告别动物实验？Nature深度解读NAMs崛起背后的科学变革

「我们真的能摆脱动物实验吗？」

这是2026年2月 Nature（Vol 650, Issue 8091）封面Feature文章的核心问题。作者 Diana Kwon 深入报道了全球政府、科研机构和制药行业正在加速推进的NAMs（New Approach Methodologies）革命——以类器官（Organoids）、器官芯片（Organs-on-Chips）和计算模型（Computational Models）为代表的非动物实验体系，正在从政策到技术两个维度同时突破。

全球政策动向：动物实验正在被终结

英国：政府宣布"到2030年消除大部分犬类实验，最终目标是让动物使用仅限于极少数例外情况"。

美国：FDA 宣布3年内将动物研究从"常规"变为"例外"；NIH 启动专项减少动物使用计划。

欧盟：2026年将发布路线图，终结化学品安全评估中的动物实验。

中国：2024年启动Human Organ Physiopathology Emulation System（类器官病理生理模拟系统），投入26.4亿元人民币（3.82亿美元）——这是迄今为止全球最大的类器官标准化基础设施项目。

NAMs 三驾马车：谁在替代动物？

1. 器官芯片（Organs-on-Chips）

代表公司：Emulate（哈佛 Wyss Institute 衍生）

核心优势：在微流控芯片上重建人体器官的功能单元，可模拟真实生理活动。

典型案例：

• 肾脏芯片：Edward Kelly（华盛顿大学）团队开发的肾脏芯片，成功复现人体急性肾损伤，已被 ISTAND 项目纳入考虑用于新药审批
• 肝脏芯片：多家制药公司已用肝脏芯片替代部分动物毒理实验，提交新药审批数据

局限性：每个芯片只包含器官的1-2种细胞类型，无法重现整个人体器官的复杂性——"这是还原论的方法，让我们能更详细地研究那些细胞，但要理解整个人体肾脏仍然需要动物研究。"

2. 类器官（Organoids）

核心优势：用人体细胞（尤其是 iPSC）自组织形成的3D微组织，捕获真实组织的关键功能特征。

典型案例：

• 心脏类器官：从携带心脏病突变基因的家庭成员中提取 iPSC + 内皮细胞，筛选出改善心功能的潜在药物，2020年发表于 Nature Biomedical Engineering
• 肝脏类器官：2021年研究用 iPSC 生成的肝脏类器官构建毒理筛选平台，在238种已上市药物上验证了高准确性——能准确识别导致胆汁运输和线粒体功能异常的物质
• 中国：2024年投入26.4亿建设类器官标准化体系

3. 计算模型（Computational Models）

核心优势：AI + 人类数据，在计算机上预测药物行为。

典型案例：

• 皮肤致敏测试：2021年团队利用约430种化学物质的过往数据构建虚拟测试，精准识别引起人体过敏反应的物质——这类测试是工业和家庭化学品安全评估的标配，传统上需要动物实验
• AI 模型可以从已有的人、小鼠和实验室研究数据中学习，大幅减少实验动物用量

数据说话：NAMs 的可信度

关键挑战：NAMs 准备好了吗？

Not all of these alternative models are ready for prime time.

1. 验证难题：Kent Lloyd（UC Davis NAMs 测试中心主任）强调："除非我们对 NAMs 要求与动物模型同等的严谨性和透明度，否则将会造成伤害。"

2. 复杂性局限：人体生物学系统的某些方面仍然太复杂、不可预测，无法在体外完全模拟。

3. 标准化缺口：不同实验室的类器官质量参差不齐，缺乏标准化验证体系——这正是中国26.4亿元投资想要解决的问题。

4. 监管协调：各国药品监管机构对 NAMs 数据的接受程度不一，需要建立统一的监管框架。

参考文献

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