(jù)庫，器官芯片網(wǎng)，蛋殼研究院制圖

自2011年宣布啟動人體芯片(Human-on-Chip)計(jì)劃起，美國相關(guān)政府機(jī)構(gòu)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(fèi)，還鼓勵支持成立了像國際微生理系統(tǒng)學(xué)會（iMPSS）以及IQ聯(lián)盟（Innovation and Quality Consortium）等在內(nèi)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟組織，設(shè)立多家器官芯片測試中心推進(jìn)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建立以及積極召開會議論壇加強(qiáng)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)盟簡介及主要成員

IQ MPS作為IQ聯(lián)盟的附屬機(jī)構(gòu)，專門致力于推進(jìn)微生理系統(tǒng)在科研和制藥領(lǐng)域的發(fā)展和規(guī)范化應(yīng)用，并為聯(lián)盟內(nèi)的跨制藥領(lǐng)域協(xié)作和數(shù)據(jù)共享提供交流平臺。

▲ 數(shù)據(jù)來源：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)對類器官和器官芯片這些可能的動物替代性技術(shù)的關(guān)注。

資金支持方面，歐盟投資最多的全球性科技開發(fā)計(jì)劃——?dú)W盟第七框架計(jì)劃（7th Framework Programme，簡稱FP7，2007年1月1日啟動第七個科技框架計(jì)劃，總預(yù)算為505.21億歐元）就包含器官芯片項(xiàng)目，以及2016年開始的EU-Tox風(fēng)險項(xiàng)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器官領(lǐng)域的發(fā)展。近兩年，隨著政府的重視以及資本的關(guān)注愈發(fā)密集，《人腸癌類器官》、《人腸道類器官》、《人源肺癌類器官培養(yǎng)技術(shù)規(guī)范》、《皮膚芯片通用技術(shù)要求》、《人正常乳腺及乳腺癌類器官制備、凍存、復(fù)蘇和鑒定操作指南》等團(tuán)隊(duì)標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)草案被陸續(xù)推出，大大加速了行業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。

我國在類器官與器官芯片行業(yè)的部分政策、專項(xiàng)支持及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定情況

▲ 數(shù)據(jù)來源：動脈橙數(shù)據(jù)庫，蛋殼研究院制圖

此外，國內(nèi)近幾年對于實(shí)驗(yàn)室自建檢測方法（LDT）試點(diǎn)的積極支持，也極大促進(jìn)了類器官與器官芯片企業(yè)將產(chǎn)品應(yīng)用于臨床發(fā)展的熱情，讓企業(yè)在早期申報注冊產(chǎn)品的過程中能獲得一部分現(xiàn)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(yī)療機(jī)構(gòu)已經(jīng)被列為試點(diǎn)綜合類單位。

任何一項(xiàng)商業(yè)化的技術(shù)都伴隨著需求誕生，類器官和器官芯片也是如此。破解新藥研發(fā)當(dāng)前面臨的困境，是促進(jìn)類器官與器官芯片行業(yè)發(fā)展的重要動力。

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

▲ 數(shù)據(jù)來源：調(diào)研訪談，蛋殼研究院制圖

隨著更多的新藥獲批上市，藥物研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)正在被不斷提高，造成新藥研發(fā)難度越來越高，新藥研發(fā)研發(fā)成本越來越高，投資回報率越來越低，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、范式和工具來提高新藥研發(fā)的成功率。

能夠高度模擬和再現(xiàn)人體生理環(huán)境和復(fù)雜反應(yīng)的類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(xì)胞、小鼠模型、非人靈長類、類器官、器官芯片應(yīng)用的優(yōu)劣勢

▲ 數(shù)據(jù)來源：調(diào)研訪談，蛋殼研究院制圖

通過利用類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(yù)測準(zhǔn)確度，降低藥物開發(fā)成本。

