去年11月，英國政府宣布了一項(xiàng)“大膽”的計(jì)劃：逐步淘汰某些領(lǐng)域（如皮膚刺激測(cè)試）的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。緊接著，美國FDA也放出狠話，要在3-5年內(nèi)，讓動(dòng)物實(shí)驗(yàn)成為藥物安全測(cè)試中的“例外，而非常態(tài)”。

一時(shí)間，“動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的黃昏”成為科學(xué)界最炙手可熱的話題。

一個(gè)長達(dá)千年的實(shí)驗(yàn)，為何突然被叫停？

提起動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，我們并不陌生。從小白鼠、兔子到狗和猴子，它們?yōu)槿祟惖尼t(yī)學(xué)進(jìn)步做出了巨大犧牲。僅在英國，2024年一年就進(jìn)行了264萬次動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。

但一個(gè)殘酷的現(xiàn)實(shí)是：這些犧牲，很多時(shí)候換來的卻是無效的結(jié)果。

數(shù)據(jù)顯示，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)良好的藥物，最終有高達(dá)86%在人體臨床試驗(yàn)中失敗。原因很簡單：我們是人，不是體型更大一點(diǎn)的老鼠。

最典型的例子就是敗血癥。科學(xué)家們?cè)趪X動(dòng)物模型中研發(fā)了超過100種“特效藥”，個(gè)個(gè)效果拔群，但在人體試驗(yàn)中卻全軍覆沒。老鼠和人類的免疫系統(tǒng)差異太大了，在無菌環(huán)境里長大的純種小鼠，根本無法模擬真實(shí)世界中千差萬別的人類患者。

正是這種巨大的鴻溝，催生了對(duì)替代技術(shù)的迫切需求。

誰是接班人？三大“新武器”登場(chǎng)

科學(xué)家們將動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的替代技術(shù)統(tǒng)稱為“新方法學(xué)”，它們正從三個(gè)維度發(fā)起全面進(jìn)攻：

1. “器官芯片”：一塊U盤，代替一個(gè)生命

想象一下，一塊小小的、透明如U盤的塑料片里，流淌著微量的液體，上面生長著會(huì)跳動(dòng)的人類肝臟細(xì)胞。

這就是“器官芯片”的魔力。由哈佛大學(xué)頂尖研究所孵化的公司Emulate開發(fā)的“肝臟芯片”，已經(jīng)在2024年被FDA納入特別支持計(jì)劃。它能以87%的準(zhǔn)確率識(shí)別出哪些藥物會(huì)損傷肝臟，甚至能揪出那些在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中“蒙混過關(guān)”的肝毒性藥物。

“這不是更好了，而是更‘人’了?！敝С终邆冋J(rèn)為，用人類細(xì)胞在體外構(gòu)建的微器官，當(dāng)然比動(dòng)物的器官更能預(yù)測(cè)人類身體的反應(yīng)。

2. “類器官”：在培養(yǎng)皿里養(yǎng)個(gè)“迷你你”

如果說器官芯片是2D的流水線，那類器官就是3D的“微縮景觀”?？茖W(xué)家們利用患者的干細(xì)胞，培育出毫米級(jí)別的微型大腦、心臟、肝臟甚至腫瘤。

斯坦福大學(xué)的科學(xué)家約瑟夫·吳開展了一項(xiàng)名為“盤中臨床試驗(yàn)”的研究。他從一個(gè)患有遺傳性心臟病家族中提取細(xì)胞，培養(yǎng)出跳動(dòng)的迷你心臟，然后用這些“小心臟”去篩選藥物。結(jié)果，他們成功找到了一種對(duì)家族成員有效的心血管藥物。

這為“個(gè)體化醫(yī)療”打開了新的大門：未來，在為病人用藥前，或許可以先在他的“迷你器官”上試一試，看哪個(gè)藥最管用。

3. AI與計(jì)算機(jī)模擬：從“濕實(shí)驗(yàn)”到“干實(shí)驗(yàn)”

既然藥物和身體的作用本質(zhì)上是化學(xué)反應(yīng)，那為什么不在計(jì)算機(jī)里模擬呢？

美國FDA的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一個(gè)名為“AnimalGAN”的模型。他們用8000多只大鼠的真實(shí)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)訓(xùn)練AI，現(xiàn)在，這個(gè)AI可以生成“虛擬大鼠”，并預(yù)測(cè)不同化合物對(duì)它們肝臟的毒性。

