替代

替代的方法必須以良好的科學為根本，並且需與它所要取代的生物系統取得 關聯性。替代方法的發展需要了解潛在的生物機制及其反應；並且通常需仰頼可 靠的動物或人類參考數據的取得與合適的非動物技術。

由於科學技術的發展，替代技術也有較明確項目可進行。然而目前還沒有辦 法在不影響研究和測試領域的科學進步的情況下取代所有的動物使用，但在基礎 和應用生物醫學研究，已有部分可以用於測試的替代方法。另外，在於教育和訓 練有關的領域，替代則有極大應用的可能性。替代通常也提供了比它們取代的動 物模型一些優點，例如通常能比使用動物更快速地獲得結果，並且在某些情況下 提供更多的科學見解。

到目前為止，替代模型的進展主要在於涉及由明確已知的單一機制相關的生 物效應，並且有優良的人類或相關動物數據為佐證。以非動物模型進行動態及複 雜的生物系統相互作用是更加困難的，目前雖已有些科學家有相關的發明，如器 官晶片或多重器官晶片，然而仍需要進一步的驗證及確效。

2.2.1.1 替代的策略

（1）. 修改法規要求和規定以免除非必要的測試：例如，對於臨床使用的一 系列產品的評估，不再需要異常毒性試驗；另外，歐洲在 2017 年將異常 毒性試驗（abnormal toxicity test）從歐洲藥典（European Pharmacopoeia）

完全刪除。

（2）. 協調國際驗證過程及法規的測試要求和決策，以消除在不同協議中，

為單一毒理學終點在多個監管機構下重覆使用動物進行試驗的狀況。

（3）. 重新制定科學目標，以便利用現有數據或新的非動物實驗數據而獲得 相對應的見解。

（4）. 重新檢視已發表的研究內容，以確保沒有忽視相關的現有數據，而無 意中重複動物實驗。然而，在不必要的重複和有意識的重複之間存在重要 的區別；當引入新的模型系統，評估程序變化，或者實驗室在很久沒有進

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行動物實驗後重新開始，以及實驗室或關鍵人員變更時，重複實驗則是必 要的。

（5）. 共享以前相關研究且尚未發表的數據結果，例如原為供內部決策制定 使用的研究結果，或含提交給法規單位檢驗的數據。

2.2.1.2 替代的方法

當有取得新數據的需求時，可以考慮的替代方法或模型：

（1）. 利用物理化學特性來預測生物效應，以篩選或評估測試材料。包括使 用 pH 和緩衝能力來預測潛在眼睛刺激性或腐蝕性的嚴重程度；電腦模型 的使用，需先有可靠的活體實驗數據為依據，可進行分子結構與特定生物 活性關聯性的探討。

（2）. 使用無感知能力的生物。例如使用細菌來評估基因毒性。

（3）. 使用不成熟形式的有感知的物種，其不會感覺疼痛或痛苦；例如，以 魚的幼體評估水的毒性。

（4）. 使用動物或人來源的離體和體外系統，如器官、組織切片、細胞培養/

懸浮液或胞器等。如果是以不需要使用胎牛血清（fetal bovine serum，FBS）

維持的細胞培養材料，則可做到完全替代。

（5）. 進行人體試驗，但需通過人體試驗審查委員會審查。人體試驗可以在 志願者，臨床試驗，上市後監測或流行病學研究過程中收集數據，目前有 一些新的技術（例如診斷影像的改善，以及臨床前的生物標記（biomarker））

可以用人類為受試者的可能。

（6）. 可以在教育與訓練中使用各種替代方式來表現生物現象、過程和相互 作用；培訓參與者的技能及培養解決問題的能力。這些包括模型、操作程 序的影片、互動式模擬軟體與課程，以及虛擬實境的操作系統。

2.2.2 減量

減量即除了替代之外，減少對動物研究的需求，並最大限度地減少實現既定

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研究目標所需的動物數量，以及從必須使用的動物獲得更多數據或產品。在減量 的同時，也必須同時考慮到精緻化。一昧地專注於減少數量雖可以減少動物使用 數量，但可能會對被使用的動物造成的痛苦不成比例的增加，所以必須謹慎。實 驗設計的統計要素，如樣本大小、功效程度、異性精確度、以及適當統計方法的 正確應用，是確定所需動物數量和解釋所產生數據的重要方法，在設計實驗時可 以咨詢統計學家，以獲得符合科學目的的樣本大小。然而，同樣重要的非統計因 素，例如選擇合適的實驗主題、飼養管理系統、操作程序細節以及控制和減少不 必要的緊迫因素等，都是減少變因的方法。以下列舉一些減少動物使用數量的考 量和方法：

（1）. 認真審核實驗的目的及預期成果，並事先搜尋相關文獻，如果實驗的 目的不明確，或是參考文獻後發現預期成果可能無法達成時，應該考慮停 止實驗，或重新設計實驗。