傳統(tǒng)生物模型、類器官、器官芯片應(yīng)用的優(yōu)劣勢比較

▲ 數(shù)據(jù)來源：調(diào)研訪談，蛋殼研究院制圖

同時，由于技術(shù)的不斷進(jìn)步，精準(zhǔn)醫(yī)療時代的到來以及新藥研發(fā)日益復(fù)雜等原因，市場對類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)迎來蓬勃發(fā)展期。

精準(zhǔn)醫(yī)療是近年來公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。在癌癥精準(zhǔn)治療方面，腫瘤類器官的出現(xiàn)為癌癥精準(zhǔn)醫(yī)療創(chuàng)造了新的機(jī)遇。

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

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

傳統(tǒng)2D細(xì)胞模型由于不能模擬進(jìn)行不同器官細(xì)胞間的溝通及微環(huán)境層面代謝物、激素以及免疫系統(tǒng)的復(fù)雜相互作用，傳統(tǒng)動物模型又存在種屬差異、對實(shí)際人體反應(yīng)預(yù)測能力較差、倫理問題以及成像觀察的局限性等不足的問題，一旦涉及到免疫、代謝、感染、CNS、罕見病等非常具有人類特異性的疾病，傳統(tǒng)的2D細(xì)胞模型和模式動物等傳統(tǒng)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(fù)雜化，治療方案的復(fù)雜化進(jìn)一步引發(fā)對類器官與器官芯片等技術(shù)的需求。

十年前，大多數(shù)制藥企業(yè)的管線都以小分子為主，而現(xiàn)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(xì)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(jī)制多在微環(huán)境（也就是細(xì)胞間），解決多細(xì)胞共培養(yǎng)的問題是必然要求。

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

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

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

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

科研方面，類器官和器官芯片相關(guān)的科研文獻(xiàn)數(shù)量快速上升。

近10年全球類器官與器官芯片科研文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量

▲ 數(shù)據(jù)來源：PubMed數(shù)據(jù)庫，蛋殼研究院制圖

據(jù)PubMed數(shù)據(jù)庫，涉及類器官與器官芯片技術(shù)的相關(guān)研究在近10年呈直線上升態(tài)勢，且不乏多篇CNS等各大頂級期刊文獻(xiàn)?；A(chǔ)科學(xué)研究方面的研究積累正在進(jìn)一步加速類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)通過創(chuàng)新布局入局類器官與器官芯片賽道。據(jù)蛋殼研究院不完全統(tǒng)計(jì)，全球目前有超過49家企業(yè)專門布局類器官與器官芯片賽道。

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

▲ 數(shù)據(jù)來源：動脈橙數(shù)據(jù)庫，蛋殼研究院制圖

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

由于類器官與器官芯片尚處于發(fā)展早期，此前國內(nèi)對類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(guī)范，對行業(yè)的有序競爭和良性發(fā)展無疑是重要的。

蛋殼研究院在動脈新醫(yī)藥此前采訪的基礎(chǔ)上，向行業(yè)更多專業(yè)人士進(jìn)行了調(diào)研，得出以下結(jié)論：類器官和器官芯片分屬不同的細(xì)分領(lǐng)域，但應(yīng)用場景有相似。

類器官、器官芯片與類器官芯片之間的關(guān)系

▲ 數(shù)據(jù)來源：調(diào)研訪談，蛋殼研究院制圖

具體來講，類器官偏向生物學(xué)，屬于干細(xì)胞相關(guān)領(lǐng)域，類器官中的干性細(xì)胞在培養(yǎng)過程中會向不同類型細(xì)胞分化，且分化后的細(xì)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(fù)性上具有局限，其復(fù)雜程度受細(xì)胞分化能力限制。

器官芯片則偏向于生物醫(yī)學(xué)工程，通過微流控等技術(shù)的引入，在建模的可控性和標(biāo)準(zhǔn)化上具有優(yōu)勢，可通過共培養(yǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜模型的構(gòu)建，但往往難以兼具通量、成本和復(fù)雜度的要求。

