台灣大學動植物農業產業創新領域教學推動中心 「生醫實驗動物產業之整合與連結」
實驗動物使用之社會觀
朱增宏 / 2019.07.31
必要之惡（？） BACKGROUND
The EU‘s ultimate objective is to put an end to experiments on animals by replacing such experiments with a substitute, non-animal, approaches. However, given current scientific knowledge, it is not yet feasible to replace all animal experiments. For this reason, the legislation seeks to ensure that the situation of animals which are still used for experiments is improved and in accordance with the rule that tests on animals must be replaced, reduced and refined wherever possible. （ https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/HTML/?uri=LEGISSUM:sa0027&from=EN ）
六個角度 •不只是「脊椎」動物 •不只是「疼痛」 •不只是「 3R 」 •守法還不夠 •解決問題，不要製造問題 •儉樸：少而美
不只是 「脊椎」動物
脊椎動物
RSPCA ， EAST
完備的神經系統
硬骨魚
蠑螈
蟾蜍 陸龜 蜥蜴
鴿子
貓
人 5
機械、電流和神經系統的速度 DFAS, Bristol Universiy. EAST
機械式致昏槍
電擊致昏
神經系統
0
50 100 千分之（秒）
150
http://sn.life.nthu.edu.tw/news /news6.php?Sn=52
http://ww w.cephsin action.or g/wp-cont ent/uploa ds/2019/0 1/Poster_ book_Ceph alopod-Sc ience-fro m-Biology -to-Welfa re_Herakl ion-2017. pdf
http://www.cephsinaction.org/wp-content/uploads/2019/01/Poster_book_Cephalopod-Science-from-Biology -to-Welfare_Heraklion-2017.pdf
http://www.cephsinaction.org /wp-content/uploads/2019/01/ Poster_book_Cephalopod-Scien ce-from-Biology-to-Welfare_H eraklion-2017.pdf
http://www.felasa.eu/working-groups/guidelines/guidelines-for-the-car e-and-welfare-of-cephalopods-in-research/
不只是 「疼痛」
https://www.nc3rs.org.uk/g rimacescales
體 驗實 驗動 物 （貓 狗） 的聽 覺
https://www.google.com/search?tbm=isch&sa=1&ei=kuI2Xf0xOmYBZStooAJ&q=see+through+bars&oq=see+through+bars&gs_l=img.3..0i8i30.13864333.13874261..13874716... 5.0..0.47.1865.50......0....1..gws-wizimg.....0..35i39j0j0i30j0i19j0i8i30i19.rFBamaFFttQ&ved=0ahUKEwj9z8HV68rjAhXENKYKHZSWCJAQ4dUDCAY&uact= 5#imgrc=u5UGdUV4oORZfM
:
https://www.deviantart.com/bunnyranger/art/prison-window-51428482
The animal’s life ‘story’
- each procedure is just one event
Life in the laboratory includes many painful and distressing experiences • • • • • • •
Early maternal separation (including rodents) Transport Housing in inappropriate social groups (or alone, for social animals) Boring and/or uncomfortable housing Having cages or tanks cleaned out Scientific procedures – and their after effects The humane killing process
- all of these can cause, or add to, harms
Animal behaviour science
Adjustable weighted door Sprague-Dawley rats
Results
Rats weighed between 700 and 840g
Manser et al. (1998) Laboratory Animals 32: 36-41
Rats will also lift 83% of their own body weight to rest on a solid floor rather than a wire mesh or grid floor
Manser et al. (1996) Laboratory Animals 30: 1-6
Signs of pain and distress are becoming better understood
The rat on the left has a ‘pain face’ and the rat on the right is about to be tickled (rats really like this)
Impact of better welfare on science DEMENTIA STUDY
• Mice were kept in ‘standard’ cages or large, ‘enriched’ cages with several floors, running wheels, nest boxes • Larger cages caused more plaques in the brain but reduced cognitive deterioration
Brain structure at 4 months
Test performance at 6 months
Montarolo F et al. (2013) PLoS ONE 8(7): e69381
What does this mean? • The animals’ environment affected both symptoms and brain structure in the mice • It confirmed that increased plaques in the brain does not directly link to cognitive deterioration - as in human patients • Now they are going to use enrichment as a tool to help understand effects of environment on dementia
不只是 「 3R 」
*Replacement “Any scientific method employing non-sentient material which may in the history of animal experimentation replace methods which use conscious living vertebrates.”
在動物實驗史上，任何應用無感知能力的材料 ，得以取代使用有知覺能力的脊椎動物之科學 方法。
*Reduction *“A means of lowering the number of animals used to obtain information of a given amount and precision”
*能降低使用動物數量，又可獲取等量且相同準確資 訊的方法。
*Refinement *“Any development leading to a decrease in the incidence or
severity of inhumane procedures applied to those animals which have to be used.”
