背  景

多數實(shí)驗動(dòng)物從業(yè)者對“3Rs”原則都很熟悉。它最早出現在1959年，由英國博物學(xué)家威廉·羅素和微生物學(xué)家雷克斯·伯奇在動(dòng)物福利大學(xué)聯(lián)盟贊助下出版的《人道實(shí)驗技術(shù)原則》一書(shū)中提出。3Rs是三個(gè)英文單詞Replacement（替代）、Reduction（減少）和Refinement（優(yōu)化）的首字母簡(jiǎn)寫(xiě)。替代是指用計算機模擬和體外培養的細胞或組織樣本來(lái)替代有生命的實(shí)驗動(dòng)物，或用感知能力較低的實(shí)驗動(dòng)物替代感知能力高的實(shí)驗動(dòng)物（如線(xiàn)蟲(chóng)替代小鼠）；減少是指通過(guò)優(yōu)化實(shí)驗設計和統計分析方法，盡可能減少實(shí)驗中所使用動(dòng)物的數量；優(yōu)化是指通過(guò)完善科學(xué)實(shí)驗流程和優(yōu)化實(shí)施方案以提升實(shí)驗過(guò)程中動(dòng)物的福利來(lái)實(shí)現最大程度地減少實(shí)驗動(dòng)物的痛苦。“3Rs”原則在解決了因開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗而導致不可避免的動(dòng)物傷害所造成的道德困境的同時(shí)，并沒(méi)有阻礙科學(xué)或醫學(xué)研究的進(jìn)步，因此得到了廣泛的認可和支持。在《人道實(shí)驗技術(shù)原則》一書(shū)出版后，“3Rs”原則很快被科學(xué)界和公眾所接受，并逐漸成為國際通用的動(dòng)物實(shí)驗倫理審查指導原則之一。

本號前文《動(dòng)物實(shí)驗為何要開(kāi)展倫理審查》從道德角度對動(dòng)物實(shí)驗前需要先進(jìn)行倫理審查做了論述。實(shí)際上，倫理審查不僅保障了動(dòng)物的福利，也保障了科研結果的準確性。如2010年一篇發(fā)表在細胞（Cell）雜志上的研究論文結果顯示：小鼠在豐富的生活環(huán)境條件下，可以刺激其下丘腦表達更多的腦源性神經(jīng)生長(cháng)因子，該因子可以通過(guò)交感神經(jīng)-脂肪軸下調脂肪細胞內瘦素基因的表達，進(jìn)而抑制腫瘤生長(cháng)。從這個(gè)例子我們可以看出，實(shí)驗動(dòng)物福利狀態(tài)對實(shí)驗結果有著(zhù)不可忽略的影響。反之，當無(wú)法滿(mǎn)足動(dòng)物的基本福利需求時(shí)，動(dòng)物會(huì )長(cháng)期處于應激狀態(tài)，其皮質(zhì)醇分泌將升高，導致動(dòng)物出現各種代謝紊亂，進(jìn)而影響動(dòng)物實(shí)驗結果的準確性和有效性。上述例子都說(shuō)明，動(dòng)物實(shí)驗實(shí)施前，倫理審查不可或缺。但動(dòng)物實(shí)驗倫理屬于道德范疇，不同的人會(huì )對其有不同的理解和解讀。有沒(méi)有一種可以為絕大多數人所接受的倫理審查準則呢？“3Rs”原則就是在這樣的背景下誕生的。這是因為“3Rs”原則非常容易理解，從字面意思上可以解釋為盡量不要使用活體的實(shí)驗動(dòng)物，如果必須使用，則要做到盡量減少使用活體實(shí)驗動(dòng)物數量的同時(shí)還要盡可能減少動(dòng)物的痛苦。但是這樣的簡(jiǎn)單理解就夠了嗎？

“3Rs”原則的核心是“在實(shí)現科學(xué)目標的前提下最大程度地保護在科學(xué)研究和測試中所使用的實(shí)驗動(dòng)物”。 在動(dòng)物實(shí)驗倫理審查過(guò)程中，如果一味地追求替代、減少和優(yōu)化而忽略了開(kāi)展動(dòng)物研究的科學(xué)目標，導致實(shí)驗結果無(wú)效，則不僅沒(méi)有保護動(dòng)物，反而會(huì )導致無(wú)謂的動(dòng)物犧牲。因此，一個(gè)動(dòng)物實(shí)驗是否需要開(kāi)展，首先要理解其科學(xué)目標。在動(dòng)物實(shí)驗倫理審查時(shí)，針對科學(xué)目標的論述是科學(xué)家的首要責任。也就是說(shuō)科學(xué)家是否重視動(dòng)物實(shí)驗倫理審查，并認真思考其動(dòng)物實(shí)驗內容在源頭上決定了動(dòng)物實(shí)驗的合理性與否。因此，早就有人提出在“3Rs”原則之外還需加上另一個(gè)R，即Responsibility（責任）。這個(gè)R針對動(dòng)物實(shí)驗實(shí)施的責任人（科學(xué)家或PI）而設立，要求科學(xué)家應對其計劃開(kāi)展動(dòng)物實(shí)驗的科學(xué)嚴謹性負責，包括對實(shí)驗動(dòng)物（模型）的選擇、使用動(dòng)物數量的合理性、實(shí)驗過(guò)程中動(dòng)物應激或疼痛的處置方案等是否會(huì )對實(shí)驗結果產(chǎn)生影響等內容做出全面評估和系統的論述。

