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动物替代新方法学在生物医学领域的应用及其对“3R”原则的践行
王璐, 王青杰, 杨春弘, 张一鉴
实验动物与比较医学, 2026, 46(4): 573-582.   DOI: 10.12300/j.issn.1674-5817.2025.164

“3R”原则

"3R" principle

核心目标

Core objective

典型案例

Representative case

核心价值

Core value proposition

替代

Replacement

从动物依赖到人体仿生,用低等级动物代替高等级动物,或用非动物模型完全取代,实现零动物伤害

重构人体表皮模型:体外培养人角质形成细胞,模拟皮肤刺激反应,已纳入《经济合作与发展组织化学品测试指南》

2025年,FDA 允许类器官、器官芯片数据替代单抗药物动物实验数据,并计划扩展至其他领域

科学:避免物种差异,提高人体反应预测准确性

伦理:从根源上减少实验动物痛苦,实现动物福利核心目标

减少

Reduction

从大量筛选到精准预筛,在保证科学性的前提下减少实验动物使用数量

美国环境保护署ToxCast项目:利用高通量筛选和计算毒理学筛选化合物毒性,减少了毒理学测试中实验动物的使用

FDA已允许在药物毒理学测试中使用非动物替代方法,不再将动物实验作为强制要求

科学:提升筛选效率与实验设计精准度,减少重复试验

伦理:降低动物使用量,减少动物承受痛苦的总量,符合“用最少动物获得有效数据”原则

优化

Refinement

从被动观察转向主动减痛,最大限度减轻实验动物的疼痛与应激,提升其福利水平

Darwish等[50]:曲非奈肽PBPK模型预测肾损伤患者剂量,为动物实验设定精准用药范围

FDA/欧洲药品管理局:批准肾损伤生物标志物作为动物实验提前终止依据,避免终末期肾衰竭动物痛苦

科学:减少动物应激对实验数据的干扰,提升实验可靠性与可重复性

伦理:缩短动物痛苦周期,降低应激与不适程度,保障动物生命尊严

表1 新方法学在“3R”原则践行中的核心目标、典型案例及核心价值
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