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 來源:實驗動物那些事(shì)兒 日期:2025.05.13 

替代知多少

近年來,美國食品藥品監督(dū)管理局(FDA)相繼出台了《現代化法案2.0》以及一係列旨在推動動(dòng)物實驗替代的激進政策,例(lì)如新任FDA局長提出在單克隆(lóng)抗體藥物研發中采用非動(dòng)物實驗方法。與(yǔ)此同時,計算機模擬、類器官培養等新興技術也在快速(sù)發展。在此背景下,一些公眾甚至包括部分業內人士不禁(jìn)產生一種錯覺:動物(wù)實驗即將被全麵替代。然而,情況(kuàng)果真如此嗎?

事實上,動物替代並非最近才提出的新概念,自1959年“3R原則”問世以來,科學界對動物實驗(yàn)替代方法的(de)探索與推廣從未停止過。那麽曆經六十餘年的發展,截至目前,究竟有哪些(xiē)替代動物(wù)實驗的方法已(yǐ)經獲得了國際間的廣泛認可,並被納入了標準化應用體係呢?

在動物替代的國(guó)際互認(rèn)組織中,經濟合作與(yǔ)發展組織(Organisation for Economic Co-operation and Development,簡稱OECD)無疑是(shì)現今唯(wéi)一一個具有國際影響力的(de)動物替代方法評(píng)估、認證與發布平(píng)台。OECD是一個由38個成員(yuán)國組成的政府間(jiān)國(guó)際組織,總部設於法國巴(bā)黎,其目標(biāo)是推動成員(yuán)國之間(jiān)的經濟發展、政(zhèng)策協調與合作。在化學品安全和動物實驗替代方法的國際互認方麵,OECD具有極其關鍵(jiàn)的地位,其製(zhì)定的(de)測(cè)試指南(nán)(OECD Test Guidelines, TGs)憑(píng)借嚴謹的流程、持續(xù)更新(xīn)的(de)技術標準以及全球範圍內的廣泛采納,已成為國際公(gōng)認的權威技術規範。OECD自1981年起就製定了《化學品良好實(shí)驗室規範》和係列《測試指南》,覆蓋毒理(lǐ)學、生態學、物理化學等多個領域。這些指南成為全球(qiú)公認的標準,廣泛應用於新藥、農藥、化學品等的安全性評估中。OECD還建立了“數據互認製度”,即一國按照OECD TG進行的實驗,其結果在所有OECD成員國及部(bù)分非成員國(如中國(guó)、印度、巴西等(děng))中自動獲(huò)得承認,無需重複實驗。這一製度大幅降低了跨國申報藥品(pǐn)和化學品注冊時的實驗成本與倫(lún)理爭議。

那麽,能夠(gòu)被這樣一個發揮著行業引領與協調作用的組織—— OECD認可的關於人類健康領域的動物實驗(yàn)替代方(fāng)法有多少(shǎo)呢?據筆者統計(jì),截至(zhì)2024年,OECD在其《化學品測試指南》中,共采(cǎi)納了32項非動(dòng)物實(shí)驗的替代(dài)方法用於人類健康的風險評估。這些替代方法主(zhǔ)要分布在:皮膚(fū)腐蝕與刺激(4個)、眼部腐蝕與刺激(9個)、皮膚致敏(4個)、光毒性(3個)、遺傳毒性/致突變(5個)、內分泌幹擾(5個)、免疫毒(dú)性(1個)及皮膚吸收(1個)等領域(yù),詳見文(wén)後附表。

下麵我們就以皮膚腐(fǔ)蝕與刺(cì)激的替(tì)代方(fāng)法為例,來(lái)探討下現行(háng)的(de)這些替(tì)代方案的原理(lǐ)、應用及其局限性。

