天价动物实验,能否被类器官代替

天价动物实验,能否被类器官代替

类器官 VS 组织样本 VS 动物模型

国庆假期间,美国参议院通过的FDA现代化法案(FDA Modernization Act 2.0)的消息在医药界发酵,问题直指目前新药研发的临床前所做动物实验的必要性和有效性,加之灵长类动物模型价格近年涨势不减,引发了不少业内人士的思考。





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天价猴会凉凉吗


FDA现代化法案2.0被国内部分出处解读成“取消对新药进行动物试验的联邦授权”(终止动物实验),可能在未来几年大幅减少对实验动物的使用。


后来,经专业人士翻译,法案的原文合理翻译实际上是解除了动物实验强制令,而是将动物实验改成“非临床测试和试验”进行替代,非临床实验包括:可以是细胞实验、生化实验,也可以是动物实验


动物实验也不可能被“一夜终止”,动物实验在新药开发被用于安全性评价(毒理、安全性测试),在没有找到100%完全替代方法的前提下,灵长类动物作为最合适&优质的实验模型仍然是紧缺资源(最终要运用到人体临床试验,不进行动物实验需要付出更大的代价)。所以,这一法案更像是美国工业界、动保组织、政府多方面博弈之后取得的平衡结果。


从利益链条的角度分析,大量使用动物进行试验,除了引起动物保护组织人士的反对,快速上涨的猴价也对美国药企和研究机构不利。


天价动物实验,能否被类器官代替
2017—2022H1实验用食蟹猴价格
来源:昭衍新药招股书,各企业招股投标信息,国金证券研究所


美国是全球实验猴使用数量最多的国家,2008年起每年的使用量稳定在7万头左右。据美国农业部的实验猴使用数量报告显示:2018年和2019年,美国实验猴使用数量分别是70797只和68257只。在美国所消耗的实验猴中,有约一半是通过进口获得,其中60%的进口量来自于中国


新冠疫情暴发,我国关闭了非人灵长类实验动物进出口通道。据实验动物那些事儿统计,2018年美国从东南亚进口的实验猴数量约6000只,但2021年,这个数字已超过两万只。2019年到2021年,美国从东南亚进口了超过4.5万只食蟹猴


前段时间,我国进口灵长类动物的政策有所松动,但考虑到东南亚尽管食蟹猴数量较大(人工养殖量较少,很多以野捕为主)、质量普遍较差(携带结核、SRV病毒、疟疾等病毒),未来国内仍然以进口优质母猴为主(猴子长繁育周期,短期内进口母猴无法影响供给格局)


针对市场提到“药明康德、昭衍新药、康龙化成高价收购灵长类动物产能,形成利空”得观点,中短期内不具备可论证性。





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生物类似药不再强制动物实验?


在FDA modernization ACT 2.0之外,美国还通过了另一项法案,生物类似药不再强制动物实验。


生物类似药免除动物实验,FDA并非没有先例。2017年11月29日,特瑞思药业的贝伐珠单抗生物类似药(TRS003),FDA专家对产品质量予以高度评价,一致认为TRS003和原研产品高度类似,免去了临床前的动物实验FDA允许其跳过常规的生物类似药初期专家咨询会,直接进入简略临床研究(即完成9个月的Ⅰ/Ⅲ期临床试验,就可提出上市申请)


生物类似药,一定需要动物实验吗?这不得不提到化学仿制药与生物类似药的区别,从结构、合成方式、FDA批准三个维度进行比较:

  • 结构:化学仿制药结构等同于原研药,生物类似药与原研药结构高度相似,主氨基酸序列相同,但结构仍有微小不同;

  • 合成方式:仿制药化学生产过程与原研药相同,而生物类似药的生产过原研药,因为原研生物药的生产过程受专利保护;

  • FDA批准条件:化学仿制药和生物类似药的上市申请均称之为ANDA,化学仿制药提交ANDA申请需要证明活性成分在剂量强度、剂型、给药途径方面必须相同,在纯度,质量和稳定性方面符合生产标准。不同的是,生物类似物需要进行动物或临床研究 (包括:毒性,药物动力学,药效学和免疫原性),但需要的较少,它可以使用被参照的生物制品的有效性和安全性的数据。

在生物类似药“仿制”技术日益成熟、本就使用动物实验较少的情况下,不强制动物实验亦是水到渠成的一个平衡表态(不强制不代表取消,而是非必须要),并非是未来对新药研发“不强制动物实验”的信号。



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类器官未来能取代动物实验吗


类器官(organoids)是指一种利用干/祖细胞在体外培养出的3D细胞培养物,并具有一定的空间结构组织类似物,并具有类似器官功能的模型。


类器官培养与细胞培养不同的地方在于:细胞培养往往会出现贴壁生长,而类器官培养中,基质胶起到重要作用,形成一个立体结构,细胞就会在基质胶上生长,形成一定的三维结构。


类器官可以部分重现器官的生理功能,说白了,可以培养一块活着的肉。


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类器官结构模型(来源:知乎@Nothing)


目前,主流的三种人类疾病模型中,灵长类动物是最接近于人体环境的,也是成本最高的但动物模型与人体真实疾病的仍有差异,不少在动物实验中显示有效的药物在临床试验中以失败告终,这也使得部分“质疑动物实验在新药研发中的必要性”的出现。


天价动物实验,能否被类器官代替
三种人体模型优缺点比较(来源:NO1实验室

类器官最大的优点在于,能短时间内构建出高度模拟人体内真实情况的体外培养模型。


从2013年到2017年,人体大部分腺体(如胰腺、前列腺、乳腺等)以及肝脏、肾脏和肺等类器官被成功构建。


正是基于类器官技术进步和诸多的优点,可应用的领域繁多,包括:疾病建模、新药开发、精准医疗、组织和器官再生医学等等。同时,近两年来类器官技术研究的热度急剧上升,全球相关文献发表数量爆发式增长。

天价动物实验,能否被类器官代替

类器官领域发表文献数量情况(来源:公司网站,太平洋研究院整理


2022年8月,FDA批准了全球首个完全基于“类器官芯片”研究获得临床前数据的新药(NCT04658472)进入临床试验。这一里程碑事件,意味着“类器官芯片”实验,首次取代了传统动物实验,并且正式被官方认可


然而,这并不意味着类器官就能马上替代动物试验,仍有不少的不足和缺陷,诸如:

  • 异质性:干细胞可能取自不同的个体,培养出来的类器官在大小、形状和细胞成分等方面存在某些特征差异;尽管干细胞可能取自同一个个体,在同一个实验室培养,也可能存在这种异质性,使得其中短期内无法在疾病建模领域应用(无法生产大规模、高度一致性模型)。

  • 类器官功能和结构问题:类器官相比真正的器官还有很大的差别,比如目前最好的多细胞肝脏类器官模型可能会缺少功能性胆管网络、缺乏正常的肝脏分区模式等,无法覆盖人体器官的全部功能库。

因此,类器官要真正应用于新药开发领域,并且替代动物试验,仍有很漫长的一条路要走。
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