告别动物实验,新方法机遇涌现,这些科研资助和期刊评审新趋势不可不知 | 自然职场
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一些初入科研领域的研究人员反映,他们会为了满足期刊和基金要求而使用动物模型,甚至某些本不必要的学科和项目中也是,对此,他们感到有压力。
原文作者:Christine Ro
原文以 How ‘animal methods bias’ is affecting research careers 标题发表在2025年3月20日《自然》的职业特写栏目
动物模型在某些临床研究前研究中并非必需。(图片来源:Evgenyi Eg / Getty)
Catharine Krebs在加州大学洛杉矶分校攻读博士学位期间,在一个人类遗传学实验室工作。她习惯了在论文末尾看到这样一句话:“这些发现需要在体内实验中得到验证。”
这通常意味着要借助动物模型来验证。她回忆道:“你会下意识地写下这句话,因为你所接受的教导让你觉得这是后续研究的最佳方向。”
Krebs如今是位于华盛顿特区的非营利组织 “美国责任医师协会”(PCRM)的医学研究项目经理,该组织倡导用其他方法替代动物实验。
在这个岗位上,她和 2022 年一次研讨会上的其他参会者创造了一个术语,用以解释她作为研究人员所察觉到的现象:动物方法偏见(animal-methods bias)。
他们将动物方法偏见定义为 “尽管存在潜在合适的非动物实验方法,但仍依赖或偏好基于动物的实验方法”。
2023 年,Krebs与她在PCRM以及布鲁塞尔国际人道协会欧洲分会的共同作者们发表了一项针对生命科学研究人员和同行评审人员的调查结果[1]。
作者们指出,90 名受访者的样本规模较小,但为动物方法偏见的存在提供了初步证据。
一些研究人员认为,同行评审人员要求他们在研究中添加动物实验部分的要求不合理且不必要,比如对于那些纯粹从事计算研究的人员而言。
Krebs表示:“问题主要出在期刊和资助机构。” 以她的经验来看,使用非动物模型的研究人员对这种阻力 “极为沮丧”。
《自然》出版机构施普林格・自然(Springer Nature)的一位发言人表示:“在同行评审过程中,我们的编辑会仔细评估评审人员关于动物研究的要求,以及作者对此提出的任何反对意见。”
这位发言人还补充称,其期刊编辑始终遵循 2020 年最新更新的《动物研究:体内实验报告指南 2.0》[2]。《自然》在编辑工作上独立于其出版机构。
Krebs和她的同事们目前正在开展更大规模的后续研究。Krebs感兴趣的一个研究方向是,这种偏见是否会与研究人员的经验相互影响。“动物方法偏见对初入科研领域的研究人员的影响可能尤为显著,” Krebs提出假设,“如果他们在经历中觉得必须使用动物研究模型才能发表论文、获得科研基金,或者在高影响力期刊上发表文章,那么这种想法就会不断强化,这可能会让他们在职业生涯中一直使用动物模型,而不会选择那些可能更能可靠模拟人类生物学但在该领域尚未普及的其他模型。”
“我们都知道,体外研究无法涵盖生物学或生理学的所有方面,” 孟买印度理工学院(IIT)的化学工程师Abhijit Majumder说,“但与此同时,动物研究也无法涵盖人类生理学的诸多方面。” 一个常被引用的数据是,早期临床试验中约 90% 的候选药物在进入市场前就失败了,部分原因是临床前研究过度依赖动物模型。
Majumder认为, NAM(该缩写词可指代 “新方法学”“新型替代方法”“新替代方法” 和 “非动物模型”,下文统一使用“非动物模型”)要获得科学界更广泛的认可还需要一些时间。
资助机会不断涌现
对于英国埃克塞特大学的博士后研究助理Laura Sinclair来说,非政府组织(NGO)的资助至关重要。她最初攻读的是与脂肪组织和糖尿病相关的非资助博士学位,后来转到一个无动物研究实验室,攻读细胞衰老方向的博士学位。她利用了总部位于伦敦的慈善机构 “英国无动物研究组织”(Animal Free Research UK)提供的创新资助模式,该机构为她的博士学习和博士后研究分别提供了三年的资助,还为她的另一项奖学金提供了三年资助。她说,这种稳定性对处于职业生涯早期的她来说非常宝贵。
