一塊巴掌大小的透明的微流控芯片板上，分布著幾十個迷你“房間”，裡面“住著”小米粒大小的心肌球。用高倍顯微鏡可以看見它們的自主搏動。一旁的電腦屏幕上，一張人工智能（AI）算法分析出的“心電圖”清晰呈現這顆“迷你心臟”的跳動幅度、周期。

在2026國際微生理系統聯盟（iMPSS）亞太峰會暨第九屆類器官與器官芯片學術會議的技術展示區，科研人員演示的這一幕，將AI“聯姻”器官芯片的“化學反應”呈現在大家面前。

“器官芯片能生成臨床試驗和動物試驗無法提供的數據，這些數據是開發AI工具的基礎。但器官芯片不可能覆蓋全部疾病模型，需要借助AI與細胞試驗、動物試驗的數據整合，生成‘數字虛擬人’，預測在研藥物的藥效。”數字醫學工程全國重點實驗室主任、東南大學器官芯片研究院院長顧忠澤教授描繪出AI與器官芯片“雙向奔赴”的星辰大海。

多位專家學者表示，AI與類器官和器官芯片結合，將塑造人源化、數據驅動的藥物研發和疾病治療新模式。

在中國科學院院士、北京大學教授程和平看來，類器官與器官芯片等微生理系統的核心價值，在於能夠突破傳統二維細胞模型和動物實驗的局限，在體外構建出更加接近人體真實生理狀態的復雜系統。

進入AI時代，器官芯片的價值得到更大彰顯。今年初，蘇州貝倫生物科技有限公司、東南大學器官芯片研究院、南京鼓樓醫院等團隊發起國際首個融合器官芯片與AI的個性化mRNA腫瘤疫苗臨床研究。

“我們先用非小細胞肺癌患者的病理樣本構建類器官芯片，將實驗獲得的數據喂給AI模型，找到腫瘤特異的抗原並設計出治療肺癌的藥物分子，然后將藥物分子在器官芯片上測試。得到的實驗數據投喂給AI模型，AI模型在確認藥物活性的同時進行模型迭代。”蘇州貝倫生物科技有限公司CEO張育堅在會議上介紹，個性化mRNA腫瘤疫苗與傳統藥物研發不同。由於每個人體內的免疫復合物都不一樣，所以每個人需要的藥物分子的結構都不同。

“AI的價值就在於能夠個性化地設計藥物分子，並借助算法模擬藥物分子在體內的過程，判斷是否對腫瘤有效，而器官芯片可以為模型和算法提供高質量、可控的個性化數據，供AI做解析。”張育堅說。

北京大學藥學院教授艾曉妮團隊也借助AI與類器官芯片這兩個“搭檔”，加速藥物藥效篩選、靶點發現和機制探索以及藥物毒性評估、腫瘤藥物敏感性試驗。

“以前臨床藥物敏感性檢測是基於實驗數據，現在我們將AI模型與臨床藥敏檢測的實驗數據結合，進一步提高藥敏准確性。”艾曉妮說。

數據是AI的“燃料”，AI是數據的解析器。“利用‘AI+類器官芯片’進行藥物研發，主要的挑戰是缺乏高質量數據。”艾曉妮告訴科技日報記者，類器官、器官芯片、類器官芯片技術正逐漸成熟，現在需要建立標准化流程，快速生產高質量和規模化的數據。

這與顧忠澤的觀點不謀而合。“目前器官芯片領域已有心臟、肝臟、腸道、皮膚、血管、腫瘤等模型，但不同模型之間沒有統一的技術標准，產生的數據也千差萬別。”顧忠澤說。

如何提高數據的規模和質量？艾曉妮認為，可以提高儀器的自動化水平，同時在生物學、工程學、材料學等領域提升模型的仿生性，打通不同器官芯片之間的技術標准。此外，需要用類器官芯片高質量數據調優AI模型。（記者 金鳳）