打开网易新闻 查看精彩图片

最近,A 股里一只猴子抢了不少风头。

7 月中旬,国内实验用食蟹猴的现货单价突破 20 万元,部分出口级猴源报价超过 22 万元。有研究人员在社交媒体上称,打遍全国各地的猴场电话,得到的回复都一样:今年的猴子已经被合作方订完了。半年前,这个数字还在 14 万元左右,半年涨了四成多,一只实验猴现在大致等价于一辆中档汽车。

A 股也跟着热闹起来,“实验猴概念股”连续多日领涨,社交平台上开始流传各种猴场的存栏数据和券商研报截图。一次行情,让实验猴这个不为大众熟悉的品类迅速成为顶流。

股价和段子之外,相信大家也已经看到不少关于行情和相关股票的分析,但似乎为外界所忽略的是,就科学本身而言,为什么一种用于临床前研究的实验动物,会成为创新药产业链上的稀缺资源?

答案得从 100 多年前的一场传染病说起。

猴子是怎样进入实验室的

1908 年,维也纳的病理学家卡尔·兰德施泰纳(Karl Landsteiner)和埃尔温·波珀(Erwin Popper)试图找到脊髓灰质炎的病原体。他们从一名死于该病的男孩体内提取脊髓材料,制成无菌悬液,先后注射给兔子、豚鼠和小鼠,没有一种产生反应。最后,他们把同样的悬液注射给 1 只恒河猴和 1 只狒狒,2 只猴子的中枢神经系统都出现了与人类患者高度相似的病理损伤。

图丨医学实验中的猴子(来源:Understanding Animal Research)
打开网易新闻 查看精彩图片
图丨医学实验中的猴子(来源:Understanding Animal Research)

这是人类第一次在实验动物身上复现脊髓灰质炎。兔子、豚鼠和小鼠不易感,原因在后来的研究中逐渐明了:脊灰病毒进入细胞,需要依赖宿主细胞表面的特定受体。灵长类动物表达的受体能被病毒有效识别,啮齿类动物的相应受体则不能。人类是脊髓灰质炎病毒的自然宿主,少数灵长类动物在实验条件下也可感染。1908 年,兰德施泰纳还不知道这个原因,但他的实验已经表明一件事:对于某些疾病,猴子能提供其他实验动物无法提供的信息。

到 20 世纪 50 年代,猴子在脊灰研究中的角色进一步扩大。乔纳斯·索尔克(Jonas Salk)团队用猴肾细胞大规模培养脊灰病毒,以此为基础开发灭活疫苗,再用恒河猴进行安全性验证。那个年代,猴子在药物研发中的角色依旧更接近一种生物材料来源,主要提供细胞和组织来培养病毒、检验疫苗效力。物种选择主要依靠经验和可得性,还没有形成系统性的科学原则。

改变这一切的是 1961 年暴露出来的沙利度胺(thalidomide)灾难。这款在欧洲广泛使用的镇静药,在当时常用的大鼠实验中未显示出相同的致畸效应,却导致全球超过 1 万名婴儿出生时出现严重肢体畸形。事后补充测试发现,沙利度胺可以在灵长类动物身上复现致畸效应。

这场灾难推动各国建立药物上市前的强制安全性评价制度。美国于 1962 年通过《凯弗维尔-哈里斯修正案》(Kefauver-Harris Amendments),英国于 1968 年颁布《药品法》。“先在动物身上做安全性测试”从行业惯例变成法律义务。沙利度胺事件也证明了一件事:选择什么动物做实验,可能决定研究者能否发现真正的风险。

“像人”只是一个过于简单的解释

“猴子像人”,通常是人们对实验猴最直接的解释。

这句话没有错,只是过于粗糙。非人灵长类动物在大脑结构、视觉、免疫系统、生殖生理和社会行为上的确与人类更接近。2023 年,美国国家科学院的一份共识报告认为,实验猴只占生物医学研究所用动物的一小部分,但在复杂神经活动、传染病、免疫反应、生殖发育等研究中仍有重要作用。

可在药物研发中,科学家并不会简单地挑选“基因最像人”的动物。真正决定一种药要不要用猴子的,是它能否在动物体内找到同一个靶点。

这一点在 1997 年被写进了国际规则。那一年,国际人用药品注册技术协调会(ICH)发布 S6 指南《生物技术产品的临床前安全性评价》,确立了一个原则:生物药的安全性研究必须在“药理相关物种”(pharmacologically relevant species)上进行。实验动物必须能与候选药物产生真实的药理交互,否则实验就没有信息量。

