类器官与器官芯片技术助力兽药开发、人畜共患病防控和宠物个体化医疗
2026-04-16 来源:本站 点击次数:89从农业到宠物：类器官与器官芯片技术如何重塑动物健康研究
在生物医学研究领域，类器官和器官芯片技术正以前所未有的速度重塑药物研发与疾病模型的范式。当这项技术从人类医学延伸至动物健康领域，一场覆盖畜禽、水产、宠物的“3R”变革（替代、减少、优化动物实验）已然拉开序幕。从鸭肠道类器官的首建，到猪空肠芯片的生理功能再现，再到犬肝脏类器官用于基因治疗验证，动物类器官与器官芯片技术正在为兽药开发、人畜共患病防控和宠物个体化医疗提供全新的解决方案。
作为生命科学与自动化技术的先行者，瑞孚迪（Revvity）正致力于将这些前沿技术从实验室推向应用——通过类器官培养工作站、高内涵成像系统、类器官自动化整合系统，器官芯片解决方案，我们为动物类器官研究提供从“培养”到“分析”的一站式解决方案。
动物类器官：从模式生物到经济动物的技术跃迁
过去十年，类器官技术主要集中于小鼠和人源模型。而近三年，猪、牛、羊、鸡、鸭、犬、猫乃至鱼类的类器官研究快速增长。
禽类模型：呼吸道与肠道模型的突破
2025年发表于Virology Journal的研究首次建立了鸡气管类器官，为禽流感病毒研究提供了更接近体内环境的感染模型；同年Animals期刊报道了鸭肠道类器官的构建，研究者用EGTA替代EDTA分离隐窝，并采用悬浮培养替代Matrigel包埋，成功实现了水禽肠道模型的稳定扩增。
猪模型：类器官与芯片的整合典范
猪作为重要的农业动物和转化医学模型，其肠道、肝脏、肺脏类器官培养体系已相对成熟。研究者进一步将猪肠道类器官与微流控芯片整合，构建了猪空肠芯片，成功再现了低旁细胞通透性和CYP3A介导的药物代谢功能。
水产模型：从细胞培养鱼肉到类器官
2025年Nature Communications报道了大黄鱼肌肉和脂肪细胞在可食性微载体上的规模化扩增，结合3D打印制备出模拟天然鱼肉的培育产品。这一突破为细胞培养水产品提供了关键技术基础，其所建立的细胞大规模扩增和3D生物打印策略，也为未来鱼类类器官的工程化构建提供了可借鉴的技术路径。
器官芯片：为动物模型注入“动态生理”
器官芯片技术通过微流控通道模拟组织-组织界面、流体剪切力和机械应变，弥补了静态类器官的不足。
畜禽器官芯片：从概念到验证
英国BBSRC资助的跨机构合作项目（Roslin研究所、Pirbright研究所、Moredun研究所、皇家兽医学院）正集中开发反刍动物鼻粘膜芯片、禽类呼吸道芯片和鱼类类器官芯片，旨在建立标准化的兽用体外模型体系。2025年发表的Organ-on-a-Chip: A Roadmap for Translational Research in Human and Veterinary Medicine则为兽医学领域的器官芯片应用提供了完整的实验路线图。
宠物器官芯片：个体化医疗的新起点
器官芯片头部企业Emulate，Inc.建立首个兽医专用器官芯片服务平台，支持犬、猫等伴侣动物的个体化药物筛选，并为农场动物开发新的治疗策略。多器官芯片系统的引入，使得宿主-病原体互作研究可以在更接近生理的条件下进行。
Emulate器官芯片高内涵成像工作流
宠物类器官：One Health的实践场
宠物（犬、猫）不仅是人类的重要伴侣，也是许多遗传病和传染病的天然模型。宠物类器官正在成为转化医学和兽医精准医疗的关键工具。
疾病模型与基因治疗
犬的铜贮积病（由COMMD1基因缺陷引起）是一种与人类Wilson病高度相似的遗传性肝病。研究者从患犬肝脏建立类器官，成功验证了基因修复策略的效果。这类研究为宠物遗传病的个体化治疗提供了直接平台。
人兽共患病研究
猫呼吸道类器官和犬肠道类器官可用于冠状病毒、流感病毒、寄生虫等跨物种传播机制的研究。2023年由IRTA牵头的FARMBANK项目，旨在建立西班牙首个农场动物类器官生物库，利用类器官研究传染病，以替代活体动物实验。开发包括猪、禽、猫等多种动物的呼吸道和肠道类器官，并提供化合物筛选、药物测试、定制化类器官、冷冻类器官库等商业化服务。
