
替代知多少
近年來,美國食品藥品監督管理局(FDA)相(xiàng)繼出(chū)台了《現代化法案2.0》以及一係列旨在推動動物實驗替代(dài)的激進政策,例如新任FDA局長提出在(zài)單克隆抗(kàng)體藥物研發中采用(yòng)非動物實驗方(fāng)法。與此(cǐ)同時(shí),計(jì)算機模擬、類器官培(péi)養等新興(xìng)技術也在(zài)快速發展(zhǎn)。在此背(bèi)景下,一些公眾甚(shèn)至包括部分(fèn)業內人士不禁產(chǎn)生一種錯覺:動物(wù)實(shí)驗即將(jiāng)被全麵替(tì)代。然而(ér),情(qíng)況果真(zhēn)如此嗎(ma)?
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,科學界對動物實驗替代(dài)方法的探索與(yǔ)推廣從未停(tíng)止過。那(nà)麽(me)曆經六十餘年的發展,截至(zhì)目前,究竟有哪些替代動物(wù)實驗的方法已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)際互認組織中,經濟合作與發展組織(Organisation for Economic Co-operation and Development,簡(jiǎn)稱OECD)無疑是現今唯一一個(gè)具(jù)有國際影響力的動物替代方法評估、認證與發布平台(tái)。OECD是一個由(yóu)38個成員(yuán)國組成的政府間國際組織,總部設於法國巴黎,其目標是推(tuī)動成員(yuán)國之間(jiān)的經濟發展、政策協調與合作。在(zài)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(qí)關(guān)鍵的地(dì)位,其製定的測試指南(nán)(OECD Test Guidelines, TGs)憑(píng)借嚴謹(jǐn)的流程(chéng)、持續更新(xīn)的技術標準以及全球範(fàn)圍(wéi)內的廣泛采納,已成為國際公認的權威技(jì)術規範。OECD自1981年起(qǐ)就製定了《化學品良好(hǎo)實驗室規範》和係列《測試指南》,覆蓋毒理學、生態學、物理化學等多個領域。這些指南成為全球公認的標準,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(qí)結果在所(suǒ)有OECD成員國及部(bù)分非成員國(如(rú)中國、印度、巴西等(děng))中自(zì)動獲得承(chéng)認,無需重複實(shí)驗。這一製度大幅降低了跨國申報藥品和化學(xué)品注冊時(shí)的實驗(yàn)成本與倫理爭議。
那麽,能夠被(bèi)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(rén)類健康領域的動(dòng)物實驗替代方(fāng)法有多(duō)少呢?據筆者統(tǒng)計,截至2024年,OECD在其《化學品測試指南》中,共采納(nà)了32項非動物實驗的替代方(fāng)法用於人類健(jiàn)康的風(fēng)險評估。這些替代(dài)方法主要分布(bù)在:皮膚腐蝕與(yǔ)刺激(4個)、眼部腐(fǔ)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)、免疫毒性(1個)及皮膚(fū)吸收(1個)等領域,詳見(jiàn)文後附表。
下(xià)麵我們就以皮膚腐蝕與刺激的替代方法(fǎ)為例,來探討下現行的這些替代方案的(de)原理、應用及(jí)其局(jú)限性(xìng)。
皮膚腐蝕與刺激(jī)的替代方法主要包括OECD TG 430、431、435和439四種替代試驗方法。其中,TG 430通過測定大鼠皮膚圓片電阻下降幅度來評估角(jiǎo)質層屏障受損程度(dù),適用於快速識別腐蝕(shí)性物質;而TG 431和TG 439則采用重(chóng)建(jiàn)的人體皮(pí)膚三(sān)維模型,分別被用於評估化(huà)學物質(zhì)的腐蝕性與刺激性,其原理是通過檢測細胞活力來判斷皮膚損傷程度;TG 435則使用人工合成(chéng)膜(如Corrositex®)模擬皮膚,通過試劑變色反(fǎn)應判斷腐蝕性。這些體外方法適用於工業化學品、化妝(zhuāng)品原料(liào)及(jí)藥物成分的初篩(shāi),尤其有助於(yú)在研發早期剔除腐蝕性或刺激性強的物質。盡管能夠在一定程度上評估某些化學物質的安全性,但這些方法仍(réng)存在明顯的局限性,如難以處理成分複雜的混合物、無法反映皮膚的吸收(shōu)和代謝過程,以及對腐(fǔ)蝕性邊(biān)界物質的判斷結果不夠明確等。
類似地,遺傳毒性替(tì)代方案對體內代謝活化、全身係統性毒(dú)性或(huò)多器官相互作用等複雜機製無法全麵反映,因此在某些高(gāo)風險或監管要求嚴格的(de)評估場景下(xià),仍需要體內驗證作為補充。內分(fèn)泌(mì)幹擾的替代實驗(yàn)方案的局限性(xìng)則在於僅能識別激素受體結合或轉錄激活等早期分子事件(jiàn),而無法全麵(miàn)預(yù)測體內(nèi)代謝、反(fǎn)饋調節及多(duō)信號通路(lù)交(jiāo)叉幹擾帶來的複雜內分泌幹擾效應,因此仍需結合整(zhěng)合性策略或後續體內(nèi)驗(yàn)證以提(tí)高(gāo)風險評估的(de)完整性。
同時,這些替代方案多(duō)集中在毒(dú)理通路清晰、機製單一的領域,如皮膚和(hé)眼睛的(de)腐蝕(shí)、刺激與致敏(mǐn)反應,以及特(tè)定位點的遺傳毒性(xìng)和內分泌受體介導(dǎo)的效應等;而在涉及人體健康更為複雜的毒理學評估領域,如全身(shēn)毒性、慢性毒性、發育毒性及生殖毒(dú)性等方麵,目前獲得OECD認(rèn)證的非動物實驗方法仍非常有限,僅在2023年(nián)有一個(gè)通過認證的免疫毒性替代方案(TG 444A)可提供參考。
因此可以說,雖(suī)然在皮(pí)膚刺激、過敏和腐蝕(shí)性等領域開發了一批動(dòng)物(wù)實驗替代方案,並且這些替代方案在(zài)初篩階段也發揮了重要作(zuò)用,尤其在化妝品、工業化學品等監管較成熟的領域內取得(dé)了階(jiē)段性進展,但這些方法的適用範圍仍相對(duì)有限,更多是用於早(zǎo)期(qī)風險識別或輔助分類,尚難以覆蓋藥(yào)物研發中涉及(jí)的(de)全係統(tǒng)毒性、生(shēng)殖發育毒(dú)性、慢性(xìng)暴露(lù)毒性等複雜評估需求。更重要的(de)是,當前的多數替代方法仍聚焦於“一個機製對應一(yī)個終點”的模式,尚未真正實現替代動物模型所具備的整體生(shēng)理(lǐ)響應和多器官互作能力。
因此,前文那種認為“動物實驗即將迎(yíng)來被全(quán)麵替(tì)代”的觀點實則是一種技術樂觀主義下的誤判。不可否認,在動物實驗替代方麵我們已邁出了關鍵一步,但要實現真正(zhèng)意義上(shàng)的“無動物實驗毒理學”,仍需在科學原(yuán)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麵,進行長期而係統的努力,這一轉型絕非一蹴而就。未來,動物(wù)實驗的(de)“全麵替代”絕不隻是單一技術的突破,而是科學、政策、倫理與社會多方合(hé)力的協同演化過程。在這個過程中,每一項被(bèi)驗(yàn)證的替代方法,每一次減少實驗動(dòng)物的使用,都是向“科學進步與倫理理性相統一”的目標所邁出的堅實一(yī)步。