DeepTech发布《2023类器官技术与行业研究报告》

在科技的浪潮中，类器官技术犹如一颗璀璨的明珠，不断地为人类的生命科学揭示出前所未有的奥秘。自 2009 年首种类器官被建立以来，类器官领域呈现快速发展趋势，该项突破性的成果获得业界的广泛认可。

2013 年，Science 杂志将类器官列入年度十大科学突破；2015 年，MIT 科技评论将类器官技术列为全球十大突破性技术之一；2017 年，Nature Methods 杂志将类器官评选为年度技术；2019 年，The New England Journal of Medicine 杂志将其称为优良的临床前疾病模型。

2022 年，FDA 通过现代化法案 2.0，批准全球首个完全基于“类器官芯片”研究获得临床前数据的新药（NCT04658472）进入临床试验等相关事件更是引起了类器官行业的大量关注和热烈讨论。近期，制药巨头罗氏宣布成立人类生物研究所，将重点推进类器官等人体模型系统领域的研究。该事件更是推动了类器官技术在创新药物研发领域的应用，极大的促进了行业对类器官技术潜力的信心与投资热情。

近年来，类器官技术进入新的发展阶段，它不再是实验室中的孤独舞者，而是融入到医学、生物技术和制药等诸多领域，带来了翻天覆地的变革。从模拟简单的细胞结构到如今能够重现器官复杂的生理功能，类器官技术逐步释放自身应用价值，落地应用场景不断拓展和丰富。研究发育生物学和疾病建模、药物筛选和研发、精准医学、再生医学、类器官芯片，甚至类器官智能，类器官技术展现出无限可能。

基于此，DeepTech 研究团队撰写了《2023 类器官技术与行业研究报告》。我们系统梳理了类器官技术发展脉络，探讨类器官技术的应用场景，明悉类器官产业现状，洞察类器官行业未来面临的挑战和发展方向。在这里，您将看到科技的力量如何改变世界，体会到类器官技术在各个落地场景所展现的非凡魅力。

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类器官：模拟组织器官，构建组织器官“替身”

类器官是一种体外培养的由干细胞分化而来的自组装三维细胞团。尽管类器官并不是真正意义上的人体器官，但是类器官具有干细胞对应组织器官的细胞类型和复杂空间形态，并能够表现出细胞与细胞之间、细胞与其周围基质之间的相互作用和空间位置形态，而且其能够模拟组织器官的部分功能和生理反应，与来源组织具有极高的相似性。

类器官应至少具备以下 3 种特征：

与类器官极易混淆的概念——器官芯片，指的是一种在微流控芯片上构建的人体器官生理微系统，可以在体外模拟构建包含有多种活体细胞、功能组织界面、生物流体和机械力刺激等复杂因素的组织器官微环境，反映人体组织器官的主要结构和功能体征。

表 类器官和器官芯片技术比较 （来源：公开资料，DeepTech）

技术、政策、资本驱动类器官行业快速发展

类器官领域的科研成果逐年提升，中国科研力量位居世界第二。Web of Science 数据库中检索”organoid“, 从 Hans Clevers 成功构建小肠类器官起，2009 年发表 23 篇，发展到 2022 年发表 1682 篇，至今发表 7019 篇，类器官技术相关科研文献逐年上升。从文献发表的国家/地区看，中国发表文献 1095 篇，位居第二位，成为类器官领域的重要科研力量。中国科研的积累将加速类器官产业化。

图 类器官历年文献数量（来源：Web of Science）

图 类器官文献的国家/地区分布（来源：Web of Science）

类器官技术的发展除了科研积累和技术创新驱动外，相关支持性政策的出台也起到了开山拓路的作用。国际和国内不断出台政策为类器官的广泛应用松绑，类器官领域展现出强劲的发展势头。

表 类器官相关专家共识和团体标准 （来源：公开资料整理，DeepTech）

类器官技术的火热吸引资本要素进入该领域，助力行业发展。国内类器官公司的成立时间集中在 2015 年至 2021 年，整个行业处于早期的起步阶段。与之相匹配的是在资本市场上，类器官公司的融资也处于早期阶段，大部分处于天使轮至 A 轮。商业化较早的科途医学、大橡科技、创芯国际经过多轮融资，先后进入 B 轮和 Pre-B 轮。从一级市场看，在资本市场遇到寒冬的 2022 年，类器官行业融资情况较为乐观，轮次从天使轮到 B 轮，金额从数千万到上亿元不等（不完全统计）。