2021年，一個(gè)基于430種化學(xué)物質(zhì)數(shù)據(jù)開發(fā)的計(jì)算機(jī)模型，已經(jīng)被國際組織認(rèn)可，可以取代動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，用來測(cè)試某種化學(xué)物質(zhì)是否會(huì)導(dǎo)致皮膚過敏。

未來已來，但路還很長

面對(duì)如此迅猛的浪潮，我們是否即將迎來一個(gè)完全“無動(dòng)物實(shí)驗(yàn)”的科研世界？

答案是：曙光已現(xiàn)，但路阻且長。

目前，各國的戰(zhàn)略都采取了“分步走”的策略。比如英國政府就將動(dòng)物實(shí)驗(yàn)分成了三個(gè)籃子：

籃子1：立即淘汰。比如今年就要被淘汰的皮膚刺激測(cè)試，已有完美的計(jì)算機(jī)模型替代。

籃子2：逐步減少。比如在狗和猴子身上進(jìn)行的藥物代謝實(shí)驗(yàn)，計(jì)劃到2030年減少35%。

籃子3：暫無替代。比如測(cè)試化學(xué)物質(zhì)對(duì)魚類內(nèi)分泌的影響，這類極其復(fù)雜的生物體交互行為，目前尚無替代方案，目標(biāo)是到2035年攻克。

最大的障礙：“驗(yàn)證”。

一個(gè)器官芯片或一個(gè)AI模型，要想被制藥公司和監(jiān)管機(jī)構(gòu)采信，必須經(jīng)過漫長、昂貴且嚴(yán)苛的驗(yàn)證。必須證明它不僅準(zhǔn)確，而且可重復(fù)，能經(jīng)受住全世界的檢驗(yàn)。

科學(xué)家們擔(dān)心，如果急于求成，用尚未成熟的替代技術(shù)去預(yù)測(cè)藥物，可能會(huì)導(dǎo)致更多像動(dòng)物實(shí)驗(yàn)一樣的失敗，甚至帶來更大的風(fēng)險(xiǎn)。

正如加州大學(xué)戴維斯分校的遺傳學(xué)家肯特·勞埃德所說：“除非我們對(duì)新技術(shù)的要求，和對(duì)待動(dòng)物模型一樣嚴(yán)格，否則會(huì)造成傷害。”

黃昏之后，是什么？

英國弗朗西斯·克里克研究所的生物學(xué)家羅賓·洛維爾-巴奇坦言，復(fù)雜的生物系統(tǒng)，比如衰老過程、內(nèi)分泌系統(tǒng)的相互影響、人類獨(dú)有的行為和認(rèn)知，在短期內(nèi)仍無法在芯片上重現(xiàn)。

“在基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)科學(xué)領(lǐng)域，我們未來一段時(shí)間內(nèi)，仍然需要?jiǎng)游?。?/p>

所以，這并非一個(gè)簡單的“取代”故事。更準(zhǔn)確地說，這是科學(xué)工具的一次“代際更迭”。

從直接觀察活體動(dòng)物，到在芯片上模擬人類器官，再到用AI預(yù)測(cè)結(jié)果，我們的工具箱從未如此豐富。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)或許終將退居二線，成為只在“特殊情況下”才動(dòng)用的最后手段。

而那個(gè)時(shí)代的核心，將不再是“像人的動(dòng)物”，而是“更真實(shí)的‘人’”。

當(dāng)“臨床實(shí)驗(yàn)在盤中”成為現(xiàn)實(shí)，當(dāng)每一個(gè)患者的細(xì)胞都能在培養(yǎng)皿里建起一座“數(shù)據(jù)雙胞胎”，一個(gè)真正屬于精準(zhǔn)醫(yī)療和個(gè)性化治療的時(shí)代，才剛剛拉開序幕。

參考資料：

Nature | News Feature | 25 February 2026

The age of animal experiments is waning. Where will science go next?

By Diana Kwon