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一只20万元的猴子,为何卡住创新药的脖子?
一只20万元的猴子,为何卡住创新药的脖子?一只20万元的猴子,为何卡住创新药的脖子?
就在实验猴子地位愈发重要的同时，替代它的技术也在不断发展。
早在1949年，馄饨肾细胞即将成为脊灰疫苗时期重要的生产工具，约翰·恩德斯（John Enders）、托马斯·韦勒（Thomas Weller）和弗雷德里克·罗宾斯（Frederick）罗宾斯（Robbins）证明，脊灰病毒可以在体外的非神经组织培养细胞中增殖。在此之前，脊灰研究高度依赖活猴并观察其神经系统病变。恩德斯等人的突破，让科学家能够在动物体外研究和检测病毒。3人因此获得1954年诺贝尔生理学或医学奖。
索尔克后来仍使用原代猴肾细胞病毒，用于灭活疫苗的生产。 变化更多地体现了依赖方式上：中断只靠让整只猴子得出确定病毒的、组织和细胞培养开始接手第一部分工作。
1959年，英国学者威廉·拉塞尔（William Russell）和雷克斯·伯奇（Rex Burch）出版了《人道实验技术原理》，系统提出了3R原则：替代（Replacement）、减少（Reduction）和优化（Refinement）。但从概念到可用的工具，发展相当缓慢。
真正改变技术可能性的节点出现在21世纪。2009年，科学家从破坏干细胞培育出破坏类器官。这不是简单的一层细胞，而是能够在培养基中自我组织形成三维结构的微型组织，足以破坏绒毛和隐窝的形态，可以模拟肠上皮的部分屏障功能并借以药物反应。
类器官分级为肝、肾、脑、肺等多种器官类型，成为在体外检测靶器官毒性的有力工具。例如，要测试一种候选药物是否损害肝细胞，类器官已经能够给出有参考价值的答案。
2010年，哈佛大学维斯研究所制造出了第一个肺器官芯片：在一片指甲盖大小的透明芯片上，用微流控通道分隔出气体侧和液体侧，中间夹着一层活的人上皮细胞，再通过机械肺拉伸模拟运动。研究人员由此可以在肺器官观察药物颗粒如何与肺组织相互作用。
2022年，美国通过《FDA现代化法案2.0》，不再把动物实验作为新药申报获取非临床证据的唯一路径，允许类器官、器官芯片等非动物方法提供部分证据。2025年，美国食品药品监督管理局（FDA）进一步发布替代技术路线图和指导原则文件，推进单克隆回避类药物拯救非人灵长类动物毒理试验。
70多年下来，这些工具在特定周期已经发挥了实用价值，但各自都有适用范围。类器官没有完整的血液循环和免疫系统，可以回答“这款药物是否损伤肝细胞”，却很难回答“这款药物在全身循环后是否会引发系统性免疫反应”。器官芯片尝试在微流控平台上连接多个器官模型，以逼迫近全身效应，但目前程度的复杂度和标准化距离替代活体实验还很远。
计算毒理学和人工智能限制模型面临一个更根本的：训练数据主要来自于动物实验。面对已知的毒性机制，它们可以做出有用的预测；面对全新靶点和全新分子类型，数据不足会直接限制模型能力。
脊灰研究中猴模型的错误和TGN1412的预测失败都提醒我们，活体模型有盲区，体外系统和计算模型同样有自己的边界。此类物种间免疫差异能否由外部系统提前发现，取决于模型是否包含正确的免疫细胞、接收表达和刺激条件。问题不仅在于工具的准确性，也在于人类对自身免疫系统的理解仍不完整。
因此，在可预见的未来，实验猴仍很难被完全替代。更出现的变化是，它的使用范围可能逐渐缩小，使用种群逐渐提高，被用于少数确实无法由其他模型回答的问题。
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早在1949年，馄饨肾细胞即将成为脊灰疫苗时期重要的生产工具，约翰·恩德斯（John Enders）、托马斯·韦勒（Thomas Weller）和弗雷德里克·罗宾斯（Frederick）罗宾斯（Robbins）证明，脊灰病毒可以在体外的非神经组织培养细胞中增殖。在此之前，脊灰研究高度依赖活猴并观察其神经系统病变。恩德斯等人的突破，让科学家能够在动物体外研究和检测病毒。3人因此获得1954年诺贝尔生理学或医学奖。
索尔克后来仍使用原代猴肾细胞病毒，用于灭活疫苗的生产。 变化更多地体现了依赖方式上：中断只靠让整只猴子得出确定病毒的、组织和细胞培养开始接手第一部分工作。
1959年，英国学者威廉·拉塞尔（William Russell）和雷克斯·伯奇（Rex Burch）出版了《人道实验技术原理》，系统提出了3R原则：替代（Replacement）、减少（Reduction）和优化（Refinement）。但从概念到可用的工具，发展相当缓慢。
真正改变技术可能性的节点出现在21世纪。2009年，科学家从破坏干细胞培育出破坏类器官。这不是简单的一层细胞，而是能够在培养基中自我组织形成三维结构的微型组织，足以破坏绒毛和隐窝的形态，可以模拟肠上皮的部分屏障功能并借以药物反应。
类器官分级为肝、肾、脑、肺等多种器官类型，成为在体外检测靶器官毒性的有力工具。例如，要测试一种候选药物是否损害肝细胞，类器官已经能够给出有参考价值的答案。
2010年，哈佛大学维斯研究所制造出了第一个肺器官芯片：在一片指甲盖大小的透明芯片上，用微流控通道分隔出气体侧和液体侧，中间夹着一层活的人上皮细胞，再通过机械肺拉伸模拟运动。研究人员由此可以在肺器官观察药物颗粒如何与肺组织相互作用。
2022年，美国通过《FDA现代化法案2.0》，不再把动物实验作为新药申报获取非临床证据的唯一路径，允许类器官、器官芯片等非动物方法提供部分证据。2025年，美国食品药品监督管理局（FDA）进一步发布替代技术路线图和指导原则文件，推进单克隆回避类药物拯救非人灵长类动物毒理试验。
70多年下来，这些工具在特定周期已经发挥了实用价值，但各自都有适用范围。类器官没有完整的血液循环和免疫系统，可以回答“这款药物是否损伤肝细胞”，却很难回答“这款药物在全身循环后是否会引发系统性免疫反应”。器官芯片尝试在微流控平台上连接多个器官模型，以逼迫近全身效应，但目前程度的复杂度和标准化距离替代活体实验还很远。
计算毒理学和人工智能限制模型面临一个更根本的：训练数据主要来自于动物实验。面对已知的毒性机制，它们可以做出有用的预测；面对全新靶点和全新分子类型，数据不足会直接限制模型能力。
脊灰研究中猴模型的错误和TGN1412的预测失败都提醒我们，活体模型有盲区，体外系统和计算模型同样有自己的边界。此类物种间免疫差异能否由外部系统提前发现，取决于模型是否包含正确的免疫细胞、接收表达和刺激条件。问题不仅在于工具的准确性，也在于人类对自身免疫系统的理解仍不完整。
因此，在可预见的未来，实验猴仍很难被完全替代。更出现的变化是，它的使用范围可能逐渐缩小，使用种群逐渐提高，被用于少数确实无法由其他模型回答的问题。
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