欧盟正在开发减少动物试验的人工智能方法
来自欧洲不同国家的科学家正将人工智能、人类细胞和微型器官模型结合起来,以更准确地评估化学物质造成的危害,并减少进行动物实验的需求。据《塞浦路斯邮报》报道,欧盟每年使用约15万只动物来检测日常化学品的安全性,其中主要是大鼠和小鼠。
相关工作在ASPIS研究集群框架内开展,欧盟为此拨款6000万欧元。自2021年以来,三项相关倡议一直在研究不使用动物的化学安全评估方法,包括体外实验和基于人工智能的工具。欧洲REACH法规规定了三个R原则:在可能的情况下替代动物试验、减少其数量,以及改进程序以减轻痛苦。
细胞与器官模型
由布鲁塞尔自由大学毒理学教授马蒂厄·温肯领导的ONTOX团队,正在研究反复接触化学物质如何损害肾脏、肝脏和大脑。研究人员开发了基于细胞的测试,人工智能则帮助解读所获得的结果可能对人体器官意味着什么。
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其中一种方法使用“器官芯片”技术——含有人类细胞的小型装置,可重现真实器官对化学物质的某些反应。温肯表示,传统实验可以发现即时毒性效应,但要预测长期暴露的后果则困难得多。这类测试也十分昂贵:据伯明翰大学教授约翰·科尔伯恩估计,检测一种物质可能需要三至七年,成本最高可达1500万欧元。
无需动物的风险评估
PrecisionTox项目比较人类细胞和五种模式生物对约200种化学物质的反应。14个实验室参与了这项工作,分析这些物质如何扰乱共同的生物学机制。模式生物包括果蝇、线虫、水蚤,以及处于不受监管动物试验约束的发育阶段的斑马鱼和青蛙胚胎。
第三项倡议RISK-HUNT3R将非动物测试结果与有关化学品对人类实际暴露水平的数据结合起来。该策略在60种物质上进行了验证——其中一半有毒,另一半无毒。研究人员的目标并非机械地用实验室替代方案取代每一项动物试验,而是建立一套新的风险评估系统,将人体生物学、暴露数据和计算工具纳入考量。温肯指出,目前完全放弃动物实验仍不可能,但人工智能可以显著减少其使用。