*可以促使減少施加於那些不得不用的動物身上之 非人道方式的任何方法
*
利益與傷害衡量（ HBA ）：
效益主義對動物實驗的「評估」 動物實驗違反了兩項道德準則： （ a ）不得為了促進善而為惡，以及 （ b ）不得為了圖利某一有價值的生物、而對另一有價值的生物造成痛苦。 並且， (a) 對動物造成的痛苦，明確無疑；可望促進的善，乃未定之天。 (b) 受苦的那些生物，正好不會是那些得利的生物。 此外， (a) 不僅要列入動物付出的代價，也要列入誤導的實驗造成的代價。 (b) 可能的利益列入計算，可能的代價也應該列入計算。 (c) 不是看「動物實驗」帶來的好處。而是「唯有動物實驗」才能帶來的好處。 資料來源： By Hugh LaFollette and Niall Shanks ，錢永祥譯。《動物權與動物福利小百科》台灣動物社會研究會、桂冠圖書， 2002 。
守法， 還不夠
• 生理與心 理的健康 • 獸醫專業 • 學生
Students
Students should learn scientific and ethical principles using non-animal methods (videos, computer models, etc.) when such methods can effectively reduce or replace the use of live animals and still meet learning objectives. http://www.oie.int/index.php?id=169&L=0&htmfile=chapitre_aw_research_education.htm
解決問題， 不要製造問題
健康食品
豬溫疫苗
營養研究
對「動物實驗」方法學的檢討（例）— 系統性文獻回顧 (Systematic Review) • 2018- Systematic review of HBA ( 傷害 - 利益分析 ) ： • 僅有 7% 的研究應被允許執行 • 高達 93% 的研究未將動物痛苦降至最低 • 大部分的研究都造成動物極大痛苦，有些甚至造成人類死亡
• 荷蘭：全國動物用量降低 15% ； Radboud University 降低 35% 。 • 以動物實驗為臨床前試驗典範之影響： • 動物承受不合理的痛苦。 • 臨床試驗的受試者承受更大風險。 • 臨床前試驗佔去過多資源，使其他更有益於人類的研究無法執行 資料來源： 1. Pound P, Nicol CJ (2018) Retrospective harm benefit analysis of pre-clinical animal research for six treatment interventions. PLoS ONE 13(3): e0193758. 2. https://www.cochrane.org/news/cochrane-reward-prizes-reducing-waste-2017-winners
動物實驗學界的反應 （ 2004 ～ 2014 ） 系統性文獻回顧 (Systematic Review) • 2004: 鄙視 • ”spectacularly ill-judged” • “scientifically invalid” • “should never have been published in a peer reviewed journal” • 2014: 接受 • 發現「實驗設計、執行、結果」普遍皆有缺陷 • 學界「討論、檢討」 資料來源： 1. https://www.animalsinscience.org/blog/problem-evidence-pre-clinical-animal-research-systematic-reviews-can-help/ 2. Pound, P., Ebrahim, S., Sandercock, P., Bracken, M. B., & Roberts, I. (2004). Where is the evidence that animal research benefits humans?. BMJ, 328(7438), 514-517. 3. Pound, P., & Bracken, M. B. (2014). Is animal research sufficiently evidence based to be a cornerstone of biomedical research?. BMJ, 348:g3387
人類模式核心技術 2000-2017 論文發表數量 7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0 2000
2001
2002
2003
3D Cell Culture Read Across
2004
2005
2006
2007
Organ on Chip Computational Toxicology
2008
Microfluidic Big Data
2009
2010
2011
iPSC Artificial Intelligence
2012
2013
2014
2015
2016
2017
High Throughput Screening
資料來源： PubMed
儉樸： 少而美
4000 種已知分子機制疾病，僅 250 種有效藥物
Francis Collins : TEDMED, 2012
動物模式研發藥物：太久、不可靠、太貴 Francis Collins : TEDMED, 2012 Cystic Fibrosis （囊狀纖 維化） : 耗費 23 年， 還不能一體適用
NIH-Wide Strategic Plan Fiscal Years 2016-2020 • 一項藥品、醫療器材或其他醫療用品，從研發階段到上市，約需 花 14 年 20 億美金。失敗率超過 95% 。 • 藥品進入臨床試驗後，約有 60% 會因為無效而被淘汰， 30% 會 因為對人類具有毒性而被淘汰。
