摘要：长期以来，在药物研发体系中，动物实验被视为评估药物毒性、安全性和药代动力学的基础环节，也是药品从实验室走向人体前的必要环节。这种实践延续了数百年，被认为是科学研究的“必要之恶”，也一度被公众默许为医学进步的代价。

中国战略新兴产业融媒体记者 赵紫宸

——“当我们有技术手段可以避开，是否还有理由继续伤害？”

据英国皇家防止虐待动物协会（RSPCA）数据估计，每年全球有超过1亿只动物被用于科研和药物测试，其中大部分承担着“临床前研究”的任务。

长期以来，在药物研发体系中，动物实验被视为评估药物毒性、安全性和药代动力学的基础环节，也是药品从实验室走向人体前的必要环节。这种实践延续了数百年，被认为是科学研究的“必要之恶”，也一度被公众默许为医学进步的代价。

今年4月，美国食品药品监督管理局（FDA）宣布，将在包括单克隆抗体在内的新药开发中，逐步引入人工智能毒性建模、类器官和“器官芯片”等更具人类相关性的替代方法，作为部分动物实验的替代方案。这项新政策似乎在释放一个明确信号：科学界正在寻找一条更高效、成本更低且更具伦理可接受性的研发路径。动物实验的角色，正在从“不可替代”转向“可优化、可替代”。

动物实验的价值是否被高估了？

动物实验的历史最早可追溯至公元前4世纪，而其在医学领域建立制度性地位，则始于19世纪末。德国生理学家埃米尔·冯·贝林通过豚鼠实验开发出白喉抗毒素，并因此获得1901年首届诺贝尔生理学或医学奖。这一成果不仅推动了免疫学发展，也标志着动物实验首次获得公众广泛认可。此后，动物实验逐步成为药物研发的标准程序。

直到1938年，美国通过《联邦食品、药品和化妆品法案》，正式将其纳入新药上市的安全性评估流程。此后，动物模型成为药物从实验室走向人体试验的“通行证”，并一直延续至今。

然而，这种制度性依赖是否已经快要走到它的历史尽头？越来越多的科学证据在指出：动物实验，或许并不像我们以为的那样不可替代，也远非科学的黄金标准。

发表于《公共科学图书馆·医学》（PLOS Medicine）的一项系统性综述指出，动物模型在毒性预测方面的准确性并不理想，且常因物种差异导致试验结果难以外推至人体。例如，人类与常用实验动物（如小鼠、兔子、灵长类动物）在免疫系统、代谢通路、受体表达等关键生理层面存在显著差异。因此，这些差异会干扰科研人员对药物有效性与安全性的真实判断。

类似的观点也出现在《美国国家科学院院刊》（PNAS）的一项研究中，该研究发现小鼠模型在模拟人类严重炎症反应（如脓毒症、烧伤和创伤）方面几乎无效，而长期依赖动物模型则可能对人类治疗路径的研究产生误导。

不仅如此，动物实验还是一项“高投入、低回报”的项目。据美国FDA估算，一项完整的动物毒理学测试动辄耗资上百万美元，周期长达数年，而实际能被顺利推进到临床的候选药物寥寥无几。高昂的试错成本和极低的外推准确性，使其越来越像一道“被神化的流程门槛”，而并非真正推动药物创新的工具。

同时，长久以来的伦理代价同样无法忽视。每年全球约有一亿只动物用于科研与测试，它们多数被注射、灌喂、处死，在狭小的实验空间里结束一生。动物福利组织和伦理委员会不断呼吁：当我们有技术手段避开伤害，是否还有理由继续伤害？

——“事实上，动物实验存在诸多局限，其实际贡献往往被高估了。”

约翰斯·霍普金斯大学毒理学家托马斯·哈通（Dr. Thomas Hartung）在替代动物实验研究领域具有广泛影响。他在发表于《ALTEX》期刊的一篇综述文章中指出，动物实验存在诸多局限，其实际贡献往往被高估。

哈通指出，动物实验结果的可重复性普遍较低，部分原因在于实验设计存在偏差、统计方法不当，以及对动物痛苦程度和脱落率的报告不完整。

除了科学效度问题，资源投入与伦理成本也是不可忽视的因素。“毒理研究的高成本和长周期，正在成为满足社会安全需求的巨大障碍，”哈通写道。他认为，相较于耗费大量时间和金钱进行动物试验，采用细胞模型或基于人类组织的系统将更具效率和前瞻性。

