互动科普

用动物进行试验在开发现代医学治疗方法中已起到关键的作用，同时当研究人员寻求减少现有的疾病和对新的疾病的出现作出反应时它们依旧是必需的，正如任何医学科学家将会很容易地指出的那样，用动物进行研究只是几种补充方法之一。但是有些问题只能以动物研究来作出回答。我们企图准确地表明，过去在哪些方面我们把动物研究看作是必不可少的，并指出将来我们考虑它的哪些方面将是必不可少的。为了详述依赖动物实验所取得的所有进展需要把分配给我们的篇幅数量增加许多倍。事实上我们认为，没有一个医学研究领域不把它许多最重要的进步归因于动物实验。

在十九世纪中叶，大多数使人衰弱的疾病都是因细菌或病毒感染引起的，但在那时大多数医生都认为这些疾病是由体内的紊乱引起的。这些疾病实际上是由外来微生物诱发的证据出自法国化学家路易斯·巴斯德和他的研究家畜传染病的同代人所作的研究。由于了解到传染物怎样引起葡萄酒和啤酒腐败，巴斯德认识到微生物也引起如鸡霍乱和炭疽病之类的疾病。

为了验证他的假说，巴斯德检查了患霍乱的鸡的肠内容物，他分离出了一种可能的致病微生物，然后把这种微生物放在培养基中培养。把这种培养物的样品投入健康鸡和兔中，产生了霍乱，因此证明巴斯德已正确地鉴定出了这种致病的微生物。一个偶然的机会他注意到，过一定时间后，微生物的培养物就失去了它们的感染能力。而给与了无效培养物的鸡对新的培养批料变为有抗性，而这些批料对未处理的鸡是致命的，先前医生们已观察到，经过某些疾病严重发作而幸存的人中，很少复发这种疾病，巴斯德已发现了无患病危险的、产生这种抗性的方法。这一经验使他明白，投与致病细菌的弱化培养物，使医生们能够在他们的患者身上诱导对传染病免疫。

在对兔和豚鼠的类似研究中，巴斯德分离出了引起炭疽病的微生物，然后开发出了抗这种致命疾病的一种疫苗。用动物试验——很明显这些试验的实施程度永远不可能在人身上进行——所得的信息，他不仅证明微生能产生传染病，而且证明免疫作用能防止这些疾病。

巴斯德的发现有广泛的影响。例如，它们影响杰出的英国外科医生Joseph Lister的观点。这位医生是应用石炭酸为外科手术器械、缝合和外伤敷裹消毒因而防止伤口感染的开拓者。1875年，维多利亚女皇邀请Lister回答皇家专门调查委员会对活体解剖的调查——如这位女皇提出的那样，“以作出谴责这些可怕行径的一个声明”，作为一名贵格会教徒Blister已公开表示反对维多利亚社会的许多残酷行为，然而尽管是她的君主的请求，他还是不能谴责活体解剖。他对皇家专门调查委员会的证言声称，动物试验已是他自己在无菌研究方面必不可少的，而且限制用动物进行研究将阻止对人类有益的发现。

数十种疫苗和抗生素

按照巴斯德和其他人的这种研究，科学家们已确认了数十种传染性疾病的病原和疫苗。这些传染病包括白喉、破伤风、狂犬病、百日咳、结核、脊髓灰质炎、麻疹、流行性腮腺炎和风疹。对这些疾病的研究不可避免地要大大依赖于动物试验：在大多数病例中，研究人员鉴定可能的微生物，然后把这些微生物投向动物看它们是否患所述的疾病。

相似的研究一直持续到今天。最近，科学家们开发了针对B型流感嗜血杆菌(Hib)的一种疫苗。这种病菌是软膜蛛网膜炎的一种主要病原，1993年以前每年它在美国引起800多名儿童的死亡或严重脑损伤。早期的一种疫苗只产生很弱的、短暂的免疫。但是在兔和小鼠中制备和测试的一种新疫苗被证明是强有力地致免疫的，而且现在作为常规使用。在这种疫苗投入美国和英国使用两个月之内，Hib感染下降了70%。

