摘要：动物实验不会被完全替代，且AI+类器官的崛起不是取代动物实验的，而是会逐渐改变药物非临床研究的传统逻辑，两者结合互补的协同模式将成为未来药物研发的“新常态”——这是多位行业专家接受研发客采访时传递出的观点。

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• 动物实验与AI类器官互补的协同模式，将成为药物研发的新趋势；

• 动物实验数据目前的存量，不能满足AI类器官技术的模型训练；

• 跨国药企已经开始布局AI类器官技术，国内也有企业申请IND时纳入了类器官数据；

• AI类器官等新技术的崛起，会激励实验动物公司探索更优化的动物实验方案；

• 未来或许有实验动物公司与AI类器官公司合并。

动物实验不会被完全替代，且AI+类器官的崛起不是取代动物实验的，而是会逐渐改变药物非临床研究的传统逻辑，两者结合互补的协同模式将成为未来药物研发的“新常态”——这是多位行业专家接受研发客采访时传递出的观点。

FDA在一个多月前发布震动行业的“逐步淘汰动物实验计划”公告，表示将引进AI和类器官等新的替代方法降低研发成本；近期又宣布在2025年6月30日之前在FDA中心内部全面推广AI工具的计划，以提高审评效率。

在AI和类器官技术的加持下，动物实验会不会出局？替代方法是否经得起安全性考验？传统药物开发模式面临的挑战，已经在动物实验和AI类器官的较量中显现。

各有优劣

“逐步淘汰动物实验计划”，即4月10日FDA发布的公告FDA Announces Plan to Phase Out Animal Testing Requirement for Monoclonal Antibodies and Other Drugs 。该公告包含两点信息，一是逐步取消单克隆抗体疗法及其他药物开发中的动物实验要求，二是引入新型替代方法，包括AI的计算毒性模型、实验室培养的人体类器官和器官芯片。

对于该计划，前FDA资深审评员、上海礼邦医药首席科学官肖申博士认为，动物实验短期内不会完全取消，FDA也没有完全拒绝动物数据的意思。随着AI和类器官的进步，各种模型出来以后可能对动物的依赖会越来越少，至于哪些实验需要动物、哪些不需要，还需要很长的时间评估。

肖申博士

长期以来，新药研发依赖动物实验。早期，美国《联邦食品、药品和化妆品法》规定，任何在研药物在进入人体试验前，都必须在动物身上进行安全性和有效性测试。

然而，动物实验面临着诸多挑战。首先，动物实验在临床预测方面并非100%正确。《美国心脏病学会杂志》2019年分析文章Limitations of Animal Studies for Predicting Toxicity in Clinical Trials 显示，约89%的药物通过了临床前动物测试，却止步于人体临床试验阶段，这其中有一半的失败源于药物毒性。

并且动物实验的成本高昂，且价格一路走高。以食蟹猴为例，单价从2017年的近7000元人民币，涨至目前的9.5万元左右，2022年一度高达19万元。

实验动物的临床试验成功预测有限，且成本高企，必然催生对替代品的需求。

2022年，法规开始松绑。FDA出台《FDA 现代化法案2.0》，取消了新药临床前动物实验的强制要求，将动物实验的替代方案纳入合规管理范畴。

类器官成为替代方案新的可能。类器官是最接近人的生物模型，具备动物模型没有的拟人性和仿真性。当前，研发客观察到，跨国药企已经开始布局AI类器官技术。

比如，赛诺菲同耀速科技合作共同开发用于血管毒性评估的器官芯片模型；阿斯利康投资了中国类器官公司伯桢生物；罗氏则成立了推进类器官等人类模型系统研究的人类生物学研究所。

如今，类器官已在特定场景中展现出替代潜力。创芯国际CEO黄敏举例说：“在药物早期筛选与毒性预测阶段，类器官已能替代部分小鼠的急性毒性实验。当人源肿瘤异种移植（PDX）模型无法准确反映个体差异时，类器官能够模拟人类肿瘤且优势明显。”

