[读懂科学] 能替代动物的类器官，准备好了吗

by Kim Jonghwa

Published 21 Feb.2026 08:00(KST)

失败代价越大，“更接近人体的实验”就不是选择而是义务

类器官（Organoid）是过去10余年间在生命科学领域扩散最快的概念之一。将人类细胞进行三维培养，部分再现器官结构和功能的构想，动摇了新药开发长期以来的前提假设。

当前看待类器官产业化的视角，已从“是不是一项新技术”，转向“能不能在实际现场中使用”。也就是说，比起技术是否能偶然成功一次，更重要的是能否每次都产出相同结果。

利用生物人工器官进行手术的场景。此图为帮助理解报道内容所用，与报道内容无直接关联。联合通讯社供图

技术已经可行，现在关键在于“能不能用”

新药开发的数据是冷静而残酷的。候选物质进入临床并不意味着一定能成为药物。根据对最近10年（2014~2023年）全球新药开发数据库Citeline（西特莱恩）的分析，从临床1期出发的候选物质中，最终获得上市许可的比例平均仅为6.7%。这意味着，除极少数成功者外，93.3%的物质都在临床阶段被淘汰。

在对18家全球头部制药企业2006~2022年临床与审批数据重新计算的2025年研究中，最终获批比例也仅为平均14.3%，有85.7%以失败告终。尽管数值不同，结论却相同：新药开发在结构上失败率极高。

问题在于，这些失败并不止步于临床阶段。失败越多，企业就在进入以人体为对象的临床试验（Clinical trial）之前的“临床前（前临床，Preclinical）”阶段，要求进行更多验证。其中应用最广的方式就是动物实验。实验次数增加，动物使用量也随之上升。

因此，动物实验争议首先凸显为伦理问题。对于“为什么需要这么多动物”这一质疑，科研界和产业界必须承担向社会作出说明的责任。同时，时间和成本负担也不断加重。最终，现实逼迫一线研发必须寻找与人体更为相似的实验模型。

失败越多，实验就越需要像“人”

在这一节点上，类器官登场了。类器官通常被称为“微型器官”，但实际上更接近一种利用人类细胞再现器官部分功能、用以观察药物反应的试验用生物模型。与其说要完全替代动物，不如说是试图更提前读出人体可能出现的反应。

被视为韩国类器官产业化先驱的OrganoidScience（오가노이드사이언스）代表Yu Jongman（유종만）指出：“过去类器官更像是补充动物实验的一种选项，而现在则被视为改变以动物实验为中心的新药开发模式本身的核心替代方案。”

他认为，自2025年美国食品药品监督管理局（FDA）现代化法案（Modernization Act，MA）3.0之后，判断标准已经发生变化。Yu代表表示：“以前看重的是提交了多少动物实验数据，如今在新药审评中，更重要的标准变成了能否提供足够多的标准化人源数据。”同时他补充说：“是否为满足可重复性和统计学可信度的实验方式，能否稳定供应数据，正成为合作的关键标准。”

为帮助读者理解报道而配发的照片。Pixabay供图

失败反复出现时，实验方式也会随之改变

确立类器官概念的荷兰胡布雷赫特研究所教授Hans Clevers（한스 클레버스）也曾表达过类似问题意识。他在2023年接受《Nature》系列学术期刊采访时曾提到：“现在的关键不再是类器官能不能实现，而是能否可靠到足以在新药开发过程中反复使用。”

无法否认动物实验在历史上的作用。在安全性评价与毒性试验中，动物模型长期以来一直是监管基准。但随着新药开发愈发复杂，“动物能否充分替代人体反应”的疑问也不断增大。物种差异在药物代谢和免疫反应中表现得尤为明显。

因此，产业界正沿着两个方向前进：一是进行更多动物实验，二是在减少动物使用的同时，寻找能更好预测人体反应的新型实验方法。后者就是美国FDA现代化法体系在制度上予以认可的“动物以外替代试验法（New Approach Methodologies，NAMs）”。

2025年4月，FDA公布路线图，表示将在临床前安全性评价中降低对动物实验的依赖，分阶段引入基于人工智能的计算模型、细胞基础试验、类器官毒性试验等。这释放出必须改变以动物实验为中心的既有体系的信号。

动物究竟被使用了多少：可见的数字与不可见的数字

围绕动物实验的争论在数字面前更为清晰。根据欧洲委员会（EC）发布的《欧盟动物实验统计2022》，欧盟27国及挪威在研究、试验、教育等科学目的下使用的动物数量为923万7542只。根据分类方式不同，有时也被表述为约930万只，但其年度规模接近1000万只这一点是明确的。

据悉，美国动物使用规模更大，但从官方统计可确认的范围有限。根据美国农业部（USDA）下属动植物卫生检验局（APHIS）公开的《2023财年研究机构动物使用年度报告摘要》，在适用《动物福利法》（Animal Welfare Act，AWA）的研究机构中，2023年报告的动物使用量约为160万只。但该统计并未将实验中使用最多的小鼠、鼠等啮齿类动物纳入报告对象。

综合《默克兽医学手册（Merck Veterinary Manual）》等被视为美国兽医界标准参考书的相关学术资料，美国境内啮齿类动物的使用量估计每年在2500万至3000万只之间。这意味着官方统计仅覆盖了整体中的一部分。

这些数字传递的信息十分简单：在进入人体使用之前的实验越多，动物使用量就越大。在这一趋势下，类器官既是伦理上的替代方案，也是产业在现实中不得不选择的务实替代方案。

把类器官从“技术”推向“现场”的课题

然而，类器官并不是可以立即完全取代动物实验的万能解决方案。要完全再现全身反应或器官间复杂相互作用仍然困难。因此，类器官更接近于在补充既有实验的同时，提高准确度的工具。

剩下的课题不再是技术本身，而是如何让其在实际现场持续使用也不会出问题。长期研究类器官分化与制备技术的Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology（KRIBB，韩国生物技术研究院）National Agenda Research Institute（国家议题研究所）所长Son Miyoung（손미영）认为，在向产业扩展的过程中，最大的课题是“能否稳定地产出相同结果”。

Son所长表示：“在研究室里可以去寻找最适条件，但在产业中则必须始终获得相同品质。起始细胞状态、培养条件，甚至同一培养基在不同生产批次间因生产时间不同而产生成分细微差异的‘培养基批次差异’等微小变量，都会极大动摇结果，因此明确界定工艺与质量标准至关重要。”

业界指出，如果这类可重复性与标准化问题得不到解决，类器官就难以超越研究工具，真正用于新药开发一线。