动物试验“退场”进行时:替代技术能否扛起大旗?
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2026-03-10 20:56:31
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自去年起,一场关于动物试验的政策变革在全球多国悄然展开。

英国政府于2025年11月宣布,将分阶段淘汰部分动物试验。今年,英国计划取消皮肤刺激性动物测试,到2030年大幅削减犬类相关研究,长远目标是除“极特殊情况”外不再使用动物。美国食品和药物管理局(FDA)表示,3至5年内让动物试验在药物安全评估中成为“例外”,美国国立卫生研究院(NIH)也宣布减少对依赖动物模型研究的资助。欧盟同样计划发布化学品安全评估“去动物化”路线图。

推动这场变革的力量,一方面源于伦理与动物福利的呼声,另一方面则得益于替代技术的快速发展。据英国《自然》网站报道,一类名为“新方法学”(NAM)的技术体系,正为医学与毒理学研究提供新方案。

NAM主要包括芯片器官、类器官和计算模型。支持者认为,NAM在模拟人体生物学特征、预测新药安全性和有效性方面,可能比动物模型更胜一筹。芯片器官和类器官通常由人类细胞构建,计算模型则基于人类数据设计。

以美国哈佛大学怀斯生物启发工程研究所开发的“肝脏芯片”为例,它将人类肝细胞置于微型流体通道中,模拟血液流动环境,用于检测药物是否可能引发肝损伤。研究显示,这种芯片对已知肝毒性化合物的识别准确率高达87%,还成功识别出多种在动物试验中“过关”、却在临床阶段暴露风险的药物。2024年,该技术被纳入FDA的创新工具试点项目,未来有望替代部分毒性测试。

类器官是另一条重要路径。研究人员利用诱导多能干细胞(iPSC)培养出三维微型“器官”,模拟疾病进程和药物反应。美国斯坦福大学团队提出“培养皿里的临床试验”理念,即从不同患者体内获取iPSC,培养为细胞或类器官,再测试候选药物是否能改善这些“患病模型”的功能。2020年,在一项心力衰竭研究中,这一方法锁定了对特定基因突变患者有效的候选药物。其意义在于,有望在动物试验甚至人体试验前筛掉无效或有害方案。

第三类替代方法是计算模型和人工智能(AI),即通过计算机模拟药物行为。2023年,FDA国家毒理研究中心开发出生成式模型“AnimalGAN”,利用既有动物数据生成“虚拟大鼠”,预测药物毒性表现。在模拟试验中,该模型成功对结构相似药物的肝毒性进行了排序。这类工具的目标不是简单复制动物试验,而是用数据重建毒理学评估逻辑。

替代方法的应用规模正在扩大。统计显示,2006年至2022年间,仅使用NAM的生物医学论文数量从约2.5万篇增长至10万篇。制药企业也开始将类器官与芯片系统纳入研发流程,以期提高临床成功率。

动物模型在现实中面临诸多困境,这也是替代方法受到关注的重要原因。

在药物研发中,大量候选药物在动物试验阶段表现良好,却在人体临床试验中失败。数据显示,约86%的候选药物最终未能通过临床验证。以败血症为例,研究人员在啮齿动物模型中开发出100多种前景良好的疗法,但几乎全部在人体试验中失败。原因之一在于,人类与啮齿动物免疫系统存在明显差异,而试验小鼠通常基因高度一致、生活环境单一,难以模拟真实人群的复杂性。此外,动物试验成本高昂、周期漫长,某些研究还涉及灵长类动物,引发伦理争议。

正因如此,英国2025年新政策将动物试验分为三类:一类是可快速替代的,如今年即将取消的皮肤刺激性测试,改用计算、细胞或化学方法;第二类是需逐步削减的,如部分药代动力学研究;第三类目前仅包含一个例子,即用于环境检测中内分泌干扰物测试的鱼类试验,目标是在2035年前开发替代方法。

FDA也发布路线图,计划减少、优化并替代药物测试中的动物试验,初期重点放在单克隆抗体测试上,因为动物研究既昂贵又难以预测人体反应。NIH则宣布,不再资助“专门聚焦动物模型”的研究项目,以鼓励更多采用NAM。

然而,替代方法并非“万能钥匙”。有研究人员认为,在可预见的未来,一些动物研究仍不可或缺,如具有复杂血管与神经网络的完整器官、相互作用的内分泌与生殖系统或组织衰老等生物过程,目前难以在类器官或芯片器官中重现。

《自然》杂志指出,真正决定NAM命运的,并非技术概念,而是“验证”。

任何模型若想用于药品或化学品审批,必须向国家或国际验证机构提交充分数据,证明其准确、可重复、可推广。不同方法的验证路径差异巨大,往往耗时多年、成本高昂。因此,为加快进程,英国计划建立替代方法验证中心,NIH也投入数千万美元用于标准化类器官模型开发。

但在监管与科研一线,谨慎情绪依然存在。一些研究者担心,政策口号可能让公众误以为替代技术已全面成熟。事实上,药物临床失败的原因不仅在于动物模型局限,还包括试验设计缺陷、样本量不足等问题,这些同样可能出现在NAM研究中。

目前,多数科学家倾向于“分阶段推进”,即在已有成熟替代方案的领域迅速淘汰动物试验,在其他领域逐步减少,并持续投资基础研究。未来一段时间内,动物试验或许不会完全消失,但其“默认地位”正在动摇。

从伦理压力到技术进步,从政策承诺到监管博弈,这场转型远非简单的“取代”故事,而是一场关于科学可靠性与人类责任的再平衡。当替代方法被要求承担与动物模型同样的严谨标准时,真正的挑战才刚刚开始。

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