默克逐步淘汰动物实验的“3 Baskets”方法

动物试验长期以来一直是生物医学研究的重要基础。然而，随着基于人源细胞的无动物方法不断进步，以及伦理关切日益增强，业界亟需重新评估对动物试验的依赖。

目前，国际通行的“3R原则”已成为科学界的核心指导方针。该原则倡导开发并应用符合严格监管标准的非动物替代方法，在保障患者、消费者和环境安全的前提下，逐步减少对动物的使用。

尽管如此，动物试验在当前仍广泛存在且常常不可或缺，其必要性主要源于各国及国际监管机构（如OECD、FDA、EMA、ICH）的法规要求，例如：为启动新药人体临床试验，必须提供可靠的安全性和有效性数据；需持续监控产品的质量和安全性；化学品上市前需提交毒理学安全数据。

然而，动物模型并不总能准确预测人体反应，可能导致药物在后期因未预见的不良反应或疗效不足而失败甚至撤市，进而加剧公众对药物研发体系的不信任。

旨在替代动物试验的新方法（New Approach Methodologies, NAMs），也称非动物方法（non-animal methods），必须经过特定用途下的资格认定（qualification）或验证（validation），以证明其结果至少与传统“金标准”（通常是动物试验）具有同等可靠性，才能被监管机构接受。一个重要的推动力是：欧盟及全球多国已禁止化妆品及其成分的动物测试，这极大促进了关于减少动物依赖的政策与技术对话。

目前已有一些成功案例实现动物试验的完全替代，并被监管机构正式采纳用于满足法规要求，例如：皮肤致敏性检测（如OECD定义的整合测试策略）；皮肤和眼刺激性测试；欧盟已全面废除兔热原试验（rabbit pyrogen test），改用体外方法。

需要注意的是，“一对一”的直接替代往往不可行。更常见的是采用整合测试策略（Integrated Approaches to Testing and Assessment, IATA），例如OECD的《皮肤致敏定义方法》（Defined Approach for Skin Sensitization），通过组合多种互补的NAM数据进行综合判断。

全球制药、生命科学和化工行业向非动物测试转型的立法与监管格局

欧洲药品管理局（EMA）已重新设立3R工作组，致力于推动新方法（NAMs）的资格认定，包括：制定特定用途下替代方法的接受标准；更新或制定涵盖非临床评估新需求及3R原则的指导文件。EMA近期发布了关于人用药品现行监管测试要求及实施3R机会的草案反思文件。自2018年起，《欧洲药典》已新增章节和专论，支持用非动物方法替代体内试验，例如在疫苗质量控制中。

2023年，欧盟委员会提出新版药品立法草案，明确规定：“在适当情况下，应使用新方法替代动物试验”；“当已有科学上充分的非动物方法时，上市许可持有人不得开展动物试验”。

回应“欧洲公民倡议”（要求逐步淘汰动物试验），欧盟委员会承诺制定一份路线图，明确减少并最终淘汰化学品（含药品）安全评估中动物使用的里程碑和具体行动。

2025年REACH法规修订预计将显著影响动物试验：强调减少并最终淘汰化学品安全评估中的动物使用；但可能同时提高数据要求（尤其对内分泌干扰物），反而导致部分物质需进行更多动物测试。

美国方面，FDA通过《现代化法案2.0和3.0》积极推动替代方法，并获得国会拨款500万美元用于其“新替代方法计划”。2025年4月，FDA发布减少动物试验路线图，提出分阶段策略：在临床前安全性研究中，逐步采用经科学验证的NAMs；初步聚焦于单克隆抗体等生物制品，计划取消其强制性动物测试要求。类似欧盟，FDA近期也发布了药物开发中可简化非临床研究的具体应用场景清单，表明CDER已对部分领域开放非动物路径。

英国方面，2025年11月，英国政府发布《科学领域动物替代战略》，提出未来数年具体、可衡量的承诺。该战略以“3B原则（Beyond, Better, Bolder）为基础，被公认为全球最详尽的同类计划之一，为加速淘汰动物试验开辟了新路径。

全球协调与多边进展方面，ICH和WHO（世界卫生组织）在其最新指南中日益融入3R理念：多项ICH指南已建议替代、减少或优化动物试验；WHO于2025年7月发布草案，旨在淘汰生物制品质量控制中的动物测试，推动全球接受替代方法。OECD过去二十年持续推动符合3R原则的非动物测试方法开发，尤其在化学品领域成果显著。其他国家也在积极推进：