更为根本的争议在于动物模型本身是否适用于预测人类反应。哈通强调，不同物种之间的生理差异巨大，甚至“一个品系的小鼠并不代表另一个品系，更遑论从鼠类外推到人类”。即使动物实验具有一定的预测能力，也难以准确反映人类人群内部的多样性。

虽然部分科学界声音主张优化动物实验的设计与模型，但哈通认为，与其投入更多资源完善这一存在结构性缺陷的体系，不如将努力转向“更具人类相关性”的研究方法，如干细胞、人类组织样本和计算毒理模型等。正如他所言，这类转向将带来更高的科学收益，也更符合伦理期待。

“替代方案”能靠谱吗？

——“监管的天平开始倾向那些能更好预测人体反应的‘非动物’模型。”

面对动物实验的科学性与伦理性双重质疑，替代路径的探索正在进入制度推动的“快车道”。

2025年4月，美国食品药品监督管理局（FDA）发布最新改革路线图，提出以“新兴方法学”（New Approach Methodologies, NAMs）逐步取代部分动物实验，率先应用于新药临床试验申请（IND）流程。其核心策略是鼓励药企使用人工智能毒性预测、体外细胞系、类器官（organoids）及“器官芯片”（organ-on-a-chip）等人类相关模型，同时开放使用来自其他监管体系国家的真实世界数据，以减少重复动物实验。这是监管逻辑的一次关键转向，也被视为回应科技发展与伦理诉求之间矛盾的一种制度性尝试。

这一决策被FDA局长马丁·马卡里（Martin A. Makary）形容为“药物评估范式的重大转变”。他表示：“长期以来，尽管某些药物已有广泛的人体使用数据，制药企业仍需额外开展动物实验，而这种惯性正在拖慢药物可及，也浪费了资源。”他强调，AI建模与类器官实验有望让治疗方案更快、更可靠、更经济地走向临床，“我们能够更快、更可靠地将更安全的治疗手段推向临床，同时降低研发成本和药物价格。对于公共健康和伦理而言，这是双赢。”

在许多长期关注监管改革的学者看来，FDA此次变革并非仓促之举，而是“水到渠成”。“这项改变其实酝酿已久”，约翰·霍普金斯大学布隆伯格公共卫生学院环境卫生与工程系教授保罗·洛克（Dr. Paul Locke）表示。他指出，FDA此次迈出的不仅是一项政策调整，更是朝着以科学和效率为导向的药物开发道路迈出的关键一步。“看到FDA沿着正确方向推进，令人倍感欣慰。这将真正改善公共健康，并以更少的资源、更快的速度，为我们带来更好的药物。”

的确，所谓“替代方案”并非空中楼阁，而是越来越具体和技术可行。例如，类器官和器官芯片，统称为“微生理系统”（MPS），能模拟肝脏、心脏、肺部等器官的结构与功能，用于识别毒性反应。

浙江大学遗传学研究所研究员蒋明在接受媒体采访时介绍道，类器官是基于人类干细胞构建的三维模型，能够模拟特定器官及其协同作用过程。相比动物实验，类器官在结构和功能上更贴近人体，尤其在肿瘤药物开发中，可实现更精准、个体化的研发路径。

但也有专家提出理性提醒。加拿大工程院院士、香港中文大学（深圳）教授李晨钟指出，这类系统虽潜力巨大，但建构复杂、投入高昂。他以自己参与的一个美国工程研究中心项目为例说明：仅构建一个半立方厘米大小的心肌模型，就可能需要超过5000万美元的投资，研发周期长达十年。李晨钟表示，“真正的难点在于功能还原，不仅要复制器官结构，还必须具备代谢、免疫等复杂生理机制，才能真正作为动物实验的可比替代。”

除MPS外，AI算法也被引入早期毒理预测，结合高通量筛选和人类组织数据建立“虚拟人体”。但马斯·哈通指出，AI模型的有效性极度依赖高质量数据集，尤其是面对新靶点时，预测结果尚难脱离“辅助”角色。

