“Replacement(替代)”是Russell 和Burch 在1959 年提出的“3R”原则中的一个原则[1]。然而,“替代”可以指“绝对替代(不使用活体动物及其细胞或组织的方法)”或“相对替代(如在体内或体外,虽不使用活体动物但使用其细胞或组织的方法)”。
许多科研团体已将某些使用动物的方法视为“替代方法”,特别是使用那些被认为不能感受疼痛或感觉能力低的物种(如果蝇、线虫和斑马鱼)或使用源于动物的材料(包括组织、胚胎、血清和细胞等)的研究方法。一些监管机构强调使用这些方法,因而给实现科学研究中不使用动物这一目标增加了难度。欧洲解药协会的André Ménache 认为,约80%经ECVAM(欧洲替代方法验证中心,是欧洲动物替代参与实验室)验证的替代方法仍在使用动物或其组织。
2012 年设立的Lush 奖,在全球范围致力于终止动物试验,尤其是毒理学领域的动物试验。每年总奖金为25 万英镑,奖项涵盖科学研发、教育培训、青年研究人员、游说活动和公众意识五方面。Lush 奖认为应更多地关注“1R”即“绝对替代”,无论通过何种方式,使用动物(包括组织和细胞)的方法都不应被视为“替代方法”。
“替代方法”仍在利用动物
美国农业部表示“不同人对‘替代’有不同的理解,其差异很大程度取决于他们发现问题的哪个侧面”[2]。举例说,研究人员除使用动物(或优化了已有动物试验方法)之外,可能也会采用相对替代法;但废除主义者认为“替代”就是指“完全替代”。“替代”这个术语的使用强化了“相对替代”的观念,如:
● Russell 和Burch 对替代技术的定义是“采取使用无知觉材料的实验替换原来使用活的、有意识的脊椎动物的实验。”[3]。而“无知觉”、“有意识”和“脊椎动物”这些词语的使用,无疑使得利用无脊椎动物和低等生物体的试验方法被接受。
● 约翰.霍普金斯大学的动物测试替代中心(CAAT)自认为正在“一步一步朝着替代研究迈进”,但事实上他们却建议:除细胞培养、组织培养、模型和模拟等方法之外,研究人员还可以开发新的非哺乳动物模型。
● 鱼或无脊椎动物也可以提供研究所需的数据[4]。
“相对替代”的观念被广泛接受,其直接后果是:不列颠哥伦比亚大学的研究人员在研究人们可以接受实验中使用哪些物种。研究发现,人们易于接受鱼、无脊椎动物和被认为低等的哺乳动物用于实验,这些动物也正是常用于相对替代方法的动物[5]。
哲学家Joel Marks 指出,“替代方法有被偷梁换柱的风险,因为发展动物替代方法常被简单地理解为使用另一种动物。并且将其它动物的特征描述为‘低等’是武断的、存在争议的”[6]。他认为,“替代”只有一个含义,就是“绝对替代”。但事实上,“替代”常被误解为完全不同的意思,即使用另一个物种。
相对替代方法的例子有:
● 无脊椎动物:兔热原检测法用于检测内毒素,如可用于检测乙肝疫苗中的内毒素[7]。该方法对动物的伤害主要为,需在三只兔的耳缘静脉注射待测物质[8]。鲎是一种无脊椎动物,被用于鲎阿米巴样细胞溶解产物(LAL)检验,该方法是兔热原检测法的替代方法。LAL 检验需要使用鲎的血细胞,而取血的步骤会造成高达30%的鲎死亡[9]。
● 鱼:斑马鱼被广泛应用于各类研究,包括遗传学、癌症及使用数量正在增长的毒理学研究。使用斑马鱼所需费用还不到小鼠的千分之一[10],并且由于斑马鱼每周能产生100~300 个卵,这使得其胚胎被用于高通量筛查[11]。但需注意的是:鱼能够感受疼痛已被广泛认可[12],其证据与鸟类和哺乳类动物能感受疼痛的证据一样[13]。研究还显示,斑马鱼也具有意识知觉[14]。