（2）. 應用分層實驗方法，早期排除不適合繼續發展的材料或假說，從而避 免不必要的動物研究。初期的研究或測試也可使用替代方案，有顯著正面 的結果再進行動物試驗；另外，在小規模研究如果不能證明預期結果，則 可以避免大規模研究的失敗。研究初期也可考慮先用體外試驗進行，進而 減少動物使用量。初期的細胞毒性試驗（cytotoxicity test）可以用來計算 毒性試驗時的劑量，以減少因測試劑量造成動物使用量增加。

（3）. 先期實驗（pilot study）是一項小規模的初步研究，旨在研擬最終研究 的可行性；一般情況下，其結果用於實驗設計改進及修正。改進及修正可 包括以下方向：可能的個體差異和獲得完整科學結果所需的動物數量；最 合適的劑量和取樣方式；了解可能產生的生理或行為變化和不良反應的性 質、發生率、嚴重程度和時間點，以及如何避免及處理。重要的是，執行 先期實驗的結果與修正，可以避免大規模研究時的非預期結果的產生及處 理。

（4）. 達到科學目標所需的動物數量反映了所需的精確度和確定性；因此，

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所需動物的數量不應超過實現科學目標所必需的數量。

（5）. 適當的分組及對照組設置。陰性對照組的設置：陰性對照組可獲得的 基準結果，並確認測試系統的基本條件無誤，能產生適當的陰性結果。陽 性對照組的設置：陽性對照組可確認測試系統的基本條件無誤，能產生適 當的陽性結果，即使實驗組沒有陽性結果產生。實驗進行時應注意，對照 組和其他實驗組應暴露於相同的條件進行觀察和研究；對照組可作為比較 標準，證明測試系統可正常運作，產出適當的結果，可以更加穩健地得出 結果的相關性和重要性，且消除實驗結果產生不同解釋的情況。

在實驗會造成動物嚴重痛苦的情況下，可以減少實驗組中的動物數量，

但增加對照組中的數量（超過實驗組中減少的數量）。此種設計可產生相 同的統計效力，但實驗組中接受痛苦的動物得以減少。在某些情況下，可 以使用單個對照組來同時評估一系列相同生物特性的測試材料，或使用對 照組的歷史數據，可以大大地減少動物使用數量。例如，在同一天在同一 實驗室中測試多種測試材料時，或是同一種試驗給多不同劑量或物質時，

可以使用單一個對照組就足夠了。

（6）. 實驗動物間的一致性及變異性是實驗所需數量的重要決定因素，所以 應該儘量控制相關的遺傳和表觀遺傳因素的一致性。使用為特殊目的繁殖 的動物可以對遺傳變異性和其微生物狀態的不同程度進行控制；並且使用 近親近親（inbred）和同基因（isogenic）品系會比遠親（outbred）品系或 隨機繁殖動物更少的樣本數量。再者，透過提供標準化的飼育環境可以進 一步降低變異性，進而減少樣本數量。動物處於緊迫狀態會表現出不同的 行為，甚至影響生理數值，所以除了減少環境的緊迫因子，操作人員也需 有良好的訓練，減少對動物造成緊迫。

（7）. 負責任的實驗動物再應用政策（reuse policy），可減少動物的使用數量。

所謂負責任的再應用是必須考慮動物曾經接受過的實驗及疼痛的程序，在 不影響動物表現正常生理行為時，才同意讓其進行再應用的安排。有下列

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狀況時，動物不應再被應用於科學研究：一，若無科學依據，已進行主要 存活性手術（major survival surgery）操作之實驗動物不得成為另一項主要 存活性手術計畫之動物。二，動物在先前研究中產生嚴重或是慢性疼痛、

或是導致動物在維持正常生理、或是面對壓力來源的能力有明顯的改變時。

三，動物的再應用案件連同先前試驗，造成動物承受超過單一個體可承受 的疼痛不適程度。其他關於實驗動物再應用的相關內容可參考行政院農業 委員會於 2018 年 6 月所公告之［實驗動物照護及使用指引］附件一。

（8）. 將動物的生產考量以及動物組織的可應用性與已知或可能的需求相配 對可避免浪費。常見的例子包括將暫時不使用的基因改造動物品系之生殖 細胞或胚進行冷凍保存，而非維持一定族群以進行保種；另外建立機構內 部動物組織共享方案，以及種畜接受人道安樂死時可收集其器官組織供研 究人員領用，可減少被犠牲的動物。

（9）. 實驗程序的精緻化將有利於減少動物使用數量。近年來有許多專用於 實驗動物的儀器被開發出來，尤其是影像設備，其解析度大大的提升，如 小鼠用的螢光或冷光顯示儀、超音波、電腦斷層、核磁共振影像設備等。

（9）. 實驗程序的精緻化將有利於減少動物使用數量。近年來有許多專用於 實驗動物的儀器被開發出來，尤其是影像設備，其解析度大大的提升，如 小鼠用的螢光或冷光顯示儀、超音波、電腦斷層、核磁共振影像設備等。