个体化医疗的临床转化
从宠物患者活检组织建立类器官，用于化疗药物敏感性筛选和靶向药测试，正在成为宠物肿瘤治疗的新范式。
瑞孚迪解决方案:
为动物类器官研究打造全流程自动化平台
为动物类器官研究打造全流程自动化平台
面对动物类器官研究在物种多样性、培养标准化、高通量筛选等方面的挑战，瑞孚迪提供了一整套从培养到分析的自动化解决方案。
自动化类器官培养及分析整合系统
Explorer G3自动化类器官培养系统
集成了AI智能决策控制模块、中控系统、自动化工作站、机械臂、自动化培养箱、自动化药敏检测模块、高内涵成像与分析系统，以及其他自动化辅助模块，可实现多物种类器官（猪、禽、犬、羊等）的规模化、标准化培养、检测及数据分析。系统支持培养基更换、传代、加药、观测等全流程自动化，确保批次间一致性。针对不同物种、多种器官可灵活配置培养条件，实现从组织解离到类器官分析的全流程无人值守运行。
核心设备：高内涵成像与分析系统
Operetta CLS，Opera Phenix等高内涵成像系统
具备共聚焦和宽场成像模式，支持明场、荧光、三维立体成像。配合Harmony®高内涵图像分析软件，可实现类器官直径、出芽率、细胞极性、荧光标记表达等多参数的自动化定量检测。
一站式解决方案的价值主张
| 研究痛点 | 瑞孚迪解决方案 |
| 物种多样性导致培养条件差异大 | 自动化平台可灵活编程，支持悬浮培养、基质胶包埋等多种模式，支持定制化培养基方案，支持类器官培养、加药、成像全流程自动化 |
| 高通量筛选需求 | 高内涵系统+Harmony软件，实现全板自动化成像与分析，3D细胞分割、位置形态数据提取、多参数定量分析 |
| 器官芯片三维成像难度高，需要实时监测动态过程 | Z-stack+3D重建，PreciScan智能预扫描，以及自动化高倍成像，实现快速、自动化定位并拍摄芯片关键区域，高内涵智能成像分析技术实现过程追踪和细胞定位 |
| 类器官/芯片数据标准化与追溯 | 整合式软件平台实现实验条件、成像数据、分析结果的全程记录与可追溯 |
结肠芯片上下层精准图像采集--PreciScan智能预扫描
- 低倍镜全芯片快速预扫描
- 同步分析智能定位细胞区
- 高倍镜精准定位多色多层共聚焦成像
避免冗余数据，节省拍摄时间
实现自动化精准拍摄
全自动水浸物镜助力高分辨率Z-stack共聚焦成像&Harmony软件一键3D重建
监管认可加速：全球政策新风向
动物类器官与器官芯片技术的应用，正获得全球监管机构的有力支持：
美国：
2022年《FDA现代化法案2.0》允许在新药审批中采用非动物测试方法（NAMs）数据替代传统动物实验；FDA于2025年发布路线图，明确将类器官、器官芯片纳入替代方法体系。
中国：
2025年国务院发布《生物医学新技术临床研究和临床转化应用管理条例》（2026年5月施行），首次以行政法规形式明确将类器官等技术纳入“生物医学新技术”监管范畴，打通了从临床研究到转化应用的完整路径，为类器官技术走向临床应用提供了清晰的法规框架。
上述国内外政策动向，共同为动物类器官/器官芯片技术在药物研发、兽医精准医疗、再生医学等领域的应用铺平了道路。
行业影响
兽药开发：
减少对靶动物（犬、猪、牛等）的活体实验依赖，降低研发成本，加速新兽药上市。
动物育种：
通过类器官评价饲料添加剂、益生菌、抗病育种效果。
人兽共患病防控：
猫、禽、猪类器官为流感、冠状病毒等跨物种传播提供关键模型。
宠物精准医疗：
从活检组织建立患者来源类器官，指导化疗方案选择。
携手瑞孚迪，共创动物健康研究新范式
从农场中的猪、鸡、鸭，到水域中的大黄鱼，再到与我们朝夕相处的犬和猫——瑞孚迪以AI驱动的一站式解决方案，为动物健康问题提供更人道、更精准、更高效的解决方案。
点击下载《类器官应用方案》手册了解更多
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