雖然類器官與器官芯片分屬不同賽道，但目前國內(nèi)常常將類器官和器官芯片一并提及甚至混為一談的現(xiàn)象，原因在于兩者同屬替代性前沿技術(shù)，在應(yīng)用場景上有一定的結(jié)合點(diǎn)，且其應(yīng)用目的均在于構(gòu)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(tǒng) (microphysiological system，MPS) 作為復(fù)雜體外模型 (complex in vitro model, CIVM)的子集，通常在文獻(xiàn)里是近似的指代。

但多位行業(yè)專家一致認(rèn)同，微生理系統(tǒng)的涵蓋范圍大于器官芯片。白皮書中對各類體外模型相關(guān)定義做了清晰詳盡的解釋，此處限于篇幅，不再展開。

類器官、器官芯片、微生理系統(tǒng)及復(fù)雜體外模型之間的關(guān)系 

▲ 數(shù)據(jù)來源：調(diào)研訪談，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，全球類器官與器官芯片產(chǎn)業(yè)鏈上游主要包括儀器設(shè)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)提供類器官及器官芯片自動化高通量操作儀器、芯片制造、成像設(shè)備等儀器設(shè)備，以及包括培養(yǎng)板，試劑盒、水凝膠、納米纖維、基質(zhì)膠、合成支架、蛋白和專用耗材，微流控芯片及基材等在內(nèi)的試劑耗材。

中游為提供類器官、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(yī)院、患者等。

類器官與器官芯片全產(chǎn)業(yè)鏈圖譜

▲ 數(shù)據(jù)來源：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)行類器官及器官芯片自動化、高通量操作儀器以及成像設(shè)備的研發(fā)。

據(jù)蛋殼研究院不完全統(tǒng)計(jì)，全球類器官與器官芯片企業(yè)布局上游儀器設(shè)備或試劑耗材的企業(yè)占比高達(dá)80%。

全球類器官與器官芯片企業(yè)布局上游情況

▲ 數(shù)據(jù)來源：動脈橙數(shù)據(jù)庫，蛋殼研究院制圖

隨著行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，中下游需求對于上游儀器設(shè)備/試劑耗材的需求總量進(jìn)一步增加，像伯楨生物這類專門打造相關(guān)儀器設(shè)備以及研發(fā)生產(chǎn)試劑耗材的企業(yè)開始出現(xiàn)。

隨著未來行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展以及相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)落地，行業(yè)對于上游的需求放量，會促進(jìn)更多專業(yè)性質(zhì)的上游企業(yè)誕生以及部分類器官和器官芯片企業(yè)的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，率先深度布局上游的企業(yè)無疑具有先發(fā)優(yōu)勢。

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

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

從類器官的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用來看，國外部分類器官企業(yè)已經(jīng)解決了類器官培養(yǎng)和使用的合規(guī)和倫理問題。如Hans Clevers參與創(chuàng)辦的類器官技術(shù)孵化企業(yè)HUB已經(jīng)搭建了具有一定數(shù)量和種類豐富度的類器官模型庫，讓其中部分的類器官可以被隨時調(diào)用，進(jìn)行有目的的擴(kuò)增和凍存，從而開展針對性的科學(xué)研究，或者服務(wù)于藥企等下游客戶。

諸如InSphero、OcellO（已被CrownBio收購）、Cellesce等海外類器官企業(yè)已經(jīng)解決了類器官培養(yǎng)在高通量、可重復(fù)性以及手動培養(yǎng)非標(biāo)準(zhǔn)化等方面的一些問題，順利將其用于藥物研發(fā)領(lǐng)域，主要客戶群體是藥企及科研院所。

