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• 此篇文章與關鍵評論網的專題報導〈動物實驗的現在與未來〉合作，刊載於〈【科學家談動物實驗】替代方法有前景也有其侷限，我們如何理解科學研究肩負的生命責任？〉。
• 文章中引述的專家觀點全文請見〈「實驗動物與替代方法」專家意見〉。

文/台灣科技媒體中心

2019 年底之前，全世界沒有人預料得到，即將出現COVID-19這樣嚴重的傳染疾病，席捲全球造成653萬人死亡。科學家為了要能了解未知的疾病，並處理妥善用藥的難題，動物實驗是無可避免的研究途徑。而科學家們為了人類與動物的健康福祉做研究的同時，也希望兼顧實驗動物的福利。實驗動物的用與不用，是人對倫理的拉扯，但醫療上的迫切需求，促使我們必須對實驗動物更加負責，並且在發展出完整可運用的替代方法前，落實對實驗動物的動物福利與照護。

基礎的生物醫學，從發現與老化有關的基因，或是可改善長者認知功能的神經刺激，到臨床的阿茲海默症藥物，以及幾乎所有我們目前對人類健康的認知，都是因為科學研究的過程中，有了動物實驗的貢獻，成果才得以累積和持續發展。若沒有這些珍貴的研究基礎，科學的發展將會大幅受限。

若不使用實驗動物，將無法開發新的藥物和疫苗，也無法在人體試驗之前驗證藥物的安全性和藥效，更難優化藥物的研發方向，這樣的後果，可能是更多的生命受到威脅。離我們生活近一點的，像是糖尿病、高血壓和癌症等疾病，也就沒有治療的可能；歷史上若沒有發明小兒麻痺疫苗，粗估全球會有150萬名兒童染病死亡與超過1800萬人染病癱瘓[1]。又如同我們正在面臨的全球新冠疫情，若沒有之前的科學研究累積，疫苗與藥物更是不可能發展出來，更多人可能在全球疫情之下喪失生命。

然而，科學家一方面必須藉重珍貴的動物實驗來理解生理機制，另一方面，隨著醫學研究和科技進步，科學家也在發展替代方法，希望讓替代方法可以安全且有效的實際應用，最終目標是逐漸取代部分的動物實驗。但在達成最終目標前，替代方法尚未能完全取代所有的動物實驗。科學家正在努力的，便是發展替代方法的同時，改善實驗動物的福祉、合理的減少使用數量等，雖然這些也非一蹴可幾。

此外，實驗動物的議題常圍繞在化妝與保養品的試驗上，這些產品標示減少實驗動物的進步也比較為人所知，但也不應該忽略在疾病治療的醫療研究中，逐步改善動物實驗的努力，以及實驗動物的必要性。若要更完整討論替代方法的研究進展與實驗動物的必要，同時又要能促進實驗動物福祉、減少實驗動物數量，便應該更細緻地了解運用動物實驗的目的與方法，才能就其差異做更完善的規劃。

台灣科技媒體中心因此訪問了四位專家，期望能提供讀者更完整且多元的資訊，來理解實驗動物與替代方法的議題。我們認為，目前不論是用實驗動物還是替代的方法來做研究，都有需要持續改善的空間，而替代方法也需要參考實驗動物的研究基礎來持續精進，這兩種方式的研究與發展若共同進步，可以補足彼此的盲點，更能朝向符合實驗動物福祉與人類健康福祉的方向邁進。

使用實驗動物的方法成熟有優勢，很難立即被取代

國立臺灣大學動物科學技術學系教授徐濟泰引用行政院農業委員會出版的109年度實驗動物人道管理年報的統計數據，說明科學研究上使用實驗動物的原因。徐濟泰從各類科學研究應用的佔比，說明絕大多數使用實驗動物的主要原因，是想盡量縮減人體試驗的不良後果，藉由動物的生理反應去評估人體可能有的反應，作為人體實驗的前置篩檢測試，而不是直接施作人體實驗。

徐濟泰指出，經過長期的累積與技術成熟，幾乎每一種有關人體的研究都有特定的動物模式最為適合，但使用實驗動物也有限制，無法百分百模擬人體，甚至還曾出現與人體預期反應相左的情形。這些情形和實驗動物應用於科學研究的重要發現，都會被發表在學術期刊、整理進資料庫。

