公共衛(wèi)生問題中，抗生素耐藥性已在全球范圍內(nèi)引起廣泛關(guān)注，并產(chǎn)生了諸多嚴(yán)重后果。僅美國一個國家，每年超280萬人患耐藥性感染，其中有35000人因此死亡。新型耐藥機(jī)制層出不窮，且在全球不斷蔓延，對于肺炎、肺結(jié)核和敗血癥等常見傳染病的治療手段造成了極大威脅。

慶大霉素作為一種常用抗生素被世界衛(wèi)生組織（WHO）收錄為基礎(chǔ)藥物。但是在使用此類抗生素（氨基糖苷類）后，高達(dá)25%的住院患者腎臟功能受損。美國疾病預(yù)防控制中心（CDC）的數(shù)據(jù)顯示，超3700萬美國人患有慢性腎病。這是非常嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題，為此美國聯(lián)邦藥物局（FDA）已將開發(fā)減輕腎臟負(fù)擔(dān)的抗生素藥物列為國家優(yōu)先事項(xiàng)。

由耶路撒冷希伯來大學(xué)Grass生物工程中心主任及Tissue Dynamics生物技術(shù)初創(chuàng)公司創(chuàng)始人Yaakov Nahmias教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種由抗生素引起的新型腎臟損傷機(jī)制。Nahmias教授表示：“通常大部分藥物開發(fā)工作都需要進(jìn)行臨床老鼠實(shí)驗(yàn)，以檢測藥物療效及副作用等問題，但這次我們發(fā)現(xiàn)的是屬于人類特有的損傷機(jī)制。”

該學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)與Tissue Dynamics公司合作開發(fā)了一種仿生微型腎臟，并嵌入光電傳感器（其大小約為一根人類發(fā)絲寬度的一半）。該芯片能夠模擬人體正常的生理機(jī)能，相較動物實(shí)驗(yàn)中的行為和結(jié)果更加精準(zhǔn)。通過利用這些傳感器，希伯來大學(xué)團(tuán)隊(duì)能夠測量微型腎臟中的葡萄糖積累，以及因此導(dǎo)致的脂質(zhì)快速堆積和腎臟損傷。Nahmias解釋道：“人類是通過攝取糖分獲取脂質(zhì)，而嚙齒類動物主要是從飲食中獲取脂質(zhì)。”通過使用糖尿病藥物恩格列凈（empagliflozin）抑制腎臟中的葡萄糖重吸收，從而阻斷抗生素的致病性。

近日，Tissue Dynamics已躋身全球排名前 5 的仿真器官芯片公司之列，公司創(chuàng)始人Nahmias表示：“這是一個里程碑式的創(chuàng)新研究，證明了融合傳感器與人體組織的仿生技術(shù)可以迅速推動藥品研發(fā)。”