動物試驗替代技術漸趨成熟

　　去年以來，一場圍繞動物試驗的政策轉向在多國同步展開。

　　一類被稱為“新方法學”的技術體系，有望為醫學與毒理學研究提供新的“底座”。圖片來源：英國《自然》網站

　　英國政府在2025年11月提出分階段淘汰部分動物試驗，今年將取消皮膚刺激性動物測試，并計劃到2030年大幅削減犬類相關研究，長期愿景是在除“極特殊情況”外不再使用動物。美國食品和藥物管理局（FDA）宣布將在3—5年內讓動物試驗在藥物安全評估中成為“例外而非常規”，美國國立衛生研究院（NIH）表示將減少對專門依賴動物模型研究的資助。歐盟也計劃發布化學品安全評估“去動物化”路線圖。

　　推動這場變革的力量，一方面來自倫理與動物福利訴求，另一方面則源于替代技術的迅速成熟。據英國《自然》網站近日報道，一類被稱為“新方法學”（NAM）的技術體系，正試圖為醫學與毒理學研究提供新的“底座”。

　　三種替代技術各顯其能

　　所謂NAM，涵蓋芯片器官、類器官以及計算模型。支持者認為，NAM在模擬人體生物學特征、預測新藥安全性和有效性方面，可能優于動物模型。芯片器官和類器官通常由人類細胞構建，計算模型也可基于人類數據設計。

　　例如，美國哈佛大學懷斯生物啟發工程研究所開發的“肝臟芯片”，將人類肝細胞置于微型流體通道中，模擬血液流動環境，用于檢測藥物是否可能引發肝損傷。相關研究顯示，這種芯片對已知肝毒性化合物的識別準確率可達87%，還成功識別出多種在動物試驗中“過關”、卻在臨床階段暴露風險的藥物。2024年，該技術被納入FDA的創新工具試點項目，未來有望作為部分毒性測試的替代選項。

　　類器官則是另一條重要路線。研究人員利用誘導多能干細胞（iPSC）培養出三維微型“器官”，用于模擬疾病進程和藥物反應。美國斯坦福大學團隊提出“培養皿里的臨床試驗”理念，即從不同患者體內獲取iPSC，將其培養為細胞或類器官，再測試候選藥物是否能改善這些“患病模型”的功能。在2020年一項心力衰竭研究中，這一方法鎖定了對特定基因突變患者有效的候選藥物。其意義在于，有望在進入動物試驗甚至人體試驗前，就篩掉無效或有害方案。

　　第三類替代方法是計算模型和人工智能（AI），即通過計算機模擬藥物行為。2023年，FDA國家毒理研究中心開發出生成式模型“AnimalGAN”，利用既有動物數據生成“虛擬大鼠”，預測藥物毒性表現。在模擬試驗中，該模型成功對結構相似藥物的肝毒性進行了排序。這類工具的目標，并非簡單復制動物試驗，而是用數據重建毒理學評估邏輯。

　　替代方法的應用規模正在擴大。統計顯示，2006年至2022年間，僅使用NAM的生物醫學論文數量從約2.5萬篇增長至10萬篇。制藥企業也開始將類器官與芯片系統納入研發流程，以期提升臨床成功率。

　　動物模型在現實中面臨困境

　　替代方法之所以受到關注，與動物模型的現實困境密切相關。

　　在藥物研發中，大量候選藥物在動物試驗階段表現良好，卻在人體臨床試驗中失敗。數據顯示，約86%的候選藥物最終未能通過臨床驗證。以敗血癥為例，研究人員在嚙齒動物模型中開發出100多種前景良好的療法，但幾乎全部在人體試驗中失敗。原因之一在于，人類與嚙齒動物免疫系統存在明顯差異，而試驗小鼠通常基因高度一致、生活環境單一，難以模擬真實人群的復雜性。此外，動物試驗本身成本高昂、周期漫長，某些研究還涉及靈長類動物，引發倫理爭議。

　　正因如此，英國2025年在新政策中將動物試驗劃分為三類：一類是可快速替代的，如今年即將取消的皮膚刺激性測試，改用計算、細胞或化學方法；第二類是需逐步削減的，如部分藥代動力學研究，即分析藥物在體內的吸收、分布、代謝和排泄過程；第三類目前僅包含一個例子，即用于環境檢測中內分泌干擾物測試的魚類試驗，其目標是在2035年前開發替代方法。

　　FDA也發布路線圖，計劃減少、優化并替代藥物測試中的動物試驗，初期重點放在單克隆抗體測試上，因為動物研究既昂貴又難以預測人體反應。NIH則宣布，將不再資助“專門聚焦動物模型”的研究項目，以鼓勵更多采用NAM。

　　然而，替代方法并非“萬能鑰匙”。有研究人員認為，在可預見的未來，一些動物研究仍不可或缺，如具有復雜血管與神經網絡的完整器官、相互作用的內分泌與生殖系統或組織衰老等生物過程，目前難以在類器官或芯片器官中重現。

　　替代方法“上線”需保持謹慎

　　《自然》雜志指出，真正決定NAM命運的，并非技術概念，而是“驗證”。

　　任何模型若想用于藥品或化學品審批，必須向國家或國際驗證機構提交充分數據，證明其準確、可重復、可推廣。不同方法的驗證路徑差異巨大，往往耗時多年、成本高昂。因此，為加快進程，英國計劃建立替代方法驗證中心，NIH也投入數千萬美元用于標準化類器官模型開發。

　　但在監管與科研一線，謹慎情緒依然存在。一些研究者擔心，政策口號可能讓公眾誤以為替代技術已全面成熟。事實上，藥物臨床失敗的原因并不只在于動物模型局限，還包括試驗設計缺陷、樣本量不足等問題，這些同樣可能出現在NAM研究中。

　　目前，多數科學家傾向于“分階段推進”，也就是在已有成熟替代方案的領域迅速淘汰動物試驗，在其他領域逐步減少，并持續投資基礎研究。未來一段時間內，動物試驗或許不會完全消失，但其“默認地位”正在動搖。

　　從倫理壓力到技術進步，從政策承諾到監管博弈，這場轉型遠非簡單的“取代”故事，而是一場關于科學可靠性與人類責任的再平衡。當替代方法被要求承擔與動物模型同樣的嚴謹標準時，真正的挑戰才剛剛開始。