徐濟泰也說，從世界各國主要的實驗動物供應機構的追蹤和整理，已經有相當多的資訊讓研究者事先知道每一種實驗動物適合的用途、不適合的提示，徐濟泰提醒，研究者有責任去充分了解相關的資訊與限制，並參考近期的類似研究成果發表，從中慎選最適合的動物。

目前台灣與國外皆有持續的發展並更新基於3R（替代replacement、減量reduction，和精緻化refinement）的實驗動物替代方法，然而，使用其他方法替代活體實驗動物，雖有其優點，也有限制與挑戰。

替代方法有前景，也有亟待突破的瓶頸

隨著生物醫學的進步，有些特定研究領域發展出替代方法。國家衛生研究院國家環境醫學研究所研究員林嬪嬪與兼任助理教授鄭獻仁說明，替代方法基本上是利用人或動物的細胞、組織培養進行體外試驗（in vitro）、電腦模擬預測（in silico）或器官晶片等新穎方法與測試策略，試著逐步減少或是取代傳統的動物試驗。替代方法的優勢除了順應國際對於動物保護福祉的議題，也更加適用於化學品或包括工業化學品、農藥、動物用藥、化妝品、食品添加物、保健食品、醫材等相關製品的法規管理，還有安全檢測或是風險評估。

林嬪嬪與鄭獻仁表示，目前有一些實驗研究或測試項目中，使用替代方法更適合預測人體的反應，並且可以更快速獲得結果，例如在國際上，目前皮膚與眼睛的刺激/腐蝕性、皮膚致敏性的替代方法與測試策略，發展較為成熟，也已有相關的資料庫與預測軟體，被法規接受使用的程度也較其他替代方法更高。但相較動物實驗已累積多年的共識與標準，替代方法還需要更多驗證、解釋，以及與動物實驗之間的互相比較，證明替代方法可以取代動物實驗、更有效反映人體實際生理反應的結論。

林嬪嬪與鄭獻仁舉例，要測試某一化學物質有無毒性，透過一群小鼠的動物實驗即可得出結果，但若要使用替代方法得出相等結論，必須透過多種替代方法整合評估，這也表示需要多個不同的研究團隊共同合作，各自有其技術需求與門檻。徐濟泰也補充，有些人體或動物的反應目前還沒有開發出可以對應的細胞或組織培養技術，因為現有的科學技術還沒辦法培養所有種類的細胞或組織，並讓它們維持與人體或動物體內一模一樣的生理運作。

使用替代方法除了需要提出更多的研究證據，在推廣應用的初期，也有高度的技術門檻，和操作環境與人員訓練的要求。此外，林嬪嬪與鄭獻仁提到，目前研究法規大多以動物實驗的結果作為評估或分級的標準，若要轉換成替代方法，可能就會有安全性或藥效方面的疑慮，這是使用替代方法的實務限制。

此外林嬪嬪與鄭獻仁也提醒，替代方法仍有許多應用上的限制，例如目前有些電腦模擬的替代方法僅適合預測有機化學物質，仍無法有效預測金屬化合物、聚合物、無機化學物質或混合物的毒性。

替代方法最重要的是在未來有機會實際運用在個人化的精準醫療，不是只有為了取代動物實驗，林嬪嬪與鄭獻仁舉例，透過製作個人化的器官晶片或體外的細胞實驗，可能測試癌症患者的腫瘤檢體對藥物的治療反應，此類替代方法再結合其他影像、基因檢測的醫療數據，未來可望不需動物實驗與長時間等待，即可推估適合該位患者的治療方針。但台灣科技媒體中心提醒，這是在未來已發展成熟的替代方法，加上測試成功的科學證據，以及相關法規健全下，才可以期待的實際應用。即使是替代方法，也很難完全模擬一個活的生物體內反應。

還無法使用替代方法，怎麼辦？

台灣科技媒體中心認為，在有合適的替代方法之前，適當的使用實驗動物是研究者的重大責任，是還有改善空間且需要多方挹注的專業，更是協助奠基替代方法的重要參考資訊。

臺灣大學獸醫學系副教授萬灼華呼應台灣科技媒體中心的看法，認為實驗動物有其必要，若有更好的選擇當然會盡量使用替代方法，但如果現階段沒有其他更好、可實際執行的選擇，還是只能用實驗動物，但需要合理的減量。

