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想象一下，在不远的将来——你走进医生的办公室，医生从你那里取下一个微小的皮肤活检，把它送到实验室，从这个小样本中培养出成人干细胞，让干细胞分化成为你身体的各种细胞。他们将这些细胞打印成微小的组织和器官，把这些小组织和小器官放在一个专属于你的客制器官芯片平台，用以测试数百种药物。 基于使用你的细胞、你的组织和你的生物学，找到最适合你的药物，而不是基于小鼠生物学。
此文是《加拿大动物方法替代中心》创始执行董事、主持中心的国家级研究计划的查鲁·钱德拉塞凯拉博士在Tedx上的演讲稿，由21天减法生活的赖美君博士翻译，带我们从另一个角度看动物实验，引发深思。
（一）隐藏的威胁和错过的机会
阿尔茨海默氏症、糖尿病、心力衰竭、肌萎缩侧索硬化 (ALS)、帕金森氏症，这些疾病有什么共同之处？ 共同之处是，我们没有治愈这些疾病的良药，而且这些疾病在人体还无法治愈，但在小鼠，这些疾病都已经能治愈了！
Raxar,Baycol,Trasylol, Rezulin, Vioxx, 这些药物的共同点又是什么？ 在造成人们死亡之后，这些药物全都退出市场，但它们在小鼠身上是安全有效的。
我们都听说过动物实验的辉煌历史。 胰岛素、青霉素的发现，以及小儿麻痹疫苗等医学上的突破，若没有动物实验，也许就不会发生。 但那些辉煌故事其实是少数。 现今最常发生的是，研究室里的突破，有95%都进不了药房。
从疾病研究到药物发现、药物测试、临床试验到核准上市，过程约10-15年，花费约10到20亿美金。 你没看错，那些在动物身上测试过，证明是安全有效的药物，有95%在人体临床试验中都失败了。 而通过临床试验的那5%，其中有一半被撤回，他们的包装上有黑匣子警告（black box warning），因为这些药物在人体会有无法预测的副作用。[1]
注：处方药标签上出现黑匣子警告，提醒消费者和医疗服务提供者注意安全问题，例如严重的不良反应或危及生命的风险。黑匣子警告是美国食品和药物管理局（FDA）要求的最严重的药物警告。
我们花费无数年做疾病研究来了解疾病的分子基础，然后再多花10到15年的时间，以及10到20亿美元才能将一种药物推向市场。 直到我们进行人体临床试验前，整个过程都严重依赖动物实验所产生的数据。 这好比在满是蛀虫的桌子上搭建一座卡片屋。这种以动物为中心的模式有两个重点：隐藏的威胁和错过的机会，我称之为坏与丑（the bad and the ugly）。
另一方面，如果有一种药物在人类身上效果很好，却会损害小鼠、大鼠、豚鼠、兔子、猫、狗、绵羊和猴子等动物的身体，这种药物永远不会被批准上市。 我不是在谈论一种假想的药物，我说的是阿司匹林，你们谁的家里可能就有这个救命药。 我们还错过了多少其他能挽救人类生命，改变历史的药物呢？我们没有答案，因为它们没有通过动物实验……
（二）我们治愈了小鼠的阿尔茨海默氏症，却治不好人类的阿尔茨海默氏症
科学家用动物来模拟人类的疾病和药物反应，从果蝇到灵长类动物，都有可能被使用。而其中，小鼠和大鼠是黄金标准，它们占生物医学研究所用动物的90%以上。之所以大量使用鼠类，并不是因为鼠类能够更好的模拟人类生理，而是因为方便。鼠类价格便宜、易于操作、寿命短、而且有累积几十年的研究资料。
数亿年的演化，已经分离出各个物种，遗传生化生理因子已经不同。年龄和性别等变因，也会进一步混淆实验结果。 另外，我们在实验室诱导动物们生病的方式，我们饲养和繁殖这些动物的方式，也都会混淆实验结果。 大多数被当做控制组的动物，其实不够资格当控制组。因为它们在被诱导生病之前，就已经生病了。这些因素都会误导整个研究，让我们浪费几十年的时间和数十亿美元。
比如说，阿尔茨海默氏病。 自阿尔茨海默医生定义这个疾病以来，已经过了一百多年。我们花了大量的时间和精力，去研究阿尔茨海默氏症。 动物实验中，我们治愈了老鼠的阿尔茨海默氏症。但是在人体，我们甚至不了解这种疾病的分子基础。超过400项人体临床试验失败，99.6%的失败率。[2][3]
（三）跟人类生物学相比，我们更了解动物生物学。
那么，我们沮丧的科学家想怎么改进呢？他们想找出更好的动物来模拟人体。[4] 我们有一种根深蒂固的动物实验科学文化，一种痴迷于要听到动物实验的文化，这种文化常常让我们忘记自己试图要治愈的是人类。 我们努力想创造更好的动物模型。 可是，在发现胰岛素近一个世纪后，我们依然无法治愈糖尿病。大多数癌症都无法治愈，而且没有什么有效的治疗方法。
用于研究ALS的基因转殖小鼠，四周大的一只约298美金。[5] 不可否认，动物对医学上的发现和进步做出了贡献。但我们总是赞美那些有限的成功，而把众多的失败扫到地毯下盖住。 事实上，在21世纪的第二个十年中，跟人类生物学相比，我们更了解动物生物学。
（四）如何让人类成为典型的动物模型？
