實驗動物3Rs原則的「減量(Reduction)」是指什麼呢?

為了推動動物實驗倫理、減少實驗動物數量,英國生物學家Russell和Burch 1959年提出了動物實驗的3R原則-「Replacement(替代)」、「Reduction(減量)」和「Refinement(優化)」後,此概念便在在國際中普遍被作為動物實驗倫理和規範的原則。
好好愛他過去有分享過「替代Replacement」方法(https://sala.org.tw/blog/202),此次我們則希望和大家分享目前有什麼樣的方法能讓實驗者做到「減量Reduction」。

到底什麼是「減量」?

Russell和Burch則將減量定義為:「在不影響實驗結果的前提下,減少使用動物的數量。」而生物學家Matthew Leach則表示將實驗動物「減量」的方法可透過以下方式達成:
1. 降低實驗動物供需之間的不匹配
2. 回報實驗結果
3. 嚴謹的設計出適當的研究、統計和分析的方法。

降低實驗動物供需之間的不匹配:組織庫和共享信息

當實驗室飼養的動物過多、超過實驗者的需求,將導致生命的浪費。其實,動物實驗所留下的「剩餘組織」,通常都能夠被儲存於「組織庫」和「實驗共享信息平台」(如:英國的ShARM 和SEARCH 系統)以供未來實驗者分析。實驗者透過上述平台,便能使用過去以已經儲存過的實驗模型(活體動物),無需重新生成非必要的新模型。這樣的儲存策略代表不必重複執行相同的動物實驗,從而減少實驗動物的犧牲。

以英國「ShARM (https://norecopa.no/……/sharm-shared-ageing……) 共享老齡化研究模型」平台為例,它收集和儲存了來自老年小鼠模型的速凍組織,並提公國外實驗者參考。另外,FIMRe平台也「冷凍保存」受過基因改造的實驗動物的胚胎和精子,確保實驗者在未來擁有相關基因改造動物的種群。這代表實驗者無需飼養動物,當需要使用動物時再解凍胚胎和精子再次培育即可。

回報實驗結果

無論當下的「研究結果」對實驗者來說是否有價值,每次的「回報」都有機會減少「未來實驗者」不必要的「重複研究」,並且提提供相關資料的回顧。如同英國國家實驗動物3R研究中心(NC3Rs) 所開發的「動物實驗報告指引」(ARRIVE guideline)提供了撰寫「動物實驗」的回報報告方法外,也方便他人的審查。

「嚴謹的實驗設計」避免實驗不必要動物的犧牲

設計不當的實驗除了會降低科學有效性之外,也浪費了動物的生命。基本上除了有明確研究目標、閱讀相關文獻回顧以及外,降低實驗的「*變異性Variability」也可優化實驗結果。嚴謹的動物實驗設計和執行是尊重動物的一種方式,並確保動物實驗不是輕率或不必要的。
**降低實驗的「變異性Variability」,能確保觀察結果的可信度。透過「區塊設計blocking」和「隨機分組Randomization」等實驗設計方法降低實驗者的「偏見」;使用適當的「樣本量Sample size」也能確保觀察結果的可信度。

「減量」始終應與「優化」以及「替代」一起考慮

其實,無論是「優化Refinement」還是「替代Replacement」都能達到「減少Reduce」實驗動物的目的。

透過數學模型、模擬藥物等「替代」策略,實驗者便能避免使用活體動物或其組織。而因為動物痛苦和壓力也會對動物的生理和行為產生影響、且干擾研究結果的有效性和可信度。確保動物受到最小的痛苦和壓力,改進實驗程序(包含使用麻醉劑和止痛劑等)、改進動物飼養條件和「優化」策略除了保障動物福利外,也確保了觀察結果的可信和可靠度。而「優化」策略也與上所述的「嚴謹的實驗設計」相輔。
對Russell和Burch來說3R應同時進行,以最大程度地減少不必要的犧牲和動物在科學研究中的使用。

9月20日在台灣大學舉行的2023年「強化IACUC委員專業能力」國際研討會,來自英國防止動物虐待協會RSPCA的Dr Penny Hawkins再三強調3R的重要,以及實驗動物照護及使用委員會(IACUC)所應該發揮的功能。英國的IACUC彼此分享經驗,也有一套實驗動物認養的評估原則,值得台灣參考。

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