日本PMDA鼓励使用非动物测试方法。

中国国家药监局（NMPA）在最新版《中国药典》中纳入了非动物测试的相关规定。

默克集团（Merck KGaA）退出动物使用的“3篮子”路线图

默克集团（Merck KGaA）在研发和生产中长期依赖动物试验，涉及场景复杂、惯性深厚，导致内部关于“是否必须使用动物”的讨论陷入僵局，难以推动实质性进展。为打破这一困境，公司摒弃泛泛而谈的争论，转而采用一套务实、可操作的工作框架——即“三篮子（3B）”，旨在明确各业务板块优先行动项（先做什么、再做什么、后做什么），系统性推进动物试验的替代与减少。同时开发创新工具，支撑可持续商业成功。该策略也呼应了全球趋势，尤其是欧盟委员会推动制定“淘汰动物试验路线图”的努力。

3B方法的核心目标包括：在科学上亟需解决方案的领域加速进步；尽可能采用无动物方法；通过聚焦具体测试项目，高效、灵活地实现替代；确保方案对所有利益相关方可行、可执行、能立即启动。

三个篮子的具体内涵

篮子1：采纳（Adoption）

该项针对的是主要是已有替代方案或科学上不必要的动物试验。包括两类：已有成熟、先进非动物方法（如体外模型、计算工具等），但因某些国家法规强制要求，企业仍被迫开展动物试验（例如出口合规所需）；动物试验本身科学价值低，无法提供可靠或可转化的信息，仅因“传统做法”或“缺乏更好选择”而保留（如某些机制探索性研究）。

对于这类项目，目的是推动监管接受现有替代方法，停止无科学依据的动物测试。

篮子2：适应（Adaptation）

当前无可替代、但有替代路径正在开发的高价值动物试验。这些实验对开发急需药物、更可持续化学品或生物制品至关重要。虽尚无经验证的替代方法，但已存在初步科学假设或技术雏形（如类器官、器官芯片、AI预测模型等）；战略投资于这些新兴方法，不仅能未来替代动物试验，还能提升研究的人体相关性、可重复性与预测力。

对于这类项目，采取动态管理，若替代技术成功→转入篮子1；若研发失败或无新假说→转入篮子3。

篮子3：评估（Assessment）

当前完全无法替代、且无明确替代路径的高价值动物试验。这些实验被认定为现阶段不可或缺，且基于现有知识，尚无可行假说或技术路径可替代；并非“放弃努力”，而是采取以下行动：1）严格科学论证：每项实验都需说明为何目前无法替代；2）持续追踪新技术，主动探索新假说；3）优化动物福利：在不得不使用动物时，确保其在最高伦理与科学标准下进行（如3R中的Refinement）。

篮子3不是“垃圾桶”，而是聚焦现实、避免空谈的务实分类。它将讨论从“能否完全淘汰动物试验”转向“如何分阶段、有策略地推进替代”，并防止企业将动物试验简单转移到动物福利标准较低的国家（即“替代≠转移”）。

该3B框架已应用于默克全球各业务板块的动物试验管理。公司建议该方法也可推广至基础研究和动物源性产品（如血清、抗体）等领域。

动物试验按“3B框架”分类

Basket 1：采用替代方案

大量动物试验用于生物制品（如抗体、重组蛋白、疫苗）的质量控制，以确保产品的安全性与效价。这些测试被归入第一篮子（Adoption，即“可被替代”），因为已有可行的非动物替代方法，例如，下一代测序（NGS）技术检测生产过程中可能意外引入的外源微生物。每批获批生物药上市前都必须进行此类测试，因此患者需求增长直接导致动物使用量上升，但并未带来新的科学认知。尽管部分国家/地区已接受体外替代方法，但全球监管要求不统一，许多地区仍强制使用动物试验。替代这些测试意义重大，每年可减少数万只动物使用，并降低成本、缩短检测周期。

案例：默克已启动一项项目，目标是在2032年前全面用细胞实验替代促性腺激素效价测试中的动物试验，该项目于2024年荣获英国NC3Rs奖。

除质量控制外，早期药物发现也有动物可替代空间。比如，利用计算模型预测药物的理化性质与生物学反应，替代部分药理学动物试验。通过体外系统评估药理与毒理特性，提前淘汰低效或高风险分子。

此外，因其科学依据不足，已停止提供异常毒性动物试验。

全球化学品法规要求提供急性毒性、皮肤/眼刺激或腐蚀性数据，用于分类与标签。对于后者（刺激/腐蚀性），已有经验证的体外替代方法。对于急性毒性，可采用整合测试与评估策略（IATA，OECD,2024a），例如：优化现有替代方法；使用机制相关的体外实验；结合结构相似化合物的数据；利用更高层级的重复给药毒性数据辅助判断。