动物研究不仅产生治疗传染病的新疫苗，而且它也导致抗菌药物和抗生素药物的开发。1935年，尽管有无菌的预防措施，细小的伤口仍能导致严重感染，这会引起切断手术或死亡。同时，在欧洲和美国。每10万次分娩有200次发生产后脓毒病(分娩后母亲能够感染的一种病，通常作为溶血性链球菌感染的结果)造成的死亡，此外，每10万个年龄在45岁至64岁的男人中有60人死于大叶性肺炎。当磺胺药物上市时，这些数字急剧地下降。到1960年，每10万个母亲只有5个感染产后脓毒病，每10万名中年男子只有6人死于大叶性肺炎。一系列其它的感染也能用这些药物进行治疗。

引入磺胺药物的背景情况是有启发性的。研究这些化合物的小组——德国伍拍塔尔-埃尔伯费尔德市拜尔公司Gerhard Domagk的小组——坚持把所有的候选药物都在感染的小鼠中进行筛选(用所谓的鼠保护试验)而不是以在琼脂平板上生长的细菌进行筛选。Domagk的敏锐判断是幸运的：例如名叫百浪多息的这种化合物被证明在小鼠中是极为有效的，但它对体外的细菌无效——活性抗菌物质磺胺是在体内由百浪多息形成的。科学家们合成了其它效力更大的磺胺药物而且成功地用它们防止许多感染。由于Domagk对抗菌药物的研究，他于1939年获得诺贝尔奖。

缺乏适当的动物试验，令人遗憾地使值得注意的抗生素青霉素的应用推迟了十年：Alexander Fleming在1929年的研究中没有用小鼠来检测他的含粗青霉素的培养物之效力(虽然他的确指出了这种培养物对小鼠和兔没有毒性)。但是在1940年，牛津大学的Howard W.Florwey、Ernst B.Chain和其他人最终通过鼠保护试验表明，青霉素作为一种抗生素是奇迹般地有效的。

尽管疫苗和抗菌治疗法取得了成功，但传染病对全世界人类的生命仍然是最大的威胁.尚无对付疟疾或艾滋病的有效疫苗；医生们越来越多地面对着对当前抗菌药物产生抗性的细菌株系，新的传染病继续出现。很难设想，如果没有涉及到动物的试验怎么能开发出抗传染病的新的、更好的疫苗和药物。

在医药的其它许多领域中对动物的研究一直是极其重要的，心脏外科手术——单在美国这种手术每年就拯救估计达44万人的生命——现在是常规手术，这多亏如费城杰斐逊医学院的John Gibbon等科学家20年来所作的动物试验。由多年来的动物试验还导致了替代心脏瓣膜。

对肾衰竭治疗法的开发依赖于通过动物试验一步一步地改进技术。现在的肾渗析乃至肾脏移植能够拯救由于包括中毒、严重出血、高血压或糖尿病在内的多种疾病造成的肾衰竭患者的生命。美国每年大约有20万人需要作肾渗析;约1.1万人接受一个新的肾脏。特别是对渗析是必须的一种药物——肝素——必须从动物组织中提取，并对麻醉的动物作安全试验。

肾脏或任何主要器官的移植呈现出许多并发症，动物研究对于解决这些问题是有帮助的。对猫的试验帮助开发把宿主血管缝合到供体器官上的技术以致这些血管应有足可抵抗动脉血压的强度。用兔、啮齿动物、狗和猴进行研究的研究人员也已确定了抑制免疫系统以避免供体器官排斥的方法。

动物试验的名单在不断增长。在引入胰岛素之前，糖尿病患者一般死于该疾病。50多年来，拯救生命的激素必须从牛或猪的胰脏中提取。这些批量的胰岛素也必须在兔或小鼠身上进行安全和效果试验。

当我们开始我们的科学生涯时，带有一年内死亡预后的恶性高血压的诊断往往事前有磨折人的头痛和失明。五十年代对麻醉猫的研究预示了一系列逐渐改进的抗高血压药物的来临。因此今天对高血压的冶疗是有效的。而且相对是安全的。相似的，胃溃疡往往必需采取以后明显可能发病的外科手术。现在由大鼠和狗试验开发的抗溃疡药物能够控制这种疾病，如果投与抗生素以消除幽门螺旋杆菌的感染它可能治愈此病。