如果科学的最终目标是推进人类医学，现在是时候优先考虑人类生物学了。 是时候超越动物试验，让人类成为典型的动物模型，让人类生物学成为黄金标准，而非老鼠。
动物试验不仅在科学上存在缺陷，还充满伦理问题。作为科学家，我们有科学和伦理义务遵守最高的道德标准。 动物不是科学的工具，不是培养皿上的细胞。他们是活着、呼吸着、有感觉的生命。他们也感到疼痛。如果能选择，他们绝不会同意被活体实验。 身为一名前动物实验执行者，我亲身体验过，实验室中的这些动物与我家里最被珍爱和敬重的猫，在感受疼痛上没有区别。
自从人类基因体在16年前被定序后，我们便拥有大量的信息和工具，可以用完全不同的的眼光看待人类生物学。 我们可以做细胞工程，可以用3D生物打印，仿真我们身体的组织。 使用来自大体或手术后遗留下来的细胞和组织，又或是在皮肤做极小的组织切片，从切片中培养出成体干细胞并转化这些细胞，诱导这些细胞分化成为你体内的任何细胞类型。
利用细胞工程使少量细胞成为更复杂的结构，这些微器官我们称之为类器官（organoid）。 进而，我们可以用不同的方式配置这些细胞、组织、器官、类器官，产生培养皿中的疾病（disease in a dish）。[6]
我们还可以把它们放在U盘大小的计算机芯片，用来做药物测试，一次可以测试数百种药物。 我们可以使用计算建模。人工智能和超级计算机使我们有能力到达前所未有的水平，模拟人体生物学，这是在活体动物中无法实现的。[7]
还是以阿尔茨海默氏症为例，我们可以从病殁于阿尔茨海默氏症的患者身上，获取干细胞，进而培养这些带病的脑细胞。[8][9] 甚至可以将它们组装成更复杂的结构，把大脑中的一小部分在培养皿里重现，我们可以称之为迷你大脑（mini-brain）。 我在约翰霍普金斯大学的同事，托马斯·哈顿博士，已在培养皿中制造帕金森氏症，而且还在培养皿中制造自闭症。[10]
（五）我们正在逐一更换动物试验
用人体细胞，而不是用小鼠进行过敏测试；
用生物工程合成人的皮肤，而不是使用兔子来做皮肤刺激性试验；
用人类肺部上皮细胞，或用肺器官芯片（lung-on-a-chip），而不是强迫狗吸入有毒化学物质；
……
计算机程序已经击败了动物测试，它能预测我们的生物学、我们的药物反应。这是21世纪的科学与创新。[11]
推广动物试验的替代方法，是许多国家的国家级计划。[12][13]
就在温莎大学，我们建立了加拿大第一个，也是唯一的同类型中心，加拿大动物方法替代中心和附属的加拿大替代方法验证中心。该中心的总体目标是通过21世纪的科学创新和伦理，在加拿大生物医学研究教育及监管测试中，促进动物替代方案。
在新成立的Eric. S. Margolis研究中心，根据训练实验室执行动物替代方案，我们正在做疾病研究。用人类细胞和组织来研究人类疾病，制造培养皿中的糖尿病、阿尔茨海默氏症……
我们正开发学术项目以培养下一代科学家、伦理学家、政策制定者和监管者，帮助他们在笼子之外思考。
是的，我们正在和全球的各个国家一起努力，虽然缓慢，但世界正朝着这个方向前进。
参考文献：
[1]https://cn.diphealth.com/685-black-box-warning-1123963-25
[2]https://www.insidescience.org/news/Alzheimer%27s-Drug-Trials-Keep-Failing
[3]https://blogs.ntu.edu.sg/hss-language evolution/wiki/chapter-16/
[4]https://www.nature.com/articles/d41586-018-07484-w
[5]https://www.jax.org/strain/002726
[6]https://wyss.harvard.edu/
[7]https://www.nature.com/articles/s41684-018-0227-0
[8] Brain 2015, Volume 138, Issue 5, Pages 1370-1381
[9] Cell Reports 2019, Volume 26, Pages 1112-1127
[10] Dr. Thomas Hartung ALTEX 2017, Volume 34
[11] https://www.nature.com/articles/d41586-018-05664-2
[12] https://ec.europa.eu/jrc/en/eurl/ecvam/alternative-methods-toxicity-testing/advisory-bodies/icatm
[13]https://ntp.niehs.nih.gov/pubhealth/evalatm/iccvam/internationalpartnerships/icatm/index.html