Krebs表示,总体而言,非政府组织为无动物研究提供的资助往往比美国国立卫生研究院(NIH)等政府机构提供的长期数百万美元的资助要少。NIH是全球最大的生物医学研究资助机构。
另一个变化是,支持使用替代方法的科研基金数量在增加。2021 年,NIH发放的竞争性(非临床、非无脊椎动物)资助中,替代方法相关的资助约占 8%。而在 20 世纪 80 年代初,这一比例基本为零。
位于马里兰州罗克维尔的NIH下属机构国家转化科学促进中心(NCATS)特别倡议办公室主任Danilo Tagle承认:“与NIH的整体资助相比,这一比例仍然较低。”
Laura Sinclair很感激一项无动物研究资助,它在她职业生涯早期提供了稳定性。(图片来源:Laura R Sinclair博士)
Tagle以一名遗传学家的身份开始他的科研生涯,他通过小鼠模拟人类疾病,这让他认识到了啮齿动物模型的一些缺陷。他说,NIH对新方法的资助在逐渐增加,尤其是在过去十年。
2010 年,欧盟的一项指令设定了一个宏伟目标,即使用类器官或计算机模拟等非动物方法完全取代用于科学目的的活体动物。然而,2017 年至 2022 年间,欧盟用于科学研究的动物数量几乎没有变化。
2006 年获得药物科学博士学位的Mathieu Vinken表示,在欧盟的资助计划和对非动物方法的普遍接受程度方面,如今新兴研究人员的机会更多了。Vinken现在是布鲁塞尔自由大学的教授,他的研究兴趣包括减少太空毒理学研究中动物的使用。他的资金来源包括欧盟的大型资助项目。
总体而言,Majumder认为,资助机构在接受替代模型方面比许多科学家更超前。例如,2025 年,新德里的印度医学研究理事会发布的发现研究提案征集通知明确指出,动物模型和非动物模型均在资助范围内,并列举了非动物方法的例子。
Majumder和其他科学家发现了一些特定领域,在这些领域尤其需要替代方法来填补研究空白。其中一个例子是研究妊娠期药物的安全性,Majumder解释说:“大多数药物在进行临床试验时,不能在孕妇身上进行测试。” 为此,研究人员正在致力于开发一种器官芯片模型,这是一种微流控系统,利用培养的细胞来模拟各种器官的生理过程——在这个例子中是胎盘。
同样,NIH于 2024 年设立的 “实验动物研究补充计划”,正在确定动物模型存在不足的领域,包括罕见病和败血症。Tagle表示,该计划是NIH对新方法进行协调资助的一种方式。在特朗普政府暂停该机构的一些对外交流及相关活动之前,Tagle曾与《自然》职场的团队进行过交流。
Tagle说:“在未来 10 年里,我们预计每年至少投入 3000 万美元用于开发非动物模型。”
尽管美国政府对生物医学研究的资助前景存在不确定性,但Krebs认为,有理由指出动物研究可能相当浪费,这可能与新政府关于减少政府浪费的主张相契合。
就目前来说,在更多资助机构、监管机构和科学家开始接受非动物模型的同时,使用不同模型进行重复研究可能会增加时间和费用。
“从本质上讲,我们现在正处于一个过渡阶段,进行所有这些研究的成本变得很高。” 孟买印度国家生殖与儿童健康研究所专注于生殖健康的生物学家Deepak Modi说,他与Majumder有合作。
Modi认为,未来,研究链中的一些环节可能会被省略,这样既能加快研究进程,又能降低成本,同时还不会降低严谨性。Modi还表示,一旦技术成熟,可能会出现更多“即用型”的器官芯片解决方案。
Sinclair认为,随着消费者需求的变化,成本正在下降。她指出,自从她进行无动物研究的博士项目以来,材料正朝着更合成、更具可重复性的方向发展。她和她的同事编写了一份与人类相关且非动物来源的组织培养工作指南——这种资源在她职业生涯早期会非常有用,她说道。
