动物实验和医学 3D打印:实验室动物的福音?

2014年约40万只小鼠葬身实验室。 

2014年约40万只小鼠葬身实验室。 

(imago/Westend61)

每年全世界范围内几百万只动物成为科学实验的牺牲品。瑞士不缺替代动物实验的方法。但是这些也受到制药业欢迎的替代方法却举步维艰,为什么会这样呢?

Barbara Rothen-Rutishauser是弗里堡阿道尔·梅克尔研究所有机纳米材料教授。在她的办公室中,她展示了一个只有几克重,15厘米长的小物体,它的大部分成分是塑料,可以作为细胞的组成部分使用。这是一个3D打印出来的人类肺部组织模型-这是一个长期研究出来的成果。

这个3D肺细胞模型是Rothen-Rutishauser教授研发出来的,现在依然处于有待优化的阶段。为了避免麻烦的细胞手工悬液提取,她用一个生物打印机首先打印出水凝胶,然后再打印出细胞悬浮液,这在世界上还属于新技术。

这种体外肺部模型,免去了动物实验。

这种体外肺部模型,免去了动物实验。

(unifr.ch)

15年前,Rothen-Rutishauser教授开始研究空气和废气中的微粒物质。当时还没有理想的体外制作的肺部组织模型。“那时候大部分实验是在老鼠身上进行的,”这位教授回忆说。

后来因为有了3D打印技术,一些严重的肺炎可以在人体以外进行检测,同时也能检验肺在吸收肺部的药物后-比如抗哮喘药物的承受能力。“这一研究不能完全脱离动物实验,但是在临床前科研中,利用这种方法可以省去很多动物实验,”Rothen-Rutishauser教授说。

但是这些复制的组织尚且无法达到真正人体细胞组织的效果。“因为缺乏血液循环系统和淋巴管,”Rothen-Rutishauser表示:“但是测试显示,利用这些复制的组织进行的实验与动物实验所得到的结果相似,”这位生物学教授补充说。而且这种形式的实验费用较低,结果出来得也较快。制药行业对此非常感兴趣。

减少动物实验

30年来瑞士在动物身上所做的实验在逐渐减少,这与上世纪90年代瑞士加强了动物保护法有关,现在据联邦食品安全和兽医服务局(BLV)表示,瑞士是世界上拥有最严格动物保护法的国家之一。

在瑞士,只有在没有其他选择的情况下,才允许进行动物实验。科研人员必须能够证明所从事的实验将给社会带来的效益,大于动物所经受的痛苦。与欧盟一样,瑞士也实行所谓的“3R”政策。

3R来自„Replace“, „Reduce“和„Refine“(替代、减少和改善),“替代”表示改换其他的方法;“减少”表示减少进行实验的动物数量;“改善”的意思是减轻动物的痛苦,改善它们的生活环境。

“但是瑞士需要做的还很多,”科研3R基金会(德)外部链接主席Ernst B. Hunziker表示,该基金会的宗旨是促进取代动物实验的其他可选择性实验形式,“自1987年以来,我们共资助了130个项目。来自工业和科学界的这类需求越来越多,但是我们的资金却很有限。我们只能支持十分之一的项目,”这位伯尔尼大学临床研究教授遗憾地说。

错过的机会

他尤其不满的是,政府资金在科研上的分配极为不均。他说:“联邦通过瑞士国家科学基金会每年为动物实验提供的资金为1.18亿瑞郎,而为了促进3R规则所拨的款项只有50万瑞郎。”

去年一个有关3R的国家科研项目遭到拒绝,对他来说这是错过了一个大好机会。

“除了该项目之外,还有许多其他项目,我们必须作出选择,”瑞士国家教育科研和革新秘书处(SBFI外部链接) 的Claudine Dolt解释道:“促进3R条例不是钱的问题,必须从各个层面入手,科学家和科研人员的教育也不能忽略。”

“采用替代动物实验的方式开展工作的科研人员,很难得到官方的资助,” Barbara Rothen-Rutishauser这样强调说。她的人工肺部组织模型,至少还需要3-5年的时间才能被认可。她希望利用3D打印机大批量生产这一模型,因为这在制造人类器官领域有着广泛的用途。

化妆品作为实例

替代动物的实验方式不仅要证明其效果,还要受到相关监督部门和工业界的认可,“只有这样才能运用到医药生产和风险科研中去。”

“科学上临床前实验的相关规定由国际组织决定,瑞士也运用这些规定,”瑞士制药协会Swissmedic发言人Peter Balzli说。

“在其他领域,比如化学制品和化妆品领域,寻找其他替代动物实验方式的压力更加明显一些。”而针对更好的动物保护措施需要有政治家参与的“公开的对话”。

Barbara Rothen-Rutishauser认为一个实例应该可以借鉴:欧洲禁止销售经过动物实验测试的化妆品。以前化妆品实验都是在兔子身上进行的,2013年欧盟出台新规定,化妆品公司必须使用3D打印出的人体皮肤组织的系统结构进行某些测试。

建立一个全国3R职权中心?

一个在欧洲上百万人签字的动议要求,应该进一步扩展3R规则的内容,动物实验要随着时间逐步彻底杜绝。

瑞士政府也提出了一系列建议,鼓励推广取代动物实验的其他方法。比如建立一个全国性的3R职能中心及在自然科学和医药科学的授课中更好地融入3R课程。

“一个这样的职能中心其实是一个很大的进步,”科研3R基金会主席Ernst B. Hunziker肯定地说:“我们今天从减少实验动物数量上省下来的资金,完全可以投入到未来其他选择性替代方法上。”


(转译:杨煦冬), 瑞士资讯swissinfo.ch

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