世界上动物实验目前主要发生在这三个领域:医学生物研究,产品安全性测试及教学。
在世界范围内每年有 5 至 10 亿脊椎动物应用于动物实验。脊椎动物中,每年欧洲和美国在实验中使用 65,000 只非人灵长类动物。
研究证实,动物也是有感知的,有喜乐痛苦,有情感需求。很多国家也颁布了禁止虐待动物的法案,但是为了避免让人类受疾病之苦,用动物做实验还普遍存在着。
在 2016 年美国农业部发布的一份报告中,供实验用的动物有 820,812 只,包括 139,391 只兔,71,888 只灵长类动物,60,979 只狗和 18,898 只猫和其他动物。
经常有一些实验,由于设计不当,产生了无意义的结果,白白浪费了动物的生命。
作为新英格兰反活体解剖协会的项目经理,伊丽莎白.马格纳(Elizabeth Magna)曾在一封电子邮件中表示,最常见的毒理学测试,包括口头和皮肤致敏性和刺激性实验,在美国每年仍然导致数以千计的动物死亡。
据了解,2013 年在英国被用于科学实验的动物共有 412 万只,主要是大鼠和小鼠。其中大约有一半都是转基因培育的,另一半是未经转基因修改的动物。
这些动物中 58% 被用于基础研究,26% 被用于人类医学,8% 被用于兽医研究。其中很多动物被用于药物人类临床试验前的测试。然而,要证明药物的药理作用需要数量相当大的实验动物。
涉及动物实验的实验开支也相当可观:在一个典型的规模为 30 万英镑的中风药物实验中,约有三分之一的资金被用于购买设备,三分之一被用于支付实验人员工资,另三分之一用于购买和饲养实验动物。
因此,在某些情况下,为了控制预算,研究人员会想方设法缩减开支,有的就会低估测试新药时所需的动物数量。
这样一来,由于缺乏扎实、可信的实验数据和有效的生物反馈,这样的研究所得出的结论无法被人信服,此前所投入的时间、资源以及实验动物的生命就被白白浪费掉了。这种情况在治疗中风、癌症等疾病的药物实验中最为常见。
在这样的研究中产生结果往往靠的是运气。如果要让研究更加扎实可信,将统计精度从 50% 提高到 80%,就不得不加倍增加实验动物的数量,成本也会大幅上升。按上述典型案例,费用将再增加大约 10 万英镑。
动物也是生命,它们也应该被尊重。世界各地的动物保护者们都在奔走呼吁,放过动物,可是出路在哪里?
为了解决这个两难的问题,科学家们也在找寻办法。他们想的是,能否利用计算机模拟替代活体动物实验?
最近,牛津大学的一个团队,在研究利用计算机模拟替代活体动物项目上取得了新突破。
该团队开发了一种人体心脏细胞的计算机模型,为了解 62 种药物对人体细胞产生何种影响,研究员进行了数千次模拟。
发现,测试结果与实际临床数据相匹配,该模型能够在绝大多数情况下测试出药物对心脏的潜在风险。
实验中,研究员测试了一种药物,来观察是否会引发心律失常,结果发现,用计算机模型测出的结果与临床数据匹配度高达 89%!
而此前,用兔子模型进行相同的测试时,匹配度只有 75%,这说明在一些情况下,计算机模型的精确度超过了活体动物。
除此之外,去年哈佛大学威斯研究所研发了"芯片上的器官",用最先进的系统容纳人体细胞,模拟人体器官和器官系统的结构与功能。
这种芯片可以应用在疾病研究、药物测试和毒性测试中,而不需要使用动物。
研究表明,与粗略的动物实验相比,这种芯片更能准确反映人体生理运作,以及对疾病与药物的反应。
一些公司已经将这些芯片转换为供研究人员使用的产品,从而避免在研究中使用动物。
此前,总部位于英国剑桥的Emulate 公司也在研发活体人类细胞的微型芯片,然后用它们组成模拟人类器官。
每一种 Emulate 器官芯片,例如肺脏,肝脏,大脑,肠和肾脏的芯片,都包含小型中空通道,内衬数以万计的活体人类细胞和组织,而其体积只有一节 5 号电池大小。
单个器官芯片是一种活的,微型工程环境,它能够重新创建细胞在人体环境中承受的自然生理学环境和机械学力。
这种器官芯片对与细胞来说是一个新家,细胞在这里生存和在人体中生存没什么不同。
这种器官芯片在人类模拟系统中工作,这个系统能够提供事实窗口反应人体生理和疾病的内部运转,并为研究者提供一种新技术,用以地预测人体的反应。和当今的细胞培养和动物实验方法相比,该技术预测的更加精准详细。
该装置已经被用于制药公司,而 NASA 正在和 Emulate 合作,计划在太空中使用其大脑器官芯片来更好地了解微重力和其他力对大脑的影响。
这些新发现给了动物实验反对者新的希望:让动物实验尽快成为过去式!新英格兰反活体解剖协会官员马格纳对此评价道,“我们确信,这不仅仅是可能,而是必将发生的未来”。