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

在器官芯片領(lǐng)域，全球器官芯片核心廠商主要分布在北美及歐洲地區(qū)，包括Emulate、TissUse、Hesperos、CN Bio等頭部器官芯片企業(yè)占據(jù)全球超過50%以上的市場份額，國外器官芯片企業(yè)目前處于主導(dǎo)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(xiàng)多學(xué)科高度交叉的前沿技術(shù)，技術(shù)門檻較高。此外，由于處于不同發(fā)展階段國家解決問題的重心不同，相較于歐美，我國器官芯片行業(yè)在國內(nèi)整體缺乏資金和政府系統(tǒng)性組織的支持。

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

據(jù)蛋殼研究院不完全統(tǒng)計(jì)，目前中國以發(fā)展類器官為主要業(yè)務(wù)的企業(yè)占比國內(nèi)類器官與器官芯片領(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)占比海外類器官與器官芯片領(lǐng)域企業(yè)總量的63%。

海內(nèi)外類器官與器官芯片企業(yè)成立差異表現(xiàn)

▲ 數(shù)據(jù)來源：動脈橙數(shù)據(jù)庫，蛋殼研究院制圖

我們認(rèn)為，導(dǎo)致這個現(xiàn)象發(fā)生的的原因主要有兩個方面：一是技術(shù)積累的基礎(chǔ)不同，二是國情不同導(dǎo)致的市場需求發(fā)展差異。

首先看類器官領(lǐng)域，“國內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展類器官的風(fēng)頭更盛”的背后原因，包括上文已經(jīng)提及的技術(shù)方面的一些問題和阻礙，以及國內(nèi)監(jiān)管審批的指導(dǎo)政策不完善。另外，由于不同的國情，將類器官應(yīng)用于臨床端發(fā)展癌癥精準(zhǔn)醫(yī)療布局藥敏篩查是國內(nèi)區(qū)別于海外的市場需求所在。

中國作為癌癥大國，無論是總癌癥患者基數(shù)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(dá)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(jié)果可能就已經(jīng)發(fā)展到了中晚期，此時如果能盡快找出適合患者的給藥方案無疑對患者有極大幫助。中國患癌人群基數(shù)大且呈現(xiàn)不斷上升的發(fā)展趨勢，讓腫瘤類器官在藥敏檢測領(lǐng)域有很大的應(yīng)用前景。

除了中國資本市場對于精準(zhǔn)醫(yī)療市場的期待，海外資本對于類器官企業(yè)Xilis的青睞也在一定程度上表明了其對于將腫瘤類器官應(yīng)用于癌癥精準(zhǔn)醫(yī)療藥敏篩查的認(rèn)可。

Xilis企業(yè)MOS平臺的優(yōu)勢

▲ 數(shù)據(jù)來源：Xilis官網(wǎng)

Xilis成立于2019年，目前僅A輪融資總額已經(jīng)超過了8900萬美元，是當(dāng)下市場中炙手可熱的企業(yè)新秀。其專有的MicroOrganoSphereTM（MOS）平臺是一個可擴(kuò)展的患者衍生類器官模型藥物發(fā)現(xiàn)平臺。結(jié)合AI成像分析工具，Xilis可以基于腫瘤類器官快速準(zhǔn)確預(yù)測患者治療反應(yīng)，幫助臨床醫(yī)生制定有針對性的個體化癌癥治療策略。

當(dāng)然，海外資本青睞Xilis的原因并不在癌癥精準(zhǔn)醫(yī)療這一個方面，輔助制藥企業(yè)進(jìn)行新藥開發(fā)也是Xilis的重要業(yè)務(wù)板塊，體現(xiàn)了其技術(shù)實(shí)力。

國外產(chǎn)業(yè)器官芯片企業(yè)數(shù)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(zhuǎn)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(xì)胞治療等，傳統(tǒng)生物模型已經(jīng)不能滿足當(dāng)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)行動物實(shí)驗(yàn)方面，國外相比國內(nèi)面臨著更大的動物實(shí)驗(yàn)倫理方面的壓力以及時間成本。