传统小分子化学药通常能在大鼠、犬等物种中找到可用的代谢和毒理模型。到了大分子生物药时代,这条原则的筛选力才完全释放。单克隆抗体、双特异性抗体、抗体偶联药物(antibody-drug conjugate,ADC)、基因治疗和部分细胞治疗产品的药理作用,高度依赖与特定蛋白靶点的结合。大鼠和小鼠在很多情况下并不表达相应的同源靶点。食蟹猴因为在靶点结构和免疫系统上与人的匹配度较高,在不少项目中成为少数合格物种之一,甚至是唯一的药理相关物种。

反过来说,如果啮齿类动物已经能够产生有效的药理反应,就没有必要为了“更接近人”而机械地增加猴实验。ICH S6 的物种选择跟着药物的作用机制走,并不预设某一种动物必须出场。

但即便是最接近人类的动物模型,也有预测盲区。2006 年,德国 TeGenero 公司开发的抗 CD28 单克隆抗体 TGN1412 在食蟹猴身上完成了临床前安全性评价,未观察到能够预示人体严重反应的毒性信号。进入英国北威克公园医院(Northwick Park Hospital)的 Ⅰ 期临床试验后,6 名健康志愿者在注射后 90 分钟内相继出现严重的细胞因子风暴(cytokine storm),并发展为多器官功能衰竭。所有人最终存活,但这成为药物安全性评价史上最严重的物种间预测失败事件之一。

不过,尽管存在这样的盲区,在大分子生物药的安全性评价中,食蟹猴目前仍是能够同时提供活体水平靶点结合、免疫应答和多器官代谢信息的重要模型。

创新药跑得快,猴子繁殖得慢

理解了实验猴为什么会成为某些药物的刚需,也就能理解最近其价格为何大幅上涨。

过去几年,国内大分子生物药管线集中增加,ADC、GLP-1、双抗、小核酸、细胞与基因治疗产品扎堆递交 IND(Investigational New Drug,新药临床试验申请)。据行业估算,目前国内新分子管线中,超过 70% 在安全性评价环节需要使用实验猴,单款药物的毒理试验通常消耗 60—80 只。需求按季度波动,供给却无法在短期内响应。

国内实验猴总存栏量约 22 万只,但存栏量不等于可用供给。用于 GLP(Good Laboratory Practice,良好实验室规范)安全性评价研究的猴子,需要满足严格的准入条件:年龄通常要求为 3—5 岁,体重在特定范围内,遗传背景清晰可追溯,没有特定病原体感染,也没有被此前的实验使用过。

一只接受过某种药物处理的猴子,体内的生理基线已经改变,不能再用于另一项需要清洁基线的毒理研究。不同项目争抢的,是这些条件全部合格、来源清楚、能按时交付的个体。据行业估算,国内实验猴年出栏量维持在 3 万只左右,而 2026 年全行业需求预计超过 6 万只。

产能也无法快速扩张。食蟹猴大约 4 岁性成熟,妊娠期约 5 个半月,哺乳期超过半年,幼猴长到实验年龄又需要 2—3 年。从留种到下一代商品猴可以交付,完整周期为 6—7 年。今天做出的任何扩产决策,要到 2032 年甚至 2033 年才能看到产出。

高价还在侵蚀未来的供给。当一只商品猴能卖到 20 万元,猴场有强烈动机把能出栏的个体尽快卖掉,很少愿意把年轻母猴留下来做种。2023 年的行业调查显示,受调查猴场中,8 岁以上繁殖母猴占比已达 80%。食蟹猴在较年轻时产仔率更高,随后会随年龄增长而下降。种群老化意味着整体繁殖率逐年走低。今天的高价,一部分是在透支明天的供给。

替代实验猴,已经进行了 70 多年

就在实验猴地位愈发重要的同时,替代它的技术也在不断发展。

早在 1949 年,也就是猴肾细胞即将成为脊灰疫苗重要生产工具的时期,约翰·恩德斯(John Enders)、托马斯·韦勒(Thomas Weller)和弗雷德里克·罗宾斯(Frederick Robbins)证明,脊灰病毒可以在体外的非神经组织细胞培养物中增殖。在此之前,脊灰研究高度依赖接种活猴并观察其神经系统病变。恩德斯等人的突破,让科学家能够在完整动物体外研究和检测病毒。3 人因此获得 1954 年诺贝尔生理学或医学奖。

