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三种替代方案应用规模扩大 动物试验替代技术渐趋成熟
2026年07月02日 17:25:47
来源：化工仪器网 点击量：4569
目前，主要有三种动物实验替代技术，分别为新方法技术(NAM)、类器官技术、计算模型和人工智能(AI)。
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。
这一困境正推动全球监管机构和科研界加速转向更贴近人类的替代技术。2025年11月，英国政府提出分阶段淘汰部分动物试验，今年将率先取消皮肤刺激性动物测试，并计划到2030年大幅削减犬类相关研究，长期愿景是在除“极特殊情况”外不再使用动物。美国食品和药物管理局(FDA)宣布将在3至5年内让动物试验在药物安全评估中成为“例外而非常规”。美国国立卫生研究院(NIH)也表示将减少对专门依赖动物模型研究的资助。欧盟则计划发布化学品安全评估“去动物化”路线图。
目前，主要有三种动物实验替代技术，第一类是新方法技术(NAM)，涵盖芯片器官、类器官以及计算模型。其中，器官芯片通过在微流控芯片上培养人体细胞，模拟真实器官的生理结构和功能，已能用于预测药物在人体内的吸收、分布、代谢和排泄过程。第二类是类器官技术，研究人员利用诱导多能干细胞(iPSC)培养出三维微型“器官”，这些微器官能够在一定程度上模拟真实器官的结构和功能，用于研究疾病进程和药物反应，比传统二维细胞培养更接近人体生理状态。第三类是计算模型和人工智能(AI)。通过计算机模拟药物在人体内的行为，这类工具的目标并非简单复制动物试验，而是用数据重新构建毒理学评估的逻辑。AI模型可以在数小时甚至数分钟内分析数百万种化合物，预测其毒性和疗效，大幅缩短筛选周期。
替代方法的应用规模正在迅速扩大。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。这一增长不仅是学术界的自发选择，也反映出监管机构和资助方政策导向的转变。
制药企业也开始将类器官与芯片系统纳入研发流程。相比传统动物模型，这些人体来源的模型有望更准确地预测临床结果，从而帮助企业提前终止无效或有毒的候选药物，节省数十亿美元的研发成本。
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