Nature重磅聚焦：动物实验时代落幕，器官芯片平台开启生物研发新范式

近日，国际顶刊《Nature》刊发深度报道：The age of animal experiments is waning. Where will science go next? 精准捕捉到全球生物医药领域的颠覆性变革：长期占据药物研发核心地位的动物实验，正逐步退出主流舞台，以器官芯片为核心的新方法学（NAMs）成为驱动行业向前的核心力量，为生物研发带来全新可能。

全球政策转向，动物实验削减成共识

动物实验的传统研究模式正迎来全球性变革，各国政府纷纷出台政策推动实验动物使用的缩减与淘汰。英国官宣今年取消皮肤刺激性动物测试，2030年大幅削减犬类实验，长远目标是仅在特殊情况使用实验动物；美国FDA计划3-5年内让动物研究成为药物安全毒性测试的“例外”，NIH也同步推出举措减少资助项目的动物使用；欧盟将于今年发布化工安全评估淘汰动物实验的路线图。中国也在该领域重磅布局，2024年投入3.82亿美元打造人类器官生理病理模拟系统，全力研发替代动物实验的新技术。

明确技术迭代核心，动物实验存在短板，NAMs强势崛起

伦理与动物福利诉求是削减动物实验的重要动因，而其自身的天然局限性，更是推动科研界寻求替代方案的核心原因。数据显示，约86%的药物临床试验以失败告终，关键就在于动物模型与人类生物学存在显著差异，典型如脓毒症领域，超百种在啮齿动物模型中表现良好的疗法，在人体临床试验中均告无效。也正因如此，能更精准模拟人类生理状态的新方法体系（NAMs），成为科研界的研发重点。

以器官芯片、类器官、计算模型和人工智能为核心的NAMs，凭借人源化的核心优势，成为动物实验的优质替代方案，且发展成果显著。从数据来看，2006至2022年，仅使用NAMs的生物医药论文从2.5万篇飙升至10万篇；英国实验动物操作量从2015年414万次锐减至2024年264万次，欧盟和挪威2018-2022年实验动物使用量也下降5%。

核心技术突破，器官芯片平台重塑研发底层逻辑

《Nature》报道明确指出，器官芯片是新方法学中引领行业变革的核心技术，作为融合微流控技术、细胞生物学与工程学的创新研发平台，它能精准复刻人体器官的微环境、生理功能与病理状态，从根源上解决动物模型的固有缺陷，相比传统模式拥有三大核心优势：

1、全人源构建，规避种属差异 

依托人类原代细胞或诱导多能干细胞（iPSCs）构建芯片模型，直接使用人体细胞模拟器官功能，彻底摆脱动物与人类之间的种属差异，让研发数据更贴合人体实际，大幅提升临床转化效率。

2、精准仿真，还原生理微环境 

通过微流控技术模拟体内流体剪切力、机械拉伸等生物物理信号，构建与人体高度相似的组织微环境，精准复现器官的生理功能与疾病状态，实现对药物作用机制的深度解析。

3、高效精准预测，提升研发成功率 

报道中以肝脏芯片为例，其识别肝损伤化合物的准确率达87%，且不会误判无害化合物，还能检测出15种经动物模型验证为安全、实则具有肝损伤风险的药物，在毒性预测上的精准度远超传统动物模型。2024年，肝脏芯片成功入选FDA的ISTAND试点计划，获批后将可直接替代动物模型完成药物毒性测试，成为药物审批的核心数据支撑。

* 图文来源：The age of animal experiments is waning. Where will science go next?