Bionaut Labs微型机器人可实现脑内精准医疗

你好，这里是科技前哨，今天继续跟你分享科技产业的前沿见闻。 根据科幻小说家艾萨克·阿西莫夫(Isaac Asimov)的小说《梦幻航行》(Fantastic Voyage)改编的同名电影，在1966年上映。在电影里，五名医生被缩小到几百万分之一后，乘坐一艘微型潜水艇，被注射到一名科学家的大脑中，去清除脑内血液凝块。 《梦幻航行》里的科幻冒险故事，有望在两年内成为科学事实。 11月28日，美国生物科技初创公司Bionaut Labs（生物机器人实验室公司）在最新一轮（B轮）融资中筹集了4320万美元。这笔钱用于资助公司的医学临床试验，以便证明用微型机器人进入人的大脑治疗脑部疾病，是安全且有效的。 Bionaut Labs的这款微型机器人名为“Bionauts”。之前已经在活体动物上进行了实验，成功治疗了移植到小白鼠体内的人类胶质肿瘤。 经过几次试验后，Bionaut Labs优化了这款机器人的尺寸和运动速度，以确保它在人脑里移动时不会损伤活体脑组织。公司方面称，实验数据表明这项技术对人的身体是无害的。 这种通过机器人载运药物，再释放到疾病区域的疗法，比标准的全身给药的方法，更为直接、高效。Bionaut Labs希望通过这项技术，彻底改变人脑中枢神经系统疾病的治疗方法。

要点

在磁力的推动作用下，Bionauts可以在脑中实现三维运动。

如果临床实验成功，Bionaut Labs能以先发优势填补市场空白。

Bionaut Labs不仅能改变诊断、治疗的传统方式，还能改变传统药物研发方式。

1.在脑中自由运动的微型机器人 Bionauts相当于一个药物载运机器人。长度大概有几毫米，直径不到一毫米。内部有一个强力微磁铁。

治疗时，在患者后脑勺通过针头把Bionauts注射进脑部（针头比活检诊断中使用的要窄）。利用外部的控制系统，在磁场推动力的作用下让机器人运动到患者脑部的目标区域后，再释放出治疗药物。最后，Bionauts返回到后脑勺针头处，被提取出来。 外部的控制系统包括患者头骨外的一个磁线圈，以及与之相连的计算机。具体操作时，就是通过计算机远程、精细地操纵微型机器人进入有疾病的大脑部位。 相比光学、超声波技术对人体的损害，磁场带来的危害要微小得多。而与核磁共振成像(MRI)设备相比，这整套设备释放的磁能相当于MRI的十分之一到百分之一之间。 许多大脑和中枢神经系统的疾病之所以都很难治愈，是因为传统的口服、注射给药方式，很难让治疗药物突破血液和大脑之间的保护屏障，精确到达脑部深处。通过磁场推进，Bionauts可以到达一般药物不易发生效用的脑部区域——比如中脑，释放药物，产生疗效，避免全身给药带来的副作用和毒性。

Bionauts微型机器人比今天使用的手术钻头和针头侵入性要小得多。外表看起来有点儿像一个微小的螺丝钉，通过患者脑外部的磁场产生的磁力实现旋转运动。一旦进入与肿瘤相邻的脑组织，Bionauts就会被磁力触发以释放所携带的药物。 Bionaut Labs公司称，Bionauts的准确性与外科医生相当，外科医生的标准偏差在一毫米范围内。 依靠3D 光刻技术，Bionauts可以根据需要被自定义打印成不同样式的几何形状。 Bionauts的成型，在很大程度上得益于Bionaut Labs公司与德国著名的研究机构Max Planck的合作。 Max Planck是德国最大的非大学性质的科研学术组织，致力于自然科学、生命科学和人文科学等领域的基础研究工作。自1948年成立至2021年，共有37名研究员获得了诺贝尔奖。 早在2018 年，Max Planck就对外宣布，自己正在开发一种微型螺旋桨式机器人，可以在眼球的组织中穿行运动。[苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）也在开发一种微型机器，可以进入血液进行“手术”。]

2. 微型机器人+新型药物=脑疾病精准治疗平台

大多数常规的脑外科手术和大脑干预仅限于直线运动。如果没有一条通往目标区域的直线路径，手术很难成功完成。 而Bionauts在脑中运动时，可以实现常规方法无法实现的三维自由运动。除了可以到达常规方法无法达到的目标区域，还可以尽可能按照安全的运动轨迹，多次反复达到目标区域。 这家公司也在实验药物，用以治疗一种恶性胶质脑肿瘤和一种罕见的儿科疾病（Dandy-Walker综合症）。新筹集到的这笔钱，就专注于这种药物的实验。 在2021年12月，Bionaut Labs开始与Candel Therapeutics合作，以研究如何使用Bionauts将 Candel的溶瘤病毒免疫疗法药物精确递送至特定脑肿瘤区域。 Candel是一家开发新型溶瘤病毒免疫疗法的后期临床阶段生物制药公司（纳斯达克股票代码：CADL）。

