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《科学大众》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

创办于1937年,是我国创刊最早、影响最大的科普刊物之一。现由江苏省科技厅主管、江苏省科协主办。70多年来,杂志秉承“科学大众化、大众科学化”的宗旨,矢志不渝地为提高中华民族特别是青少年科学素质服务,影响了一代又一代中国人,得到了毛泽东、周恩来等党和国家领导人的肯定。

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科学必须踩在动物尸体上前行?

2008-09-30 22:24:50

  人类每年都要以科学的名义宰杀数百万的动物来进行疾病研究、寻找新疗法、开展基础研究。虽然科学界条规定,“实验中如果有更为合理、良好并能达到同样效果的科学手段,应该避免使用动物”。不过,每年仍有7 500万到1亿左右的脊椎动物在实验中被使用,其中1 100万在欧洲。这些动物中有70%都用做研制新药、疫苗试验和癌症研究,剩下的30%用于基础研究和教学。


这只猴子的头被钻孔,并且置入一只探针,以注入不同的化学物质,这类的实验通常长达数月

  残忍的动物毒物实验

  使用实验动物一个重要的领域是动物毒物实验。大部分国家的食品与药物管理局要求,在药物上市以前必须做大量测试。除药物外,化妆品、食用色素和地板蜡等很多产品也做了同样的要求。

  为了确定一项产品究竟多么有毒,很多研究人员采用“剧烈的口服毒性试测”。这是上世纪20年代发明出来的:动物须被迫咽下试测物品,包括口红和纸等等不是食物的东西。这些东西如果只是放在饲料中,动物往往不吃,因此,实验人员就强迫塞入动物口中或用导管直接送入动物胃脏。标准测试期是14天,但有时长达6个月——若动物可以忍受如此之久而未死。在测试期间,动物呈现的典型症状是呕吐、腹泻、瘫痪、痉挛和内出血。


电极、管子和其他金属仪器,将永久地附在这只实验猴子的头盖骨上

  剧毒测验最为人知的是“五成致死率剂量”,一种物质之剂量若到达此程度,受实验的动物将有50%死亡。为了找出这种剂量,要将动物施以毒剂。通常,在动物死亡达一半之前,它们已经呈现严重病症且极为痛楚。如果是没有什么害处的物质,则应找出何种浓缩度才得以使动物死亡50%;结果,就用这种东西大量强迫喂食,而动物往往只因塞食过量或浓度过高而死。比如,美国陆军利用“五成致死率剂量”研究老鼠中毒。实验人员把T-2注射到老鼠肌肉、血管、皮下和腹部中,也从口灌入或由皮肤浸入。中毒后的老鼠通常在9至18小时内死亡,但由皮肤浸入者则平均6天才死。死前老鼠不能走,不能吃,皮肤和胃肠溃烂,腹泻。

  化妆品和一些其他物品是用动物的眼睛做实验的。这就是“德莱塞眼部刺激实验”,此种实验开始于上世纪40年代。德莱塞是美国食品与药物管理局的工作人员,他发明了一种方法以测试某种物品的刺激度,那就是把该物质置于兔子眼睛中,因为兔子没有泪水,测试物质不会冲掉。


为了化妆品,在兔子身上做“德莱塞”皮肤测试

  兔子被固定在一种设施上,只有头伸出来,因此它们抓不到自己的眼睛。研究人员将测试物品,诸如漂白剂、洗发精或墨水等,放入每只兔子的一只眼睛中。他们用的方法是把兔子的下眼皮用夹子向外拉,因此形成小槽,受测物品便置于“槽”中,然后把眼睛紧紧合起来。这种手续有时会反复数次。实验人员则每天观察兔子眼睛的发肿、溃烂、感染与流血流脓。这样的研究可以持续3个星期。一位受雇于一家大化学公司的研究人员曾对最严重的反应做过这样的描述:由于角膜或眼内结构的严重内伤,使动物完全失明。动物急迫的紧闭眼睛。动物嘶叫、抓眼、跳,试图逃脱。

  当然,被牢牢固定在设施上的兔子是既不能抓眼又无法逃脱的。有些物质对兔子的眼睛造成严重的伤害,以致于眼睛所有的特征都消失了,虹膜、瞳仁和角膜都溃烂成一团。许多兔子因为痛苦挣扎、折断了脖子而当场丧命。在实验结束后,所有的兔子都会被杀死。有统计数据表明:“每3秒钟就有一只动物死于化妆品实验室!”


老鼠的DNA被修改后,皮肤充满皱折,它被用来做反老化的化妆品实验

  许多其他物品也以动物实验来测试其毒性。吸入研究是把动物关在密室中,强迫吸入试剂的喷雾或蒸汽。皮肤中毒研究则是把兔子的毛除尽,以便受测物品可以放置在它们的皮肤上。浸泡研究则是把动物浸泡在某种物质的稀释液中,有时在预期的结果尚未得到前,动物就已溺死。注射研究是将物质直接注入动物体内——皮肤、肌肉或直接注入器官。

  以动物做实验的不只是人的消费品,化学药剂、杀虫剂以及各式各样的工业产品和家用品都会喂食动物或置入它们眼内。这些产品包括杀虫剂、抗凝剂、刹车液、漂白剂、圣诞树喷雾剂、教堂蜡烛、炉子清洁剂、除臭剂、皮肤清凉剂、泡沫洗澡剂、脱毛剂、眼影、灭火剂、墨水、防晒油、指甲油、染眉毛油、发胶、油漆、拉链润滑剂。