(来源:New Haven Register)
打开网易新闻 查看精彩图片
(来源:New Haven Register)

这项突破并没有彻底结束脊灰研究对猴源材料的依赖。索尔克后来仍使用原代猴肾细胞培养病毒,用于灭活疫苗的生产。变化更多体现在依赖方式上:研究者不再只靠让整只猴子发病来判断病毒的存在,组织和细胞培养开始接手一部分工作。

1959 年,英国学者威廉·拉塞尔(William Russell)和雷克斯·伯奇(Rex Burch)出版《人道实验技术原理》,系统提出 3R 原则:替代(Replacement)、减少(Reduction)和优化(Refinement)。但从概念到可用的工具,发展相当缓慢。

真正改变技术可能性的节点出现在 21 世纪。2009 年,科学家从肠道干细胞培养出肠道类器官。这不是简单的一层细胞,而是能够在培养基中自我组织成三维结构的微型组织,具备肠道绒毛和隐窝的基本形态,可以模拟肠上皮的部分屏障功能和药物代谢反应。

类器官随后扩展到肝、肾、脑、肺等多个器官类型,成为在体外检测靶器官毒性的有力工具。例如,要测试一款候选药物是否损伤肝细胞,类器官已经能够给出有参考价值的答案。

2010 年,哈佛大学维斯研究所制造出第一个肺器官芯片:在一片指甲盖大小的透明芯片上,用微流控通道分隔出气体侧和液体侧,中间夹着一层活的人肺上皮细胞,再通过机械拉伸模拟呼吸运动。研究人员由此可以在体外观察药物颗粒如何与肺组织互动。

2022 年,美国通过《FDA 现代化法案 2.0》,不再把动物实验作为新药申报获取非临床证据的唯一法定路径,允许类器官、器官芯片等非动物方法提供部分证据。2025 年,美国食品药品监督管理局(FDA)进一步发布替代技术路线图和指导原则草案,推动单克隆抗体类药物缩减非人灵长类动物毒理试验。

70 多年走下来,这些工具在特定环节已经展现出实用价值,但各自都有适用范围。类器官没有完整的血液循环和免疫系统,可以回答“这款药是否损伤肝细胞”,却很难回答“这款药在全身循环后是否会引发系统性免疫反应”。器官芯片试图在微流控平台上连接多个器官模型,以逼近全身效应,但目前的复杂度和标准化程度距离替代活体实验还很远。

计算毒理学和人工智能预测模型面临一个更根本的限制:训练数据主要来自已有的动物实验。面对已知毒性机制,它们可以作出有用的预测;面对全新靶点和全新分子类型,数据不足会直接限制模型能力。

脊灰研究中猴模型的误导和 TGN1412 的预测失败都提醒过我们,活体模型有盲区,体外系统和计算模型同样有自己的边界。这类物种间免疫差异能否由体外系统提前发现,取决于模型是否包含正确的免疫细胞、受体表达和刺激条件。问题不只在于工具的精度,也在于人类对自身免疫系统的理解仍不完整。

因此,在可预见的未来,实验猴仍难被完全替代。更可能出现的变化是,它的使用范围逐渐缩小,使用门槛不断提高,最终被留给少数确实无法由其他模型回答的问题。

参考资料:

1.https://www.slarc.org.cn/dwyx/article/2024/1674-5817/1674-5817-2024-44-4-343.shtml

2.https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0348130

3.https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7108595/

4.https://www.nationalacademies.org/publications/26857

5.https://www.fda.gov/about-fda/fda-history-exhibits/brief-history-center-drug-evaluation-and-research

6. https://www.congress.gov/bill/117th-congress/senate-bill/5002/text/es

免责声明:本文旨在传递生命科学和医疗健康产业最新信息,不代表平台立场,不构成任何投资意见和建议,以官方/公司公告为准。本文也不是治疗方案推荐,如需获得治疗方案指导,请前往正规医院就诊。

运营/排版:何晨龙

注:封面/首图由 AI 辅助生成