双方共同研究Bionaut在临床前环境中的使用，以推进临床试验。 通过与Bionaut Labs的合作，Candel继续评估把经过临床验证的溶瘤病毒免疫疗法，扩展到其他神经胶质瘤患者群体中的可能性。 Bionaut Labs公司想把自己的这套遥控机器人系统，打造成一个精准医学治疗“平台”，用于对更多类型的脑部疾病实现精准治疗。公司最终希望，可以通过这套系统治疗诸如帕金森、亨廷顿舞蹈症、阿尔茨海默症、中风、脑积水，这类更常见但却更难治疗的脑部疾病。 Bionaut Labs相信，Bionauts可以长期留在体内，在症状出现之前检测出疾病，从而成为除治疗工具之外的提前诊断工具。除此之外，还可以用Bionauts完成人体组织活检来诊断疾病。  

类似脑癌、肺癌或卵巢癌，这些在本质上是局部部位的疾病。但用传统方法治疗时，却是通过影响全身的化学疗法治疗这些局部癌症问题。实际情况是，将抗癌药物作用于肿瘤，通常必须依靠人的循环系统来完成，这意味着要将化学药物扩散到整个身体系统当中。 这种全身治疗方案，虽然有效，但它也会产生副作用，而且它的效率也不如微型机器人载运药物来得高效。 Bionaut Labs希望自己的这种安全、精准的磁力导航机器人，可以对癌症部位直接提供化学疗法。 目前，Bionaut Labs的BNL-201型机器人，已经获得美国食品和药物管理局（FDA）“人道主义设备授权”，用于治疗Dandy-Walker综合症。“BNL-101型+阿霉素药物”的治疗方案也已获得FDA“孤儿药称号”，用于治疗恶性神经胶质瘤（通常被认为无法实施手术），计划2024年临床。 FDA的授权为Bionauts机器人的临床试验铺平了道路。

3. 机器人专家创立生物科技企业

成立于2016年的Bionaut Labs拥有约30名左右的员工，其总部在美国洛杉矶，还在以色列、德国设有研发中心。 公司由Michael Shpigelmacher（迈克尔•施皮埃尔马赫)与Aviad Maizels（阿维亚德•梅泽尔斯)共同创立。施皮埃尔马赫目前担任公司的CEO。 二人之前共同创立的以色列3D传感器公司PrimeSense，在2013年被苹果公司以约4亿美元买走了，最终成为苹果公司Face ID面部识别技术的基础。 这两位创始人都是机器人专家，之所以创建这样一家生物科技公司，源于Aviad的母亲（一名药物开发高级主管）反复强调精准定位药物输送的需求一直未得到满足。 Bionaut Labs公司的领导团队由机器人、神经科学、生物学和药物开发领域的专家组成。 虽然两位创始人都没有医学背景，但这也许是一个独到优势。

一个行业的颠覆式创新，往往来自行业之外的人，比如，埃隆•马斯克之于汽车业，布莱恩•切斯基之于酒店业，特拉维斯•卡兰尼克之于出租车行业。 在创立之后的四年里，Bionaut Labs一直处于“隐身模式”，不为大众所知。直到去年3月，才出现在公众视野中。 公司的融资情况，目前已知的是2019年的2000万美元A轮，以及今年的4320万美元B轮。 两轮融资的领投方都是Knosla Ventures。这家风投机构由Vinod Khosla创立于2004年，专注于互联网、硅技术、生物技术、医疗保健技术、清洁技术等领域的早期公司的投资。 在A轮的投资机构中，还有BOLD Capital。Peter Diamandis担任BOLD Capital的普通合伙人。

这位亿万富翁曾被《财富》杂志评选为“全球50位最伟大的领导人”之一，他还是奇点大学（Singularity University）的执行创始人，该机构为全球领导人提供指数级增长的技术咨询。 4. 先发优势填补市场空白 按照目前的时间表，Bionaut Labs将在2023年发布IDE（Investigational Device Exemption，“临床器械研究豁免”；需经FDA批准）和IND（Investigational New Drug Application，“临床试用新药申请”；需经FDA批准）的主要临床前数据包，以支持研究，目标是在2024年启动人体临床试验。 照此计划，Bionaut Labs也许能以先发优势去填充精准医疗市场中，用微型机器人治疗脑中枢神经系统疾病的空白。 之前Bionaut Labs是在羊、猪、小鼠身上做得动物活体实验。

而从临床试验到商业化，需要解决两个关键问题。 第一个，Bionauts微型机器人在临床实验中是否能做到足够的安全、有效。FDA目前对此比较关注。一方面是从小鼠到人类大脑体积增加，是否会造成机器人在运动过程中丢失，是否会造成比较严重的脑物理损伤，这些都要在临床实验后才能知道。 第二个，Bionaut Labs所称的“平台”（ 机器人+药物），在未来究竟是作为药物还是医药器械被批准入市。

如果是医药器械，获批速度确实可能更快，也可以更快速地实现商业化。但是，若像BNL-101这种以药物形式批准的话，每类药品的临床阶段都还需要从头再来一遍，那么商业化的脚步就不会太快。估计Bionaut Labs会与Candel这类制药公司的合作将更多，也更加深入。 无论如何，Bionaut Labs都已迈出了第一步。随着全球老龄化人口中脑神经系统的患病率持续上升，Bionaut Labs为大脑和身体其他难以到达的部位提供了前所未有的诊断、精准治疗途径。通过这种方式，还可以提供一种机制来设计治疗指数，以获得最佳的疗效和安全性。 预计到 2026 年，精准医疗市场规模将达到 1056 亿美元。 Bionaut Labs也许还将改变生物制药行业药物研发的传统方式。

编辑：黄飞