●组织:仅为各类研究提供动物组织,英国每年就有成千上万的动物被采血和宰杀[15]。因为存在物种差异,故理论上更倾向于使用人体组织。人体组织可在病人接受诊断时获得,或是在外科手术中被去除的无用部分,或是胎盘或羊膜,或在人死亡后获得[15]。然而动物组织也常被使用,原因是其费用更低、更易获得[16]。
为了器官移植或科学研究,人们可以捐献血或其它组织,或在死后捐献器官和尸体。目前,人体组织最主要的来源是诊断或治疗疾病时去除的无用组织[17]。可是,尽管每年在英格兰和威尔士会产生约60 万的手术残余组织,但只有很小一部分用于研究[18]。
胎牛血清的使用:
尽管体外培养人或动物细胞用于替代方法是合理的,但鉴于目前已有血清替代物和无血清培养法,故胎牛血清(FCS)用于细胞培养是不能被接受的[19]。据Jochems 等报道[20],采集FCS 的方法是心脏穿刺,即直接将针插入未麻醉的胎牛心脏。采血时,胎牛很可能还活着,并且可能在心脏穿刺那一刻遭受了疼痛和痛苦,也有可能从那时开始疼痛和痛苦一直持续到死亡前。使用FCS 的科学有效性也已被质疑,FCS 可能存在病毒、细菌、支原体、酵母菌、真菌、免疫球蛋白和内毒素的污染[20],因此,安全也是个问题[21]。
结论:
以上是使用动物而视为“替代方法”的例子。尽管“相对替代”的观念在研究团体和监管机构中已根深蒂固,但作为动物试验替代方法研究领域的人员不应接受利用有感觉的动物(如鱼和鲎)做实验的概念。同样,使用过程残忍的实验也不该被接受,如FCS 的采集。除更人道更应被接受外,不使用动物及其制品的方法还对科学研究本身有很多益处。Lush 奖促进了“1R”原则超越“3R”原则,并坚信真正的绝对替代方法无论是对伦理还是科学的发展都至关重要。
许多科研团体已将某些使用动物的方法视为“替代方法”,特别是使用那些被认为不能感受疼痛或感觉能力低的物种(如果蝇、线虫和斑马鱼)或使用源于动物的材料(包括组织、胚胎、血清和细胞等)的研究方法。一些监管机构强调使用这些方法,因而给实现科学研究中不使用动物这一目标增加了难度。欧洲解药协会的André Ménache 认为,约80%经ECVAM(欧洲替代方法验证中心,是欧洲动物替代参与实验室)验证的替代方法仍在使用动物或其组织。
2012 年设立的Lush 奖,在全球范围致力于终止动物试验,尤其是毒理学领域的动物试验。每年总奖金为25 万英镑,奖项涵盖科学研发、教育培训、青年研究人员、游说活动和公众意识五方面。Lush 奖认为应更多地关注“1R”即“绝对替代”,无论通过何种方式,使用动物(包括组织和细胞)的方法都不应被视为“替代方法”。
“替代方法”仍在利用动物
美国农业部表示“不同人对‘替代’有不同的理解,其差异很大程度取决于他们发现问题的哪个侧面”[2]。举例说,研究人员除使用动物(或优化了已有动物试验方法)之外,可能也会采用相对替代法;但废除主义者认为“替代”就是指“完全替代”。“替代”这个术语的使用强化了“相对替代”的观念,如:
● Russell 和Burch 对替代技术的定义是“采取使用无知觉材料的实验替换原来使用活的、有意识的脊椎动物的实验。”[3]。而“无知觉”、“有意识”和“脊椎动物”这些词语的使用,无疑使得利用无脊椎动物和低等生物体的试验方法被接受。
