无动物体外

背景

的经合组织化学品测试指南是评估化学品对人类健康和环境潜在影响的国际标准。《指南》定期得到扩展和更新，以确保其反映最先进的科学和技术，以满足成员国的监管需求。越来越多的在体外《指南》中包括可作为动物研究替代品的测定方法(欧洲委员会，联合研究中心，2019年)。人们对这些检测也不含动物源性产品越来越感兴趣，以提高人类相关性和可重复性，并减少动物的使用(Gstraunthaleret al .,2013)。在NC3Rs/联合利华联合举办的“迈向动物产品免费开发”研讨会上，这一点得到了强调在体外会议于2020年1月举行。

动物源性血清，特别是胎牛血清(FBS)被广泛应用于临床在体外作为细胞培养基的补充，以支持细胞生长，但其生产有动物福利问题，其使用影响实验的可重复性，由于固有的批与批之间的差异(van der Valket al .,2018)。FBS的完整成分尚不清楚。动物源性血清的存在可以改变某些人类细胞类型的生物反应，从而进一步影响所生成数据的相关性(Shahdadfaret al .,2005;美国网球et al .,2014)。使用人血清已成功地在一些试验(Belotet al .,2017)，但其在标准实验室测试环境中的使用受到伦理问题和可用性的限制(Jacobset al .,2019年)，推动了开发用于化学定义的介质的需求在体外化验。

越来越多的人认识到，了解所使用的细胞培养基的所有成分及其对细胞过程的影响对于提高实验的可重复性很重要(Baker, 2016;Hirsch和Schildknecht 2019)。化学定义的培养基完全不含血清(动物和人源性)，所有化学成分和浓度都是已知的，从而消除了因使用动物或人源性成分而引起的任何伦理和科学质量问题。然而，虽然已经有成功的研究使用化学定义的介质(Ustaet al .,2014)，它在技术上是非常具有挑战性的，例如，确保它包含一个单元类型所需的所有组件(van der Valket al .,2010;范德瓦尔克et al .,2018)。

其他组件在体外来自动物的化验也带来了科学和福利方面的担忧。代谢来源包括使用大鼠肝脏部分(S9部分)。虽然这些成分便宜、易得，并提供了持续的代谢活动来源，但这些成分的完整组成尚不清楚，啮齿动物和人类之间的肝脏代谢存在显著差异。例如，人类与啮齿动物在包括细胞色素P450s在内的药物代谢相关酶的异构体组成、表达和催化活性方面存在差异(Williams, 1974)，这降低了从动物模型推断代谢数据到人类的可靠性。

大部分抗体用于在体外分析是用动物产生的。动物源性抗体有明显的缺点，它们价格昂贵且不稳定，特异性可变，并且可能受到批与批之间差异的影响，对研究的可重复性产生不利影响(Bradbury和Plückthun 2015)。非动物源性抗体和亲和试剂是成熟的技术，可在商业上获得，适用于大多数研究应用，并可提供重大的科学效益(Grayet al .,2016)。EURL ECVAM科学咨询委员会最近的一项综述强调了这一点，该委员会得出结论，在大多数实验室应用中，非动物源性抗体可以取代动物源性抗体(Viegas Barroso等, 2020)。然而，由于初始成本和科学界缺乏认识等问题，非动物源性抗体的吸收一直缓慢，阻碍了其广泛吸收(Groffet al .,2020)。

在这次挑战中，建立了在体外需要修改以去除动物源性试剂，同时仍然生成科学可靠和可重复的数据。

使用已建立的OECD TG提供了将新建立的测定方法的性能与使用指南中概述的阳性和阴性对照以及性能标准的当前测定方法进行比较的机会。经合组织选择用于无动物修饰的tg是在遗传毒性和生殖毒性领域:

1. 在体外哺乳动物细胞微核试验经合组织TG487本指南的重点是使用人源性细胞(人外周血淋巴细胞或人细胞系，例如TK6细胞)，开发避免使用动物源性成分的培养条件，以及替代动物源性S9组分作为外源代谢的来源。否则，检测必须满足指南的要求，允许短期和长期治疗和促突变剂的代谢激活。性能评估最终将依赖于基于其性能和适当的阳性和阴性对照的分析结果。
   
