新藥研發過程中，心臟毒性評估是必不可或缺的重要環節。有獲本港大學支持的初創公司透過人工智能（AI）基因電路設計及幹細胞技術，培養出可跳動的「心臟類器官」，使新藥研發早於臨床前開發階段，即可於實驗室內準確預測療效和毒性，從而更高效、準確度地預測藥物的副作用，有助加快藥物開發進程。公司負責人近日接受香港文匯報專訪指，相比傳統動物實驗，這項新技術更快、更準、更人道，並且相比傳統方法可將成本降低約三分之一、檢測時間縮短一半，準確度與重現性方面也具明顯優勢。未來會致力完成其測試及優化，使其達到全面商業化的水平。●香港文匯報記者 姜嘉軒
「傳統市場多依賴動物實驗進行心臟毒性評估，但此方法不僅費用高、耗時長，亦涉及動物實驗的倫理爭議，更重要的是，動物器官與人類器官對同一藥物的反應常有差異，影響測試的準確度。」獲香港城市大學HK Tech 300支持的初創企業GeneNet（香港恩網），創辦人兼行政總監石致宇解釋，動物實驗與細胞培養無法完整模擬人類心臟複雜結構與功能，例如人類與動物的心臟離子通道不同，導致動物實驗結果在人體上只能作參考，另外心臟毒性有隱藏性，有時候在長期累積、罕見不良反應或合併疾病下才出現，在現有測試下會被低估。
為此，GeneNet團隊利用AI基因電路設計配合幹細胞培養技術，成功培養出心臟類器官，不論在基因表達、生理功能及生化特性上，皆能高度模擬真實人類心臟。「透過研究心臟發育生物學，我們掌握幹細胞分化成心臟細胞所需的關鍵生化條件，並將這些『分化配方』在體外實驗室環境中精準製造心臟類器官。」
石致宇特別提到，團隊最終培養出的心臟類器官能夠自主跳動，且節律與強度與真實心臟高度相似，能為藥物心臟毒性測試提供更真實且可靠的模型。
臨床前可準確預測藥物副作用
石致宇指出，團隊的AI基因電路設計專利，可以調整、設計並導入類器官細胞的基因網絡，從而在藥物測試時，更精確地了解特定或個別基因對藥物的不同反應，包括藥效、毒性、用藥強度等變化。「目前在早期藥物試驗階段，往往無法以現有的心臟毒性測試找出『真實』毒性和功效，甚至於第二、第三階段的臨床實驗才能篩走不理想的候選藥物。我們的AI基因電路設計則允許多個基因作為輸入，來預測心臟發炎和毒性，可在臨床前藥物開發階段，高效並準確預測藥物的副作用」，例如是心律不正、炎症等症狀。
「我們的方案讓藥廠能將新藥直接加入心臟類器官中，即時觀察細胞反應，更精準模擬人體對藥物的效果與副作用，從而加速藥物研發周期降低臨床試驗風險。」石致宇分享指，目前公司已有為八款藥物進行臨床前藥物測試，包括癌症相關的藥物。
長遠考慮開發腎臟毒性檢測
團隊未來並計劃開發肝臟毒性測試平台，長遠亦考慮進一步擴展腎臟毒性檢測，特別針對化療藥物、抗生素及慢性腎病高風險族群，提供專屬風險評估。
另外，公司研發的「AI+生物信息學」平台GeneX，可透過簡化基因分析的呈現，幫助各大科研實驗室處理生物信息學數據，「過去我們分析基因測序數據時，需要逐一手動撰寫程式碼，耗時且品質參差。經過多年研發，我們將自家AI演算法整合成GeneX，一鍵即可批量處理數據並生成完整分析報告，將效率提升至少五倍。」
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