● 约翰.霍普金斯大学的动物测试替代中心(CAAT)自认为正在“一步一步朝着替代研究迈进”,但事实上他们却建议:除细胞培养、组织培养、模型和模拟等方法之外,研究人员还可以开发新的非哺乳动物模型。
● 鱼或无脊椎动物也可以提供研究所需的数据[4]。
“相对替代”的观念被广泛接受,其直接后果是:不列颠哥伦比亚大学的研究人员在研究人们可以接受实验中使用哪些物种。研究发现,人们易于接受鱼、无脊椎动物和被认为低等的哺乳动物用于实验,这些动物也正是常用于相对替代方法的动物[5]。
哲学家Joel Marks 指出,“替代方法有被偷梁换柱的风险,因为发展动物替代方法常被简单地理解为使用另一种动物。并且将其它动物的特征描述为‘低等’是武断的、存在争议的”[6]。他认为,“替代”只有一个含义,就是“绝对替代”。但事实上,“替代”常被误解为完全不同的意思,即使用另一个物种。
相对替代方法的例子有:
● 无脊椎动物:兔热原检测法用于检测内毒素,如可用于检测乙肝疫苗中的内毒素[7]。该方法对动物的伤害主要为,需在三只兔的耳缘静脉注射待测物质[8]。鲎是一种无脊椎动物,被用于鲎阿米巴样细胞溶解产物(LAL)检验,该方法是兔热原检测法的替代方法。LAL 检验需要使用鲎的血细胞,而取血的步骤会造成高达30%的鲎死亡[9]。
● 鱼:斑马鱼被广泛应用于各类研究,包括遗传学、癌症及使用数量正在增长的毒理学研究。使用斑马鱼所需费用还不到小鼠的千分之一[10],并且由于斑马鱼每周能产生100~300 个卵,这使得其胚胎被用于高通量筛查[11]。但需注意的是:鱼能够感受疼痛已被广泛认可[12],其证据与鸟类和哺乳类动物能感受疼痛的证据一样[13]。研究还显示,斑马鱼也具有意识知觉[14]。
●组织:仅为各类研究提供动物组织,英国每年就有成千上万的动物被采血和宰杀[15]。因为存在物种差异,故理论上更倾向于使用人体组织。人体组织可在病人接受诊断时获得,或是在外科手术中被去除的无用部分,或是胎盘或羊膜,或在人死亡后获得[15]。然而动物组织也常被使用,原因是其费用更低、更易获得[16]。
为了器官移植或科学研究,人们可以捐献血或其它组织,或在死后捐献器官和尸体。目前,人体组织最主要的来源是诊断或治疗疾病时去除的无用组织[17]。可是,尽管每年在英格兰和威尔士会产生约60 万的手术残余组织,但只有很小一部分用于研究[18]。
胎牛血清的使用:
尽管体外培养人或动物细胞用于替代方法是合理的,但鉴于目前已有血清替代物和无血清培养法,故胎牛血清(FCS)用于细胞培养是不能被接受的[19]。据Jochems 等报道[20],采集FCS 的方法是心脏穿刺,即直接将针插入未麻醉的胎牛心脏。采血时,胎牛很可能还活着,并且可能在心脏穿刺那一刻遭受了疼痛和痛苦,也有可能从那时开始疼痛和痛苦一直持续到死亡前。使用FCS 的科学有效性也已被质疑,FCS 可能存在病毒、细菌、支原体、酵母菌、真菌、免疫球蛋白和内毒素的污染[20],因此,安全也是个问题[21]。
结论:
以上是使用动物而视为“替代方法”的例子。尽管“相对替代”的观念在研究团体和监管机构中已根深蒂固,但作为动物试验替代方法研究领域的人员不应接受利用有感觉的动物(如鱼和鲎)做实验的概念。同样,使用过程残忍的实验也不该被接受,如FCS 的采集。除更人道更应被接受外,不使用动物及其制品的方法还对科学研究本身有很多益处。Lush 奖促进了“1R”原则超越“3R”原则,并坚信真正的绝对替代方法无论是对伦理还是科学的发展都至关重要。