2. 基于性能的稳定转染转活化检测指南在体外雌激素受体激动剂和拮抗剂的检测经合组织TG455:本指南的重点是使用表达人类雌激素受体的人源性细胞(例如ER-CALUX, ERα-HeLa-9903, VM7Luc4E2)和开发避免使用动物源性成分的培养条件(理想情况下关注化学定义的培养基)。性能评估最终将依赖于基于其性能和适当的阳性和阴性对照的分析结果。

一个，或者最好是两个tg，应该在这个挑战中解决。这些分析被广泛应用于各行各业，包括快速消费品和制药行业，这将有助于推动其广泛应用。此外，这些成分将可转移到其他分析类型，在未来增加无动物分析的工具箱。例如，代谢激活的替代来源的标准大鼠衍生的S9部分将是有价值的广泛在体外化验如代谢稳定性筛选和内在清除率和代谢。

本次挑战的成功完成将提供一份基于原始OECD TG的不含动物源性产品的改编方案，该方案产生的数据具有相当或更高的质量(由于与人类更相关且可重复)，并且可以转移到其他实验室以促进行业吸收。尽管经合组织对无动物议定书的接受不在挑战的范围之内，但与英国当局进行一些早期互动，以确保有可能朝着经合组织工作计划的方向发展，并在未来被接受为当前经合组织TG的附件，这是挑战整个第二阶段的预期成果。

3 rs的好处

的若干组成部分在体外目前检测方法来源于动物源。这些包括:

1. 代谢酶:提供代谢的来源在体外化验主要是从大鼠肝脏中获得的(Hubbardet al .,1985)。在杀死大鼠之前，给大鼠服用Aroclor或苯巴比妥等物质，以诱导其肝脏代谢水平升高，并收集其肝脏的S9部分，然后将其添加到分析中。
   
2. 抗体:据估计，仅在欧盟每年就有100万只动物被用于生产抗体(维加斯·巴罗佐)et al .,2020)。用于研究的抗体通常是通过给动物接种感兴趣的蛋白质和佐剂来增加免疫反应。然后从动物身上采集血液，并对分离出的感兴趣蛋白质产生抗体。生产通常涉及对每个目标最多3只动物(通常是小鼠或兔子，但有时是绵羊、鸡、山羊或驴)进行免疫。此外，通常需要多次尝试才能产生针对某些目标的抗体，这进一步增加了动物的使用。
   
3. 血清:血清的收集，特别是FBS，是乳制品工业的副产品，通过心脏穿刺从未出生的未麻醉小牛身上收集血液。最近的估计表明，全球每年大约生产60万升胎牛血清，相当于200万个牛胎儿(Brindleyet al .,2012年和范德瓦尔克2020年)。

目前，在OECD TG455和TG487中进行的分析使用和/或含有许多动物源性产品。如果成功，这一挑战将导致经合组织tg接受不含动物源性产品的新议定书，同时还将提高其与人类的相关性和稳健性。更普遍地改善在体外化验将涉及一系列工业部门，包括不进行动物试验的部门(例如化妆品)和在体外测定是动物试验(如药物试验)之前的重要筛选。

完整的挑战信息

评估信息

检讨小组成员

的名字	机构
伊恩·拉根博士(椅子)	独立的
Andrew Scott博士(发起人)	联合利华
安·多尔蒂博士(赞助	阿斯利康
乔·艾洛维博士(发起人)	阿斯利康
Emanuela Corsini教授	米兰大学
贾森·吉尔教授	纽卡斯尔大学
Miriam Jacobs博士	英国公共卫生部
马洛斯·彼得斯博士	纽卡斯尔大学
Martino Picardo博士	独立的
Simon Reed教授	卡迪夫大学
Jan Van der Valk教授	乌得勒支大学
Mathieu Viken教授	布鲁塞尔自由大学