舉個例子，涉及基因編輯的相關(guān)動物實(shí)驗(yàn)需要用到靈長類，但依照目前歐洲的政策環(huán)境以及動物資源，做基因編輯相關(guān)的動物實(shí)驗(yàn)可能需要花4年以上的時間排隊(duì)等待，還會面臨在倫理方面的手續(xù)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個月就能直接開始做相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

目前，許多歐洲科研院所做動物實(shí)驗(yàn)的量已經(jīng)急劇下降。部分企業(yè)如T-knife Therapeutics已經(jīng)把動物實(shí)驗(yàn)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，政府部門對器官芯片相關(guān)研究支持力度也更大。

國內(nèi)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(tuán)隊(duì)較少，大多還在做一些比較簡單或個別種類的器官芯片，還有很大的成長空間。

據(jù)蛋殼研究院調(diào)研訪談，全球類器官與器官芯片行業(yè)目前主要有兩種商業(yè)模式：產(chǎn)品直銷和提供服務(wù)。具體到類器官和器官芯片行業(yè)表現(xiàn)有些許差異。

類器官與器官芯片企業(yè)主要商業(yè)模式

▲ 數(shù)據(jù)來源：調(diào)研訪談，蛋殼研究院制圖

產(chǎn)品直銷一般是指類器官或器官芯片企業(yè)直接將類器官模型或器官芯片模型以標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品的形式提供給客戶，根據(jù)不同客戶的不同要求，具體有多種銷售形式。

對于類器官而言，最為主流的產(chǎn)品直銷形式是標(biāo)準(zhǔn)類器官模型銷售，由類器官企業(yè)提供特定種類的類器官給到客戶（主要是藥企/CRO/化妝品企業(yè)以及科研院所等B端客戶）以滿足客戶的研發(fā)要求。

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

類器官行業(yè)的另一種盈利模式是企業(yè)以技術(shù)授權(quán)的形式將技術(shù)對外授權(quán)從而獲得IP授權(quán)費(fèi)，如HUB通過技術(shù)授權(quán)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)品直銷形式是定制化生產(chǎn)銷售，即器官芯片企業(yè)按照客戶的要求進(jìn)行定制化的器官芯片設(shè)計(jì)與生產(chǎn),并提供相應(yīng)的設(shè)備裝置給到客戶。另一種盈利模式是企業(yè)以器官芯片相關(guān)儀器設(shè)備+芯片以及其他試劑耗材的形式進(jìn)行配套銷售：企業(yè)將操作所需相關(guān)設(shè)備以銷售、租賃或贈送等各種形式給到客戶，同時將芯片包括其他試劑耗材銷售給客戶。

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

其中，CRO服務(wù)指類器官或器官芯片企業(yè)按照客戶要求，進(jìn)行基于類器官或器官芯片的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，再基于相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為客戶提供實(shí)驗(yàn)結(jié)果報告或申報材料。精準(zhǔn)醫(yī)療服務(wù)主要指基于腫瘤類器官的藥敏測試，針對有需求的癌癥患者提供個性化的用藥方案。

值得注意的是，精準(zhǔn)醫(yī)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醫(yī)院、第三方醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)所或者專業(yè)健康管理機(jī)構(gòu)等，因此可以看到很多類器官企業(yè)分設(shè)第三方醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)所的布局，如精科生物、科途醫(yī)學(xué)、創(chuàng)芯國際、丹望醫(yī)療等。

目前，全球?qū)Ｗ⒂陬惼鞴倥c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(xiàn)了下一階段的發(fā)展。那么，類器官與器官芯片行業(yè)企業(yè)未來可能的發(fā)展路徑有哪些？

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

▲ 數(shù)據(jù)來源：調(diào)研訪談，蛋殼研究院制圖

對于類器官及器官芯片企業(yè)未來的發(fā)展路徑，一部分行業(yè)人士認(rèn)為，諸如Emulate等在內(nèi)的企業(yè)未來可能逐漸向精密儀器設(shè)備企業(yè)（設(shè)備和試劑是其核心）發(fā)展，這從其業(yè)務(wù)布局就可見一斑。