“不过，AI类器官技术发展仍面临一些关键性技术挑战，”黄敏说，“类器官在细胞类型多样性、结构复杂性方面与真实器官仍存在差距，难以模拟复杂的体内微环境和代谢过程。例如，肝脏类器官以肝细胞为主，缺少胆管上皮和血管内皮细胞等。未来，随着跨学科技术的深度融合，数字孪生建模、高仿生培养等关键技术的进步，这些技术瓶颈可以被逐个突破。”

黄敏

国内一位从事动物研究的资深行业专家表示，AI模型目前最大的障碍是动物实验数据存量不够，并且各大药企或者CRO企业之间的动物实验数据都互相保密，导致没有积累足够大规模的数据库供AI模型训练。

在某些场景中，动物实验具有不可替代性。该专家举例，一些前体药物本身没有活性，需要在体内经过代谢才能产生活性成分，发挥药效作用。相反，药物本身没有毒性，但代谢产物具有细胞或者器官毒性。这些情况下，无论是药效检测或毒理判断，类器官和AI都无法模拟体内代谢过程。再比如，药物在体内影响了某个内分泌器官或细胞，引起激素、干扰素分泌，进而又影响其他的器官和细胞，这些很难用类器官或AI预测。

需要留意的是，FDA的“逐步淘汰动物实验计划”仅针对单克隆抗体动物实验，而不是小分子。“大分子的靶点亲和力更高，FDA对动物实验的要求相对就不高，要求只做一个动物测试就可以。有的人源化抗体、细胞与基因治疗产品在动物身上无法预测效应，甚至可以免做动物实验。”肖申表示。

“而小分子经常容易发生脱靶效应，很难通过一些体外的机械模型预测，所以FDA对小分子的动物实验要求很高，必须在啮齿类动物和非啮齿类动物都进行毒性测试。FDA在审评时都是具体问题具体分析。”

互补共存新趋势

受访专家们一致认为，未来很长一段时间，动物实验与AI类器官互补的协同模式，将成为药物研发的新趋势。

FDA在公告中提到，将在2025年启动试点项目，允许部分药企在FDA监督下完全跳过动物实验，全面政策更新预计在2026年完成。肖申认为，FDA会先做探索性的评估，通过试点，反复论证最终确定哪些具体场景不用动物实验再发布具体政策指南。

“这是一个多方面、综合性的评估。首先要分产品类型，是小分子还是大分子。再结合适应症，如果动物模型和人非常相关，优先选择动物。如果动物模型与人并不匹配，用AI类器官反而更好。再比如老药新用、或药物首个适应症已做过动物实验，第二、三个适应症可以用AI类器官代替评估，节约费用和时间成本。”肖申说。

黄敏认为，AI类器官技术不断突破，其应用占比将持续扩大，但动物实验仍将保留部分场景，如神经退行性疾病、疫苗的免疫原性评估等。这也符合FDA等监管机构推动科学替代与伦理平衡的理念。

她进一步提出了两者互补共存的假设方案，“在缺乏动物模型的罕见病或复杂疾病领域，先利用AI算法进行初步的高通量药物筛选，再通过类器官进行验证，结合器官芯片技术模拟药物在体内的代谢和运输过程，预测药物毒性，动物实验则验证药物的系统性效应，如免疫反应、行为学影响。”

类器官的崛起

类器官在药物发现和开发中的应用，很早就已开始。2009年，科学家Hans Clevers使用来自小鼠肠道的成体干细胞培育出首个微型肠道类器官。

近年来类器官技术的不断发展，也使“替身试药”的假想逐渐照进现实。肖申表示，FDA一直以来都在鼓励企业使用类器官数据申报临床，也产生了多个利用类器官技术申报获批临床的产品。