正因如此，FDA并未采取“一刀切”的方式推进改革，而是选择阶段性试点。例如，在单克隆抗体开发中，计划将灵长类动物毒性试验的周期从6个月缩短至3个月，并在未来3-5年内，逐步将动物实验降格为“非常规手段”。与此同时，FDA还将建立统一数据库，支持使用国际真实世界数据，并鼓励企业提交替代方法数据，以换取更简化的审评流程。

在行业观察者看来，FDA此番改革不仅是一纸“单抗豁免”政策，更是一场系统性的监管变革。

——“这不是对动物实验的全面否定，而是一次基于科学进展的预期重平衡。”

Nice Consulting首席科学官丹尼尔·史密斯（Dr. Daniel Smith）指出，FDA当前的核心意图，是通过明确的路线图为非动物模型建立标准化验证机制，从而逐步将类器官、微生理系统（MPS）以及计算模拟等新兴工具纳入主流评估体系。“数据的可靠性与严格性必须可与动物实验相媲美，否则任何替代方法都难以获得行业真正的信任。”

不同于过去的“程序刚性”，此次FDA改革的最大特征是“风险导向”的个案评估机制。史密斯强调：“监管者将不再一刀切，而是依据药物的作用机制、适应症领域与潜在毒性等因素逐一判断，在保持科学弹性的同时，确保患者安全。”他认为，这种更具灵活性与精准性的路径，不仅为替代方法落地提供了政策窗口，也避免了过早放弃动物实验所带来的潜在风险。

“关键在于验证路径清晰。”史密斯指出，FDA不仅在政策层面为人类相关实验模型打开了大门，还计划联合产业界、学术机构与技术开发者共同开展试点项目，推动技术验证、标准制定与产业化落地。“这将为一个更快、更可预测也更具伦理优势的药物开发未来打下基础。”

“替代方案”并非终点，而是科学标准的重建

我们不难发现，取代动物实验并非易事。正如多位监管专家所指出，真正的挑战并非“是否替代”，而是“如何替代得当”。在科技的发展与伦理诉求之外，制度设计与实施节奏或许才是决定这个方案能否推进顺利的关键。

FDA虽然率先提出以类器官、器官芯片与AI建模等“人类相关”模型替代部分动物实验，但一旦验证框架不健全、技术成熟度参差，甚至因监管节奏失衡而“抢跑”，不仅会影响药物安全，也可能动摇公众对整个药品评估体系的信心。

特别是在替代技术尚未形成统一行业标准的阶段，如何防止“技术先行、标准滞后”的盲区，如何避免生物科技公司因资源不均而出现“适配能力鸿沟”，都将是现实考验。监管分歧同样不可忽视：FDA虽已开路，欧洲药品管理局（EMA）与日本PMDA尚未同步响应。这意味着在全球运营的药企将面临复杂权衡：一边是伦理进展与技术创新，一边是现实市场准入的政策门槛。

历史经验也给出启示。上世纪70年代GLP（良好实验室规范）制度的确立，为动物实验设立了统一质量控制框架，帮助这一体系长久运行于全球药品监管体系之中。如今，在非动物实验的转型之路上，同样需要一整套结构化、可验证、可复用的质量控制体系，让“替代方案”从概念走向制度，从实验室走向标准化管线。共识协议、跨界协作、数据共享与公开透明，将成为替代路径能否真正生根发芽的制度根基。

不过，告别动物实验不只是科技的更迭，更是监管逻辑、行业能力与公众信任共同重构的过程，短期内动物实验并没有那么容易被取代。“目前在生物医药研究和药物开发中，还没有可以完全替代动物模型的方法。在理解复杂生物系统的运作方式，以及进入人体试验前，确保新药物和治疗手段的安全性和有效性方面，动物试验依旧是不可或缺的。”美国国家生物医学研究协会（National Association for Biomedical Research）在一份声明中说到。

诚然，诸如器官芯片等工具在近年来取得了巨大进展，但真正想要用这些工具来替代动物实验，至少还需要进行多年的全面研究。倘若来自这些替代工具的药物出了问题，导致患者死亡，则会让整个领域陷入停滞。任何前进，都需要谨慎再谨慎。

来源：中国战略新兴产业一点号