皮膚腐蝕與刺激的替代方法主要包括OECD TG 430、431、435和439四種替代試驗(yàn)方法。其中,TG 430通(tōng)過測定大鼠皮膚圓(yuán)片電阻下降幅度來評估角質層屏障受(shòu)損程度,適用於快速識別腐蝕性物質;而TG 431和TG 439則采用重建的人體皮膚三(sān)維模型,分別被用於評估化學物質的腐蝕性與刺激性,其原理(lǐ)是通過檢測細胞活力來判斷皮膚損傷程度;TG 435則使用(yòng)人工合成膜(mó)(如Corrositex®)模擬皮膚,通過(guò)試劑變色反應判斷腐蝕性。這些體外方法適用於工業化學品、化妝品原料(liào)及(jí)藥物成分的初篩(shāi),尤其有助於在研發早期剔除腐蝕性或刺激性強的(de)物質。盡管能夠在一(yī)定程度上評估某些化學物質的安全性,但這些方法仍存在(zài)明顯的局限性,如難以處理成分複雜的(de)混合物、無法反映皮膚的吸收和代(dài)謝(xiè)過程,以及對腐蝕性邊界物質的判斷結果不夠(gòu)明確(què)等。

類似地,遺傳毒性替代方案對體內代謝活化、全身係統性毒性或多器官(guān)相互作用等複(fù)雜機製無法全麵反映,因此在某些高風(fēng)險或監管要(yào)求嚴格的評估場景下,仍需要體內驗證作為補充。內分泌幹擾的替代實驗方案的局限性則在於僅能識別激素(sù)受體結合(hé)或轉錄激活等(děng)早期分子事件,而無法(fǎ)全麵預測體內代謝、反饋調節及多信號通路交叉幹擾帶(dài)來的複雜(zá)內分泌幹擾效(xiào)應,因此仍需結(jié)合整合性策略或後續體內驗證以(yǐ)提高(gāo)風險評估的完整性。

同時,這些替代方案多集中在毒理通路清晰、機製單一的領域,如皮膚和眼睛的腐蝕、刺激與致敏反應,以及特定位(wèi)點的遺傳毒性和內分泌受體介導的效應等;而在涉(shè)及人體健康更為複雜的毒理學評估(gū)領(lǐng)域,如全身毒性、慢性毒性、發育(yù)毒性及生殖毒性等方麵,目前獲得OECD認證的非動物實驗方法(fǎ)仍非常有(yǒu)限,僅在2023年有一個通過認證(zhèng)的免疫毒性替代方案(TG 444A)可提供參考(kǎo)。

因此可以說,雖然在(zài)皮膚刺激、過敏(mǐn)和腐蝕性等領域開發了一批動物實驗替代方案,並(bìng)且這些替代方案在初篩階(jiē)段也發(fā)揮了重要作(zuò)用,尤其(qí)在化妝品、工業化學品等監管(guǎn)較成熟的領域內取得了階段性進展,但這些方法的適用範圍仍相對有限,更多是用於早(zǎo)期風險識別或輔助分類,尚(shàng)難以覆蓋藥物研發中涉及的全係統(tǒng)毒(dú)性、生殖發育毒(dú)性、慢性暴露毒(dú)性等複雜(zá)評估需求。更重要的(de)是,當前的多數替代方法仍聚焦於“一個機(jī)製對應一個(gè)終點”的模式,尚未真正實現替代動物模型所具備的整體生理(lǐ)響應(yīng)和多器官互作能力(lì)。

因此,前文那種(zhǒng)認為“動物實驗即將迎來被(bèi)全麵替代”的觀點實則是一種技(jì)術樂觀主義下的誤(wù)判。不可否認,在動(dòng)物實驗替代方麵我們已邁(mài)出了關鍵一步(bù),但要實現真正意義上的“無動物實驗毒理學”,仍需在科學原理驗證、跨物種外推模型構建、監管標準對接、以及倫理與社會共識構建等方(fāng)麵,進行長期而係統的努(nǔ)力,這一轉(zhuǎn)型(xíng)絕非一蹴而就(jiù)。未來,動物(wù)實驗的“全麵替代”絕不隻是單一技術(shù)的突破,而是科學、政策、倫理與社會多方合力的協同演化過程。在這個過程中,每一項被驗證的替代方法,每一(yī)次減少(shǎo)實驗動物的使用,都是向“科學進步與倫理理性相(xiàng)統一”的目標所邁出的堅實(shí)一步。

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