2012年，福泰制药（Vertex）利用肠上皮类器官技术研究开发出全球首款囊性纤维化（CF）靶向治疗药物Ivacaftor，获得FDA批准上市。2018年，获得FDA临床批准的EGFR/LGR5双特异性抗体MCLA-158，由癌症患者的类器官生物样本库进行筛选而来，目前已顺利推进至2期临床。

2022年，Hesperos开发的“神经肌肉芯片”，成功模拟了患者的慢性炎症性脱髓鞘性多发性神经病（CIDP）的攻击过程，与赛诺菲合作推动SAR445088获得FDA批准进入临床，成为全球首例完全凭借“类器官芯片”数据获得临床批准的新药。

中国对类器官也逐渐重视。2021年1月，科技部把“基于类器官的恶性肿瘤疾病模型”列为“十四五”国家重点研发计划中首批启动重点专项任务。

同年12月，CDE发布《基因治疗产品非临床研究与评价技术指导原则（试行）》和《基因修饰细胞治疗产品非临床研究技术指导原则（试行）》，首次明确指出，当缺少相关动物模型时，可以采用类器官等基于细胞和组织的模型方法，为细胞基因治疗（CGT）的有效性和安全性的评估提供有用的补充信息。

国内也有企业开始探索类器官的应用，在申请IND时纳入了类器官数据。

2023年5月，恒瑞医药的抗心衰新药HRS-1893获得NMPA批准开展临床，成为国内首个使用心脏器官芯片数据获批进入临床试验的新药。在临床前筛选过程中，研究团队利用心脏类器官收缩振幅及钙瞬变峰值的影响进行化合物体外活性和药物选择性的筛选。

2023年6月，艺妙神州利用肿瘤类器官模型对CAR-T药效进行评价，筛选出有效候选CAR-T药物IM83，成为国内首个使用类器官芯片数据获批IND的CGT药物。

此外，齐鲁制药的抗肿瘤药物QLF3108在IND申报时，采用了肿瘤类器官免疫共培养模型进行药效评价。丹望医疗的类器官免疫共培养平台，分别为君赛生物的TIL细胞疗法GC203，以及易慕峰自体CAR-T细胞产品IMC001的临床试验申请提供了数据支持。

国内甚至有AI类器官技术走在了全球前列。希格生科的FAK靶向疗法SIGX1094R已获批开展1期临床，公司表示该产品是全球首款整合类器官疾病模型+AI研发的创新靶向药。

转型还是坚持？

FDA“逐步淘汰动物实验计划” 利好类器官公司，但对动物服务公司来说意味着前路动荡。在黄敏看来，AI类器官的崛起会逐渐改变传统CRO行业的竞争逻辑。

转型或坚持，是摆在传统动物服务企业面前的两条路。肖申认为，传统动物实验公司积累了大量的动物数据可用于AI训练类器官模型，充分具备转型的优势，“不排除将来实验动物公司和AI类器官公司合并，促进行业进一步整合” 。

FDA公告发布后的一周内，海外CRO巨头Charles River宣布将着手开发替代方案以减少动物实验。在中国，集萃药康公司的发言人也宣布将研究和开发新的替代方法；昭衍新药向财联社表示，公司很早就开始在AI类器官技术上布局。

不过，也有国内实验动物公司表示不会轻易地转型。该公司负责人认为，动物研究可以探索更多的物种，例如小型猪和其他人源化动物品系，小型猪与灵长类动物相比，成本低、繁殖速度快，在皮肤疾病、眼科和代谢疾病以及遗传疾病模型等方面都与人体的类似性高度可比，基因编辑猪的器官也为病人的器官移植开辟新的策略。

“AI类器官等新技术的崛起，也会激励实验动物公司探索更优化的动物实验方案，用3R原则，减少动物使用的数量，并逐渐淘汰大众比较敏感的实验用猴和狗等。”该负责人向研发客表示。

编辑 | 姚嘉

来源：研发客一点号