近日，國際頂刊《Nature》刊發(fā)深度報道：The age of animal experiments is waning. Where will science go next? 精準捕捉到全球生物醫(yī)藥領域的顛覆性變革：長期占據(jù)藥物研發(fā)核心地位的動物實驗，正逐步退出主流舞臺，以器官芯片為核心的新方法學（NAMs）成為驅動行業(yè)向前的核心力量，為生物研發(fā)帶來全新可能。

全球政策轉向
動物實驗削減成共識

動物實驗的傳統(tǒng)研究模式正迎來全球性變革，各國政府紛紛出臺政策推動實驗動物使用的縮減與淘汰。英國官宣今年取消皮膚刺激性動物測試，2030年大幅削減犬類實驗，長遠目標是僅在特殊情況使用實驗動物；美國FDA計劃3-5年內(nèi)讓動物研究成為藥物安全毒性測試的“例外”，NIH也同步推出舉措減少資助項目的動物使用；歐盟將于今年發(fā)布化工安全評估淘汰動物實驗的路線圖。中國也在該領域重磅布局，2024年投入3.82億美元打造人類器官生理病理模擬系統(tǒng)，全力研發(fā)替代動物實驗的新技術。

明確技術迭代核心
動物實驗存在短板，NAMs強勢崛起

倫理與動物福利訴求是削減動物實驗的重要動因，而其自身的天然局限性，更是推動科研界尋求替代方案的核心原因。數(shù)據(jù)顯示，約86%的藥物臨床試驗以失敗告終，關鍵就在于動物模型與人類生物學存在顯著差異，典型如膿毒癥領域，超百種在嚙齒動物模型中表現(xiàn)良好的療法，在人體臨床試驗中均告無效。也正因如此，能更精準模擬人類生理狀態(tài)的新方法體系（NAMs），成為科研界的研發(fā)重點。

以器官芯片、類器官、計算模型和人工智能為核心的NAMs，憑借人源化的核心優(yōu)勢，成為動物實驗的優(yōu)質替代方案，且發(fā)展成果顯著。從數(shù)據(jù)來看，2006至2022年，僅使用NAMs的生物醫(yī)藥論文從2.5萬篇飆升至10萬篇；英國實驗動物操作量從2015年414萬次銳減至2024年264萬次，歐盟和挪威2018-2022年實驗動物使用量也下降5%。

核心技術突破
器官芯片平臺重塑研發(fā)底層邏輯

《Nature》報道明確指出，器官芯片是新方法學中引領行業(yè)變革的核心技術，作為融合微流控技術、細胞生物學與工程學的創(chuàng)新研發(fā)平臺，它能精準復刻人體器官的微環(huán)境、生理功能與病理狀態(tài)，從根源上解決動物模型的固有缺陷，相比傳統(tǒng)模式擁有三大核心優(yōu)勢：

全人源構建，規(guī)避種屬差異 

依托人類原代細胞或誘導多能干細胞（iPSCs）構建芯片模型，直接使用人體細胞模擬器官功能，徹底擺脫動物與人類之間的種屬差異，讓研發(fā)數(shù)據(jù)更貼合人體實際，大幅提升臨床轉化效率。

精準仿真，還原生理微環(huán)境 

通過微流控技術模擬體內(nèi)流體剪切力、機械拉伸等生物物理信號，構建與人體高度相似的組織微環(huán)境，精準復現(xiàn)器官的生理功能與疾病狀態(tài)，實現(xiàn)對藥物作用機制的深度解析。

高效精準預測，提升研發(fā)成功率 

報道中以肝臟芯片為例，其識別肝損傷化合物的準確率達87%，且不會誤判無害化合物，還能檢測出15種經(jīng)動物模型驗證為安全、實則具有肝損傷風險的藥物，在毒性預測上的精準度遠超傳統(tǒng)動物模型。2024年，肝臟芯片成功入選FDA的ISTAND試點計劃，獲批后將可直接替代動物模型完成藥物毒性測試，成為藥物審批的核心數(shù)據(jù)支撐。

* 圖文來源：The age of animal experiments is waning. Where will science go next?