表 国内部分类器官公司融资情况（来源：公开资料，DeepTech）

类器官全产业链发展格局初步形成

目前，国内类器官全产业链发展格局初形成，上中下游均有布局，但尚未形成集中化产业集群，类器官创新公司数量不足，且主要集中在沿海发达地区。拥有核心技术优势和完整生产链、尽早布局该行业的企业将具有先发优势。随着政策、科研、资本等要素的助力，预计有更多的类器官公司涌现，类器官产业创新生态逐渐完备。

类器官技术释放价值，不断拓展应用场景

（1）研究发育生物学和疾病的优良模型

类器官技术在科研端被广泛地应用于发育生物学和疾病建模等方面的研究。类器官在功能和结构上与体内器官相似，可用于研究发育生物学，也可用于模拟致病过程，包括退行性疾病、传染性和遗传性疾病模型。

（2）药物筛选与研发的高性价比平台

药物在进入临床之前需要经过筛选和评估以确定其适应证、有效性和安全性，然而由于现有的体外和体内药物筛选模型的局限性，新药的临床前开发缓慢且昂贵低效。而类器官的出现为药物筛选和研发提供了新的高性价比平台，有望缩短新药研发时间，提高新药研发效率。

（3）精准医学时代的试药替身

目前，类器官用于精准医疗，尤其是肿瘤药物敏感性检测是目前类器官商业化的主流应用场景。类器官目前可筛选的药物种类包括化疗药、小分子靶向药、抗体药物等。药筛的核心检测指标，通常为 IC50 以及细胞抑制率，根据这些指标在筛查的药物中选取对肿瘤抑制效果最佳的药物。

（4）方兴未艾的再生医学

再生医学的目标是替换或重新启动因疾病、损伤、年龄或其他问题而受损的组织或器官。类器官越来越多地被用作种子材料，被用于移植研究以评估再生能力。尽管类器官技术转化为临床可移植的器官仍需要漫长的过程，但类器官移植为再生医学的研究提供了一个新的希望。

（5）类器官芯片融合类器官和器官芯片优势

类器官芯片整合了类器官与器官芯片的优势特点，集成多种功能结构单元，如类器官培养腔、微流控、执行器、生物传感器等，从而形成器官生理微系统。类器官芯片不仅具有类器官的优势，可以模拟器官的发育过程、生理状态和功能，重组来源组织功能和生理结构，还具有器官芯片能够精确控制细胞及其微环境的优势，实现了在微米尺度上操控流体以及对参数变化的动态捕捉，进一步提高了生物模型的仿真度以及对实验参数变化的灵敏度。

表 类器官芯片的应用进展（来源：Life Medicine，DeepTech 整理）

（6）类器官技术与多种创新技术融合，拓展应用边界

类器官技术通过与活细胞成像和高通量分析技术结合，可以实时跟踪类器官形态的发生发展，并进行高通量药物筛选与评估；与 3D 生物打印和新型生物材料结合，可以制备具有多层次复杂结构和大尺度的功能类器官；与基因编辑、多组学分析和人工智能等技术结合，可以进一步提高类器官反映人体生理或病理过程的准确性，有助于以更高的保真度来深入认识和深度解析器官的发育过程和疾病机理。这将需要众多跨学科科研人员的共同协作，以推动类器官技术发展和转化应用。

类器官智能，开启以类脑器官为硬件的生物计算新范式

基于人脑的强大计算能量和大脑类器官研究的巨大潜力，美国约翰霍普金斯大学于 2022 年组织召开了第一个类器官智能研讨会。会议上创造性地提出了一个全新术语和新兴领域——类器官智能，旨在将类器官智能建立为一种真正的生物计算形式，释放脑类器官在生物智能上的巨大潜力。由此形成了一个类器官智能研究社区，并通过了探索类器官智能的巴尔的摩宣言。

类器官智能计划至少包括四方面内容：

类器官智能概念的提出将在生物计算领域引发一场的新的革命，开启以类脑器官为硬件的生物计算新范式，克服基于计算机的人工智能的局限性，并在全世界产生重大的影响。具体而言，基于类器官智能的生物计算允许更快的决策（包括对大规模、不完整和异构数据集的决策），在任务期间持续学习，以及更高的能源利用率和数据存储效率。

此外，类器官智能的发展还将为阐明人类认知、学习和记忆的生物学基础以及与认知缺陷相关的各种疾病提供巨大的机会，有助于确定新的治疗方法，从而解决众多未满足的临床需求。

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