資料來源 : 1. NIH-Wide Strategic Plan Fiscal Years 2016-2020 2. National Center for Advancing Translational Sciences. About Tissue Chips. https://ncats.nih.gov/tissuechip/about
104-106 年台灣動物實驗研究論文 簡析 統計 104-106 年利用實驗動物發 表之 8,081 篇論文： • 被引用數共 3,5809 次 • 平均被引用次數為 4.43 次 • 未被引用的論文數共 2,207 篇 • 未被引用的論文約占 3 成。
資料來源：科技部提供余宛如委員辦公室
2009-2013 台灣學術能量、表現
(SCIENCEWATCH)
論文發表數
論文發表數 佔該領域百分比
論文影響力 ( 論文平均被引用次數與該 領域平均值相比 )
藥理學與毒理學
3,133
1.83
-9
免疫學
1,775
1.57
-38
生物與生化學
4,575
1.42
-24
精神病學與心理學
2,216
1.24
-39
神經科學與行為學
2,723
1.19
-29
臨床醫學
21,840
1.85
-17
微生物學
5,277
1.19
-29
領域
資料來源： http://sciencewatch.com/weekly-byte/science-Taiwan-2009-2013
科技部應進行「回溯研究」 • 全部論文中，有多少是「生命科學類」？「動物實驗研究論文」， 占「生命科學類論文」多少比例？其所占經費比例又是多少？ • 未被引用論文共 2,207 篇，占 8,081 篇利用動物實驗發表論文之 27.31 ％。約 3 成。其研究機構為何？ PI 為何？使用哪些動物？數 量分別為何？主題為何？實驗設計與操作為何？審查記錄為何？… （說不定其中有沒被伯樂看到的千里馬！） • 各領域論文世界平均被引用分數是多少？台灣論文高於、低於平 均值者有哪些？ • 這些論文，有多少篇屬於「原創性」或「有助於實務問題之解 決」？
健康照護管道與品質 HAQ （ 1990 ～ 2016 ）世界排名第 1~33 的國家，共有 20 個國家（ 60 ％），已 成立了國家級的 3RS 替代中心，或類似單位。其中紐澳聯合成立紐澳實驗動物照護委員會 （ ANZCCART ），由「國家健康與醫學研究委員會 (NHMRC) 等單位出資運作。 資料來源： Fullman N, Yearwood J, Abay S M, Abbafati C, Abd-Allah F, Abdela J,... Lozano R. Measuring performance on the Healthcare Access and Quality Index for 195 countries and territories and selected subnational locations: a systematic analysis from the Global Burden of Disease Study 2016. Lancet. 2018 Jun 2; 391(10136): 2236–
NIH ：老藥玩出新把戲
Francis Collins, TEDMED. 2012
生醫 X 大數據 新藥研發更有力 2019-07-24 23:03 聯合報 記者李樹人、陳雨鑫／台北報導 中央研究院副院長劉扶東說，從基因研究、精準醫療、外 科手術等科技，透過新創平台，配合台灣 AI 、大數據整合 等超強科技能力，相信能擁有一片天。
藥物研發是長期投資；從研發， 擬定產品方向、動物實驗、人體 臨床試驗，到最後取得藥證、上 市，須經歷漫長時間，且失敗機 率高。 https://udn.com/news/story/11318/3949122
時間 09:00 - 09:10 09:10 - 09:20
實驗動物替代國際研討會 ( 草案） 時間： 108 年 9 月 17 日 地點：中研院國際廳
09:20 - 10:50
10:50 - 11:00 11:00 - 11:10
11:10 - 12:10
12:10 - 12:20 12:20 - 13:30
13:30 - 15:00
15:00 - 15:10 15:10 - 15:30
15:30 - 16:30
16:30 - 17:00
備註 農委會長官致詞 學會理事長致詞
題目：未定 主講者： Dr. Maurice Whelan Head of Unit, Chemical Safety and Alternative Methods, Directorate for Health, Consumer and Reference Materials, European Commission, Joint Research Centre (JRC) 引言人：台灣動物社會研究會 朱增宏執行長 交流與討論
歐盟參考實驗室歐洲替 代方法確效中心 (EURLECVAM) 為世界翹楚，各項經驗 及技術都非常豐富，分 享其經驗及未來發展趨 勢
休息 題目：未定 主講者：陳冠宇教授 交通大學生醫工程研究所
介紹仿生器官晶片之動 物替代發展
引言人：中華實驗動物學會 陳燕輝秘書長 交流與討論 午餐 題目：未定 主講者： Seokjoo Yoon, DVM, Ph.D Director/ Dept. of Predictive Toxicology; Korea Institute of Toxicology 引言人：國家衛生研究院國家環境醫學研究所 林嬪嬪所長 交流與討論
南韓替代方法驗證中心 (KoCVAM) ，分享該國 家引導動物替代發展之 路徑經驗及毒性預測技 術
休息 ( 下午茶 ) 題目：未定 主講者：董國忠副研究員 國家衛生研究院 生醫工程與奈米醫學研究所 引言人：國家衛生研究院實驗動物中心 周京玉主任 綜合討論
介紹 3D 影像、生醫材 料再生醫學在動物替代 技術的應用等
感謝聆聽