普通的错误概念

动物权维护者大肆宣传所谓物种之间在生理上或对药物反应方面的差异，想来会使动物试验成为冗长的或使人误解。这些主张一般可能被适当的文献分析所驳倒。例如，动物研究的反对者经常引述酞胺嘻吮酮作为一个医学例子，它经过了彻底的动物试验却证明仅对人有致畸形效应。但是情况并非如此。直到在人类中观察到胎儿晴形为止，科学家们从未在怀孕动物中试验过酞按嗜吮酮。一旦他们作了这些试验，研究人员就认识到这种药物事实上的确在兔、小鼠、大鼠、仓鼠和几种猴子中引起胎儿异常。类似地，有些人曾声称，如果青霉素曾首先投与豚鼠那它就不会用于患者，因为它对豚鼠这个物种具有特别的毒性。然而豚鼠对青霉素的反应完全与长期用青霉素进行治疗时因抗生素诱发的结肠炎的许多患者的反应方式是相同的。豚鼠和人两者的结肠炎病因都是受艰难梭菌的感染。

说实在的，试验动物和人类之间在生理学上没有本质差异。两者都通过释放实质上相同的内分泌激素来控制它们内部的生物化学作用；人和实验动物都从中枢神经系统和外周神经系统的神经细胞发送出相似的化学传递介质，而且两者对感染或组织损伤都以相同的方式起反应。

动物的疾病模式受到它们与人类供试的疾病不一致的主张的不公正批评。但是它们并非被设计得是如此；而是这种模式提供一种研究特殊程序的手段。因此，小鼠的胆囊纤维变性不可能准确模拟人的情况(无论如何在患者间变化也很大)，但它的确提供确定治疗这种疾病的给与基因治疗的最佳方法的途径。动物试验的反对者也宣称，大多数疾病能够通过改变生活方式而得以避免。例如，采取避免所有动物产品的绝对素食的饮食。尽管我们支持公布健康措施，但我们并不认为，这些措施会妨碍我们的例子。

一个黑洞

在这场争辩中我们的反对者主张，即使动物试验在推动医学进步中已起到了作用，但这并不意味着它们是必不可少的。如果这种技术已被宣布为不合法的，这种争论就会消失，研究人员会被迫有更大的创造性，因而会发明更优越的技术。其他人也提出，在动物研究问题上就不会存在一个大黑洞。而会出现更加仔细的和更加值得敬重的临床研究和细胞研究。

事实上，确实存在一个大黑洞。直到生物医学通过动物试验被置于一个健全的实验基础之上以前，在治疗疾病方面未曾有过突出的进展。如巴斯德和研究动物血液循环的十七世纪科学家William Harvey这些早期的研究人员并未转向动物试验作为一种很容易的选择。实际上，他们凭借那时所有可用的技术来解决他们的问题：有时解剖尸体，有时观察患者，有时检查培养的细菌。可是在其它时候，他们认为对动物进行试验是必需的。

我想为那些坚持认为由于动物试验已离题所以它阻碍了进步的人提出一个有趣的练习；举一个依赖于动物试验而取得进步的例子，并详述替代方法如何能够提供相同的物质利益。一具适合的例子应是治疗由心脏二尖瓣缺损引起的称为二尖瓣功能不全的心脏病。修复心脏二尖瓣的生产来源于多年的开发和对狗和牛犊的有效性试验。人造二尖瓣仅能插人通过一部心-肺机器(对狗进行了20年试验之后该仪器才得以完善)已进行分流的静止的心脏。尽管有20年后见之明的有利条件，但如动物试验的批评者不能提供一个令人信服的实例以表明。尖瓣机能不全的有效治疗如何能用其它任何方法进行开发，那么他们的可靠性是值得怀疑的。

动物试验对解决现有的医学问题将继续是必需的吗?带有一个突变基因的转基因动物在蛋白质功能及其在疾病中的作用方面已提供了大量的新的信息。毫无疑问，它们将继续提供这种信息。我们也预见到在治疗中枢神经系统的创伤性损伤中会有大的进步。对恢复哺乳动物脊柱受损神经细胞的功能是可能的这一教条，根据新近的动物研究表明神经的再生实际上是可能的这一事实而必须重新加以评价。治疗开始开展只是时间早迟的问题。我们发现，很难想象在这一领域——以及在生物和医学科学的许多其它领域——的进步在未来没有动物试验的情况下怎样能实现。

〔刘义思 译 王世德 校）