那什麼樣的研究才是「合理」的使用實驗動物？萬灼華指出，目前台灣有使用實驗動物的各研究單位都有設置實驗動物照護及使用委員會（IACUC），監督並定期的查核各研究單位的動物房所有的動物照護、健康管理等是否符合規定。一份研究必須經過IACUC審查，其中不只有獸醫師和生物醫學研究的人員，也有代表一般大眾、非生物醫學研究人員、外部單位人員的審查意見，才能讓大家看得懂並且理解，而且即使實驗科學合理，若可能對動物和研究人員傷害過大，也不能僅為了科學理由去執行。

其次，萬灼華說明，每一個研究案必須提出是否有替代的方法、必須用實驗動物的原因、使用的動物種類。當有必要使用實驗動物，研究人員應提供非動物的試管試驗或其他臨床前實驗的資料，再依據過去的數據與前期實驗的資料，合理估算出此研究的動物數量，而且提出如何避免或降低對動物或工作人員的可能危險、傷害和任何精神上的痛苦。

萬灼華最後也特別提醒，除了盡可能降低或解除動物的不適，更應該運用飼養過程的舒適性和多樣性，以提供實驗動物正向的支持和生理與精神上的照護，並由IACUC人員一起審視和討論問題，才能同意動物研究適當且合理。例如萬灼華建議有些大型計畫執行之前，用來評估可行性的前導性研究，應以較低等級的小型動物、用較少的動物數量來評估。

萬灼華也分享先前在美國相關單位的經驗，國外的實驗動物中心有許多值得借鏡之處，台灣目前很多研究人員沒有接受實驗動物的相關訓練，也缺乏受訓的資源，即使有，也幾乎都是短期或演講型，更少有實務操作甚至模擬現場的課程，而且因收費較高，研究單位較難讓員工定期受訓。美國的實驗動物相關操作訓練資源較多，動物中心也有很多專業照護的訓練課程、提供研究人員實驗的技術服務與支援等。萬灼華說，以她的經驗為例，在美國接受含有現場實務操作的三年實驗動物專科獸醫師訓練後，結業後便可以馬上負責現場實務工作的實驗動物專科獸醫師。

除了人員培訓的問題，美國有許多台灣較少見到的機制，可以幫助減少實驗動物的使用，萬灼華分享她在美國靈長類動物中心受訓時的經驗，該中心在美國NIH經費支援下，建立「非人靈長類的組織銀行」（NHP Tissue bank），讓需要實驗猴組織樣本的研究單位可以填表單，事先申請。萬灼華解釋，雖然無法保證何時可以得到這些遺體樣本，但若實驗動物中心有犧牲動物時，就可提供遺體的一部分組織樣本給有申請的研究單位，可以減少實驗動物使用的數量。

萬灼華也點出台灣實驗動物專業的經費問題，若沒有經費支持實驗動物專業的管理和操作，相對之下很難提升能夠正確操作動物實驗的研究與人才，所以非常需要經費、國家和全部的研究單位一起達成。萬灼華在此方面跟國家衛生研究院與國家實驗動物中心合作，致力讓學生進入學習現場實務的動物房相關管理、操作，以及學習現場獸醫師、模擬IACUC委員的經驗等。

綜合以上，我們知道為了人類健康的研究，的確使用了許多實驗動物，但其實也有為了動物健康而需要的動物實驗，包含治療動物用的藥物或疫苗，以及獸醫師的教育訓練或課程，然而卻較少看到這方面的討論，使得大眾認識實驗動物議題的框架被侷限了。

我們認為，實驗動物的議題，不是只有以替代方法來取代動物為目的，還有精進生物醫學領域的實驗方法、法規和環境，朝向更有效率且精準的反應人體健康的目標，以及社會討論中容易被忽略的實驗動物專業。

註釋：

[1] U.S Centers for Disease Control and Prevention(CDC) (2019). “Polio”. Retrieval Date: 2022/09/22

[2]關於實驗動物與替代方法的議題，可在下列網站了解更多，「非動物性替方法資訊網」 、「中華實驗動物學會」 、中研院的實驗動物照護及使用委員會、動物保護資訊網-我想了解專區等平台，以及參考台灣科技媒體中心的專家意見。