动物实验有了高科技替代方案,包括芯片器官——彭博社
F.D. Flam
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摄影师:杰西卡·里纳尔迪/《波士顿环球报》通过盖蒂图片社
在保守派与科学界时常对立的关系中,有一个领域出人意料地达成了共识:必须逐步淘汰生物医学研究中的动物实验。
美国国立卫生研究院和食品药品监督管理局的新任领导均表示,计划减少联邦资助研究中实验动物的使用,延续拜登政府启动的这项改革。
科技进步正推动变革——科学家现在能用人类细胞构建模拟器官的结构。在某些研究场景中,这些细胞比传统实验更能有效研究疾病和药物副作用,而传统实验每年导致数百万啮齿动物、犬类和灵长类动物死亡。
彭博社观点为何纽约市逆势而上,未能跟随美国犯罪率下降的大趋势?此刻应施压普京而非安抚共和党预算案将在一片反对声中强行通过制裁俄罗斯传递的讯息——不止针对普京使用动物进行研究的主要依据在于其与人类的生物相似性,这使得科学家能够观察难以通过其他方法复制的疾病和治疗方法。在开展人体试验前,有时必须进行动物安全测试。
这类测试的传统反对者包括动物权益活动人士,批评者常将其贴上反科学的标签。但对此类研究提出伦理质疑并非反科学。事实上,忽视这些质疑就等于无视科学已揭示的动物情感复杂性——包括啮齿动物的利他行为,以及它们具有感知能力,会像人类一样体验疼痛、痛苦和恐惧的证据。
我们负有寻找替代方案的道德责任。
“如果查阅动物伦理文献,半数引文都指向关于动物脑部结构的科学论文,”麦吉尔大学生物医学伦理学教授乔纳森·基梅尔曼指出,“例如我们不允许对囚犯进行实验,即便这能促进科学发展。”
基梅尔曼表示,有证据表明某些替代方案不仅能保持甚至提升研究质量,还能节省资金。
要确保这些替代方法与传统方法效果相当,仍需大量工作。此外,还需要更多研究来标准化并扩大其应用规模。其中两种最具前景的方法涉及"器官芯片"和类器官技术。
器官芯片是利用人体细胞模拟器官的微型设备。哈佛生物工程师唐纳德·英伯及其团队证实,例如将细胞配置成肝脏芯片后,在预测多种药物毒性方面远优于实验小鼠。
英伯解释,这类芯片得名于最初借鉴了计算机芯片行业的微型化技术。他还在开发用于肺、肠道、淋巴结和女性生殖器官的芯片。他表示这些芯片还能模拟感染、肿瘤甚至罕见疾病。2014年,他创立了生物技术公司Emulate Inc以推广该技术。
作为哈佛大学威斯研究所的创始主任,英伯透露在特朗普政府因该校拒绝屈服于总统要求而加大打压后,他接获多个项目的停工令。当时他正利用NASA和生物医学高级研究与发展局的资助研究辐射对器官的影响。“停工令下达前我们进展非常顺利”,他说道。
莉娜·斯米尔诺娃,约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院的工程与公共卫生助理教授,正在使用被配置成类器官结构的人类细胞进行研究。科学家们从干细胞开始——通常是经过编程可逆转为胚胎阶段的成体细胞。这些细胞被诱导发育成器官。“即使不是完整的生物体,它们仍能比动物更好地重现人类生理的某些方面,“斯米尔诺娃说。
她的实验室专注于大脑类器官的研发,这些类器官可以从健康个体或患有自闭症、阿尔茨海默病等病症的患者细胞中培育出来。它们不仅能模拟脑细胞,还能模拟大脑结构的某些特征。研究人员甚至正在探索如何通过电刺激类器官并读取其脑电图模式来模拟学习和记忆过程。
她运用这项技术来探究杀虫剂、阻燃剂、铅及其他重金属和环境危害对大脑发育的影响。
伦理学家基梅尔曼表示,他认为关于减少动物实验必要性的广泛共识,类似于将职场性骚扰从普遍容忍转变为不可接受的道德演进过程。只要这种变革循序渐进,并且社会致力于开发替代方案,最终将提升科研质量。然而研发需要资金支持,现在正是应该增加而非减少对科学投入的时候。
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