  这仅仅是动物实验的一个缩影。除了化妆品行业,医药、生物、食品等许多科研领域,都离不开实验动物,它们中最多的是啮齿类,比如老鼠和兔子,此外还有猫、狗、猴子,当然还有与人类最相似的黑猩猩。欧洲委员会统计的科研使用动物情况显示,44.5%的动物实验用于医学与兽医研究,34.7%用于基础生物学研究,9.9%用于毒性实验,剩下10.9%用于其他用途。

  研究人员压力渐增

  事实上,动物试验几乎是与科学同时产生的,具有悠久的历史。

  在大约2 300年前,亚历杭德里亚医学院的埃拉西斯特拉图斯和希罗菲洛对各种动物进行解剖。公元2世纪,克劳迪奥•加莱诺利用猪、灵长类动物和狗做实验,发现了静脉和动脉血管中的血液循环现象。麻醉剂的出现以及1859年出版的达尔文的《物种起源》中揭示出的动物与人类间的生物相似性,使得动物实验一发不可收拾,并成为科研发展的主要辅助手段。

  1959年动物学家拉塞尔•罗素和微生物学家雷克斯•伯奇共同出版了《人道实验方法准则》一书,提出了在动物实验中应当遵守的三个基本准则:减少、优化和替代(3R理论),后被公认为指导动物实验的基本准则。很多研究人员认为:“人们在各种法律、政策和日常科学活动中对3R理论的贯彻是近40多年来动物应用减少的主要原因。”

  尽管如此,实验室、研究中心和科学家本人承受的压力仍然有增无减。加州大学颇有声望的神经生物学专家达里奥•林迦弛的遭遇就足以表明这一点。在经历了4年的困扰以后,他终于在2006年因为不堪忍受来自动物保护组织对其本人甚至其家人和邻居的威胁,而被迫放弃了应用灵长类动物进行实验的科学研究。

  美国《科学》周刊主编唐•肯尼迪指出:“科学的进步有赖于实验”。这句话应用到生命科学中,就意味着在实验中使用动物。然而,在当今这个生物医学研究飞速发展的时代,动物实验还是必不可少的吗?是否存在替代方法?今天,许多科学家正致力于寻找替代方法从而使动物不再是各个研究中心的实验品。

  积极寻找替代方法

  任何一种替代方法想要变得符合要求并能运用在实验室里,首先必须验证其优点和可行性。欧洲替代法验证中心就承担着这样的任务。但是由于验证过程十分缓慢且代价昂贵,从1997年到2007年,只有16种方法通过了验证。其中的6种方法是在2006年通过的,都是利用细胞培养技术对抗肿瘤药物毒性以及一些药品副作用进行检测的临床前研究方法。其中最先通过验证的是预测嗜中性白血球减少症的实验方法,采集一组粒细胞——巨噬细胞进行分析实验就可以预测出这种因进行抗肿瘤化疗而导致的白血球急剧减少的疾病。这种方法代替了以往用狗等动物做实验的老办法。其他6种方法都是利用体外胚胎进行药物毒性实验,这些方法可以使欧洲每年避免使用20万只兔子进行相关实验。

  近几年来,关于动物实验替代方法的提案只出现在基础研究领域。其中有一些一经提出就立即被否决,一些正在各大实验室中处于不同评估阶段,还有一些则引起了激烈的争论。比如,转基因动物是否有利于完善科学研究?有的科学家认为,这项技术会使动物应用更加频繁,而另一些人则表示,从长远来看能使人类对生物实验的需求量减少,因为一旦培育出高感受性鼠类,就有可能缩短毒物学研究的时间,并且避免再使用灵长类等其他类别的动物进行实验。

  但截至目前,动物实验的替代方法非常有限。

  模拟和细胞培育

  1994年,安赫落•韦达尼和他的科研小组研发出了一种计算机模型,能够在药物分子到达人体细胞之前预测其效果。目前韦达尼成立了一个公司,专门从事用于药理和毒性分析的计算机模型的研发。公司的一些软件产品已经面市,可以用于设计药物分子。公司正在完善中的网上实验室可供科学家在药物投产前检测该药物分子是否会产生毒性。

  细胞培育是目前运用最为成功的动物实验替代方法。比如肝细胞已经成为一个重要的生物反应堆。它被越来越多地应用于检测药理和毒性反应。如果将肝细胞与肝脏巨噬细胞结合培育,就会得到肝炎病毒的标本。细胞培育还被广泛用于检测癌症诱变因素和致癌因素等癌症研究中,使诊断更精确,从而制定出相应的治疗方案。

  干细胞几乎能够生成各种组织,因此在动物实验替代方面起着重要作用。随着科学的发展,人们可以利用干细胞生成多种组织和器官,利用生物进行实验的需求有望减少。

  此外,科学家还发明了用于生物医药分析的人造生物膜,以确定某种药物是否有能力打破人体天生的保护机制,直达靶细胞。

  生物科技的发展,使实验中的各种动物逐渐被计算机和试管所替代。但是动物实验问题依然存在。大部分人反对动物实验,但又必须承认医药领域已取得的重大进步,这种进步也为实验手段提供了借口。杜绝实验动物的使用,也许还有很长的路要走。

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