默克对第一篮子的目标是，到2040年，动物使用量减少75%。

篮子1对应的动物试验替代案例如下表所示：

Basket 2：适应性优化

尽管替代模型已取得显著进展，某些研究领域仍不得不依赖动物试验。这些领域通常涉及高度复杂的生物系统和多器官、多细胞间的动态相互作用，目前尚无完全等效的非动物方法。

那动物试验在指导药物临床开发方面就真的那么灵验吗？真实情况是约90%进入临床试验的药物最终失败，主要原因是现有体外或动物模型在毒性方面难以准确预测人体反应。动物与人类在基因、代谢、器官功能及疾病表现上存在显著差异，导致候选药物的筛选和优先级判断出现偏差。所以，相关替代技术的研发还是很有必要的，有望在未来提供更贴近人类生理的解决方案。

第二篮子涵盖的动物试验类型见下表。

这些测试目前尚无法完全替代，但已有正在开发中的无动物技术路径，并有明确理论支持未来实现知识获取的目标。主要包括：药代动力学研究（如放射性标记的ADME实验）；免疫原性测试；肿瘤治疗的作用机制研究；安全药理学；生殖与发育毒性；遗传毒性、致癌性、致瘤性及致瘤潜能研究。

这些替代策略的目标包括：完全替代部分动物试验；或通过优化设计，减少实验次数或每项实验所需动物数量（见上表）。

推动变革的关键技术方向（见下表）

多项新兴技术有望影响第二篮子（以及第三篮子）中的多种动物测试，包括：更先进的计算机模型，结合机器学习与人工智能；利用交叉参照填补数据缺口；应用虚拟对照组减少对照动物使用；非人灵长类动物（NHPs）；微量采样技术降低单只动物负担；多终点指标整合，减少重复实验。

尤为关键的是：基于人源细胞的复杂体外模型，如微生理系统，因其能更真实地模拟人体组织/器官的正常或病理生理功能，被视为变革药物研发的潜力技术。

另外，通过将动物源MPS结果与传统动物试验数据进行比对，可逐步建立对人源MPS模型的信心，尤其在复杂疾病建模方面。

默克正在推进的具体举措

与芯片开发商IMEC合作，开发新一代“芯片上的微生理系统”（MPS-on-a-chip）。启动“ONE-Merck Bioconvergence”项目：融合前沿生物技术与AI，探索全新临床前研究范式，包括：改进的机器学习算法；数字孪生；高级MPS平台（含患者来源类器官）

参与VICT³R项目（由欧盟“创新健康倡议”IHI资助）：基于高质量历史对照数据库构建统计模型，用虚拟对照组（VCGs）替代非临床安全性研究中的动物对照组。

Basket3：必要使用

默克将那些目前尚无可行替代路径、且对推进关键生物医学研发不可或缺的动物试验归入第三篮子，如下表所示。

尽管如此，所有第三篮子中的动物实验都应持续接受严格审视与挑战，并在全球范围内紧急推进优化与改进。优化方向包括改善实验条件与方法，最大限度减轻动物的疼痛与痛苦；创造符合动物物种特异性需求的环境，保障其生理、社交和心理福祉；优化给药方案、采用先进监测技术、设定人道终点；在不影响数据质量的前提下，尽可能减少每项研究所需的动物数量。

应建立定期审查流程，对第三篮子中的研究进行再评估：若新出现的科学进展（如新技术、新模型）表明某项实验已具备替代或优化可能，则应将其重新分类至第二篮子或第一篮子；同时需批判性评估该动物试验所获得的科学价值是否仍具合理性。

欧洲层面的3B方法推广发展线

2024年2月：默克在欧洲制药工业协会（EFPIA）举办的“研究动物福利”（RAW）会议上首次提出3B方法，作为制定逐步淘汰动物实验路线图的战略框架。

2024年2月至6月：13家EFPIA成员公司依据3B框架对其动物实验活动进行了分类。

2024年10月：默克与EFPIA在欧盟委员会第二届“化学品安全评估中淘汰动物实验路线图”大会上共同推介3B方法。

2025年1月：首场EFPIA3B方法利益相关方研讨会在布鲁塞尔举行，向欧洲药品管理局（EMA）、欧盟委员会（EC）及非政府组织（NGO）代表汇报了分类成果。

EMA与EC官员均表示，其工作组有望采纳3B方法指导未来行动。

EC代表特别指出，欧盟已在淘汰第一篮子（如兔热原试验）方面取得进展，并强调推动全球监管对替代方法的认可需多方协作。

2025年4月：欧盟科研与创新总司（DGRTD）举办专题研讨会，邀请各领域利益相关方深入讨论3B方法，其中第二篮子被明确视为生物医学与生命科学研究创新的重要突破口。

2025年11月：英国政府正式发布国家策略，采用3B方法对动物实验进行优先级排序，以针对性推动替代方案落地。

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