从资助机构的角度来看,资金的价值评估可能很复杂。Tagle说:“必须权衡转化意义,因为人们可以投资动物模型,但如果动物模型与人类不一定相关…… 那么从时间和资源的角度来看,这就是巨大的浪费。” 他还补充说,以器官芯片为例,与使用动物模型相比,从开发模型到筛选药物,再到进行临床试验的速度要快得多。例如,研究人员使用肺组织芯片测试阿泽瑞林(azeliragon)作为治疗炎症性肺部疾病的药物,该应用已进入三期临床试验阶段。
发表论文的风险
Majumder在孟买印度理工学院(IIT Bombay)所带领的团队偶尔会与进行动物研究的合作者共事。他解释道:“只有在确实有需要的时候,我们才会开展动物研究。我有一位既愿意也有条件进行动物研究的合作者。”
当期刊审稿人同时要求提供体内和体外实验结果时,或者当Majumder无法为某项技术提供资金支持,又或者难以轻易获得该技术时,就可能会产生这种需求。Majumder表示,在这种情况下,一种选择是将论文投给其他期刊。另一种选择是争辩说从实际操作角度来看,这项工作不可行,或者没有必要这样做。他补充道,有时编辑会接受这样的论点。
Catharine Krebs在 2024 年Lush Prize颁奖典礼上。图片来源:Lush Prize
Krebs指出,期刊评审中出现的这类问题,不只是源于个人偏好和无意识的偏见。“我们也可以简单地认为,这是因为缺乏对某些方法进行公正或充分评估所必需的专业知识。”
Krebs是“揭示并解决动物实验方法偏见联盟”(COLAAB)的首席协调员,该联盟由PCRM以及其他倡导组织、大学和独立学者于 2022 年共同成立。2024 年,她获得了Lush Prize,该奖项于 2012 年设立,旨在支持非动物测试。
COLAAB建议,在可行的情况下,作者可以推荐自己认可的审稿人。不过,Krebs也承认,这可能会导致一小群志同道合的研究人员相互评审彼此关于非动物模型的论文,这确实是一个值得关注的问题。
该联盟的其他建议包括,研究人员应预见到审稿人可能提出的问题,并进行额外的非动物实验测试,然后在文章中说明选择该模型的理由。
COLAAB开发了一个数据库,收录了发表过非动物模型研究的期刊,同时还开展了一个编辑外联项目,以便更好地了解期刊编辑对非动物模型的处理方式,并提出切实可行的干预措施。
在投稿给知名度更高但评审过程更长的主流期刊,与投稿给影响力较小的专业期刊之间,存在着权衡取舍。这些专业期刊包括 1984 年创刊的ALTEX – Alternatives to Animal Experimentation,以及去年年底创刊的NAM Journal。NAM Journal的主编Mathieu Vinken承认,即使是那些以跨学科方式涵盖专业主题的期刊,也会发现找到合适的审稿人并非易事。
未来前景
一些渴望逐步淘汰动物实验方法的科学家呼吁采取务实的态度。Vinken说:“就我们目前所拥有的手段而言,在特定领域大力减少和 / 或完全取代动物实验方法,才是更现实的做法。” 他和他的同事参与了一项名为 “VICT3R” 的倡议,这是一个欧盟的公私合作项目,旨在通过使用虚拟对照组来减少毒理学研究中使用的动物数量,虚拟对照组利用的是先前动物研究的数据,而不是创建新的动物对照组。
Majumder建议处于职业生涯早期的研究人员要保持适应性,既要学习如何进行动物研究,也要关注非动物模型及其他技术的发展。他说:“如果你具备实际操作的条件、能力和基础设施,那就不要错过了解动物实验设施的机会。”
但Tagle指出,对非动物模型工作的支持在不断增加。他总结道:“这为职业发展带来了大量机会。”
参考文献:
1.Krebs, C. E., Lam, A., McCarthy, J., Constantino, H. & Sullivan, K. ALTEX 40, 665–676 (2023).
2.Percie du Sert, N. et al. PLoS Biol. 18, e3000411 (2020).
© nature
doi:10.1038/d41586-025-00593-3
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