以動(dòng)物模型的選擇為例，本號前文《如果實(shí)驗設計不嚴謹——以漸凍人癥轉基因小鼠藥物研發(fā)為例》中介紹了SOD1基因突變可導致家族遺傳性肌萎縮性脊髓側索硬化癥（ALS，也稱(chēng)漸凍人癥），因此SOD1轉基因小鼠被大量用于延長(cháng)ALS病患壽命的藥物研發(fā)臨床前實(shí)驗中。除SOD1外，TDP43基因突變也會(huì )導致家族遺傳性ALS。因此，一度認為T(mén)DP43基因敲除小鼠也可以作為ALS藥物研發(fā)臨床前研究和測試的動(dòng)物模型。在TDP43突變小鼠中確實(shí)也觀(guān)察到了因肌肉萎縮而導致的癱瘓表型，但更為細致的步態(tài)和握力分析結果顯示該基因突變小鼠的肌肉萎縮實(shí)際上非常輕微。更為關(guān)鍵的是，通過(guò)尸檢發(fā)現TDP43突變小鼠并非死于進(jìn)行性肌肉萎縮，而是死于腸道平滑肌退化引起的急性腸梗阻。因此，盡管TDP43突變小鼠可能有助于研究藥物對ALS某些致病機制的影響，但腸梗阻不是導致人類(lèi)ALS患者的死因，故使用TDP43突變小鼠開(kāi)展延長(cháng)ALS患者生存能力的研究顯然很難得到可臨床轉化的實(shí)驗結果。對類(lèi)似TDP43突變小鼠模型這些精細信息的把控顯然是科學(xué)家的職責所在，倫理委員會(huì )成員很難鑒別出不同ALS動(dòng)物模型間存在著(zhù)如此細微的差異。

動(dòng)物實(shí)驗實(shí)施前，科學(xué)家要把倫理審查作為其職責所在，倫理審查獲批后，他們還應關(guān)注動(dòng)物實(shí)驗實(shí)施過(guò)程中的動(dòng)物福利狀況。如前所述，如在整個(gè)實(shí)驗過(guò)程中，動(dòng)物都處在應激狀態(tài)，必將對動(dòng)物實(shí)驗結果產(chǎn)生干擾，令其準確性存疑，進(jìn)而導致科學(xué)目標無(wú)法真正實(shí)現。這顯然也不是科學(xué)工作者想看到的結果。因此，追求研究精準性的科學(xué)工作者不僅不應對倫理審查持抵觸情緒，更應與倫理委員會(huì )密切配合，以確保實(shí)驗動(dòng)物福利得到真正的保障。否則，倫理委員會(huì )有責任懷疑他/她的科學(xué)精神。如果科學(xué)家遞交的動(dòng)物實(shí)驗倫理申請或在實(shí)施過(guò)程中出現了上述情況，倫理委員會(huì )有責任拒絕這樣的申請或終止已經(jīng)實(shí)施的動(dòng)物實(shí)驗。因此，這里又出現了一個(gè)R，即Refusal（拒絕）。即在倫理審查和動(dòng)物實(shí)驗實(shí)施過(guò)程中，審查人員可以拒絕或終止掉那些不重視或不遵守實(shí)驗動(dòng)物福利的申請。

雖然“3Rs”原則已經(jīng)是國際通用的倫理審查原則，但在倫理審查和動(dòng)物福利理念還沒(méi)有完全普及的當下，3個(gè)R似乎還不夠，加上了“責任”和“拒絕”的“5R”或許是更好的選擇。

參考文獻

1.Cell 142, 52–64, July 9, 2010

2.Russell, W.M.S. and Burch, R.L., (1959). The Principles of Humane

3.Experimental Technique, Methuen, London. ISBN 0900767782 Brain Res. 2014 Oct 10: 1584: 59-72