遍覽Emulate的產(chǎn)品線，目前正在開發(fā)各種類型的器官芯片。相關(guān)產(chǎn)業(yè)人士指出，“Emulate為了賣它的設(shè)備，所以其器官芯片模型類型越做越豐富。”此外，其近兩年人事方面的委任調(diào)動也部分反映了這一點(diǎn)。

另一部分行業(yè)人士則認(rèn)為，本質(zhì)上講類器官和器官芯片是一種技術(shù)平臺，主要是為新藥研發(fā)流程中的某個環(huán)節(jié)服務(wù)，未來發(fā)展的主流方向定位應(yīng)該是CRO。比如，有投資人認(rèn)為，類器官賽道屬于生命科學(xué)工具領(lǐng)域的大范疇，未來行業(yè)大體的發(fā)展邏輯跟CRO行業(yè)類似，都有一個挖金礦、賣水人的角色和邏輯。

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

目前，類器官與器官芯片行業(yè)目前的主要應(yīng)用場景包括疾病建模、毒性測試、高通量藥物篩選、藥物評價、藥物適應(yīng)癥拓展、癌癥精準(zhǔn)治療、再生醫(yī)學(xué)、航天醫(yī)學(xué)等。

類器官與器官芯片目前主要應(yīng)用場景

▲ 數(shù)據(jù)來源：調(diào)研訪談，蛋殼研究院制圖

其中，癌癥精準(zhǔn)治療是國內(nèi)類器官技術(shù)應(yīng)用目前最火熱的市場。有從業(yè)者向動脈網(wǎng)估計(jì)，每年國內(nèi)類器官精準(zhǔn)醫(yī)療采集樣本已經(jīng)超過萬例。包括南方醫(yī)院、長海醫(yī)院、華西醫(yī)院、復(fù)旦大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院等醫(yī)院目前都已經(jīng)開展了相應(yīng)的臨床研究。

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

雖然目前將類器官用于藥敏測試的市場十分火熱，但也有一些發(fā)展上的局限性需要客觀看待。

一方面在于腫瘤高度異質(zhì)性導(dǎo)致產(chǎn)品規(guī)?；瘧?yīng)用困難。在類器官精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中，每次都需要基于患者和樣本情況，做個性化設(shè)計(jì)，而不同瘤種、不同部位樣本、樣本中的不同細(xì)胞類型，都對應(yīng)著不同的培養(yǎng)方式和配方。這可能會造成短期內(nèi)類器官精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化，市場規(guī)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(jī)會通過類器官精準(zhǔn)醫(yī)療來獲益的腫瘤患者，在存量和增量人群中的比重也相對有限。”

另外，腫瘤的異質(zhì)性還體現(xiàn)在空間異質(zhì)性上。“用于培養(yǎng)類器官的腫瘤組織是否能夠包含所有病灶，會直接影響藥物篩選的準(zhǔn)確性。目前，類器官還需要解決如何更準(zhǔn)確地反應(yīng)臨床異質(zhì)性及腫瘤微環(huán)境對藥物影響的關(guān)鍵問題，才能真正實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)指導(dǎo)患者用藥意義。”樸衡科技創(chuàng)始人宋光啟博士此前就職于復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院，深諳產(chǎn)品在臨床應(yīng)用的痛點(diǎn)。

▲ 數(shù)據(jù)來源：調(diào)研訪談，蛋殼研究院制圖

以上為報告主要內(nèi)容節(jié)選，報告完整框架如下：

報告特別鳴謝（按行業(yè)調(diào)研順序）：

趙小洋-高特佳投資執(zhí)行合伙人、解樹濤-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(qiáng)-丹望醫(yī)療創(chuàng)始人、陳早早-艾瑋得生物副總經(jīng)理、陸政昊-精科生物類器官研發(fā)總監(jiān)以及其他未具名的企業(yè)及創(chuàng)投人。