科普知识
如果动物实验不严谨……
使用动物开展实验来评价候选药物的疗效、代谢及潜在的毒性是新药研发不可或缺的环节。在新药研发过程中，不仅要开展动物实验，且动物实验还要严谨。如果动物实验设计和实施过程不严谨，同样会出问题。如因出现严重不良反应而被召回的“新药”反应停和万络，之所以在上市前没有发现其毒副作用，不严谨的动物实验结果难辞其咎。下面本文将以这两个典型的案例来说明不严谨的动物实验所导致的危害。
01 “反应停”
约60年前，一款缓解孕妇晨吐的镇静药沙利度胺（Thalidomide），商品名“反应停”，在上市五年后，因被发现可导致婴儿海豹胎（四肢短得就像海豹的鳍足）和其它畸形而被叫停使用。反应停是上个世纪50年代由联邦德国格兰泰公司投入开发的一种镇静类药，其声称该药物能够显著抑制孕妇晨吐等妊娠反应。1957年10月，反应停正式投放欧洲市场，不久后进入日本市场，并在此后的不到一年内，风靡欧洲、日本、非洲、澳洲和拉丁美洲。但在申请美国上市许可时遇到了美国食品药品监督管理局仔细而繁琐的市场准入调查，最终没能得到进入美国市场的许可。
到1960年，有医生发现欧洲新生儿畸形比率异常升高。澳大利亚产科医生威廉·麦克布里德第一个把他们和“反应停”联系起来，并在英国《柳叶刀》杂志上发表了“反应停”能导致婴儿畸形的研究论文。在麦克布里德接生的产妇中，许多人产下的婴儿患有罕见海豹胎畸形症状，而这些产妇都曾经服用过“反应停”。1961年11月，格兰泰撤回联邦德国市场上所有反应停，不久其他国家也相继停售，但此时已经有万余名因服用反应停而导致畸形的胎儿出生。由于这一事件，格兰泰支付了1.1亿西德马克的赔偿，并破产倒闭。
在反应停上市前，格兰泰公司使用大鼠开展了动物实验研究，但并没有发现畸形大鼠出生，后续调查证明，他们的动物实验设计非常不严谨。
首先，沙利度胺在大鼠体内的半衰期约为半小时，而在人体内的半衰期则有7.3小时之久。因此，沙利度胺在大鼠体内会很快被代谢掉。其次，抗氧化物如谷胱甘肽可以抑制沙利度胺引起的细胞凋亡，而大鼠比人类具有更多的抗氧化剂，这些抗氧化剂可保护它们的胚胎免受沙利度胺引起的破坏。因此，可以说大鼠并不是一款可以充分评估沙利度胺毒性的实验动物物种，相较而言，使用非人灵长类动物则很容易观察到沙利度胺对胚胎发育的影响。
另外一个容易被忽略的因素是，大鼠为多胎生产实验动物，其分娩又多发生在夜间，且母鼠有吃掉发育畸形仔鼠的习惯。因此，当实验人员白天检查生产情况时往往只能观察到健康的出生个体。虽然窝平均产子数可能有少许减少，但通常也不会引起注意。后续通过剖腹产和夜间观察大鼠产子确实发现在怀孕特定阶段给予沙利度胺，大鼠也可以产下畸形的胎儿。也就是说，如果当时格兰泰公司在开展动物实验时能够考虑到这个细节，改为剖腹产或想办法直接观察大鼠产子时的情况，或许就可以观察到反应停的不良反应，从而避免悲剧的发生了。但格兰泰公司1956年发表的沙利度胺的动物实验相关文章中显示其动物实验既没有设置安慰剂组，也没有交代给药持续时间，更没有进行双盲对照实验设计，如此不严谨的实验设计，其团队注意不到动物实验的细节问题也就一点都不意外了。综上，正是由于沙利度胺在上市前的动物安全性评价实验存在严重的缺陷，导致其毒副作用没能被及时发现，才最终导致了反应停悲剧的发生。
02 “万络”
如果说反应停事件还只是新药研发和审批不健全时代的产物，那么万络的匆忙上市和退市则是在利益驱动下，当代药物研发中由于动物实验的不严谨而造成严重后果的经典案例。
身体在经历发烧、疼痛或炎症反应时，往往会通过抑制或阻断身体内不同部位的前列腺素分泌来缓解症状。比如退烧药布洛芬和对乙酰氨基酚就是通过抑制下丘脑前列腺素合成活性来调控体温调节中枢内的体温调定点，促使其恢复正常而实现退烧的。阿司匹林则通过抑制前列腺素合成来实现其镇痛、退热和抗炎的功效。
上述这些具有抑制或阻断身体不同部位前列腺素分泌或功能的药物隶属于非选择性环氧化酶抑制剂。它们都是通过非特异性地抑制或阻断环氧化酶（COX，又称前列腺素内氧化酶还原酶）活性，进而实现其抑制前列腺素合成功能来实现药效的。COX是催化花生四烯酸转化为前列腺素的关键酶，它有两种同工酶，COX-1和COX-2。COX-1除了下丘脑外，还在血管、胃、肾等多种组织中表达，参与血管舒缩、血小板聚集、胃粘膜血流、胃黏液分泌及肾功能等的调节，具有保护胃肠黏膜、调节血小板聚集、调节外周血管的阻力和调节肾血流量分布的功能。因此，这些非选择性环氧化酶抑制剂类药物在发挥其药效的同时也会抑制广泛表达在身体其它部位的COX-1而产生副作用，最典型的副作用就是引起胃部不适，甚至胃溃疡和胃出血等。
COX-2则是诱导表达型，只有在身体经历了诸如化学和机械损伤或微生物感染后才会激活。因此，如果能开发出一种药物可以选择性地阻断COX-2的功能，就有望避开上述非选择性环氧化酶抑制剂类药物的副作用。
上个世纪九十年代，制药界的巨头之一默克公司启动寻找COX-2特异性抑制剂的研究。他们很快推出了一款新药-罗非昔布，商品名“万络”。并通过8000 多名患者的临床试验证明了该药在治疗类风湿性关节炎时比当时广泛使用的同类药物萘普生具有更少的胃肠道副作用，差不多将胃肠道事件的风险降低了一半。 但由于过于关注其对胃肠道的副作用，默克公司在研发万络的过程中有意或无意地忽略了该药对心血管系统的严重副作用。且在不断出现心血管不良反应报告的情况下仍没得到重视。直到默克公司继续研究万络在预防腺瘤性息肉等其他适应症时坐实了其心血管风险后，该药才被从市场上撤回。但此时仅美国就约有400万美国人服用了万络，美国食品药品管理局的一个调查员估计，约有十四万人可能因此导致心脏病发作，其中6万人或将因此死亡。
排除其它各种涉及公司经济利益等原因外，不严谨的动物实验结果也是万络能够最终通过审查上市的原因之一。早在万络上市之前，宾夕法尼亚大学医学博士加勒特·菲茨杰拉德领导研究小组就观察到万络抑制了前列环素生成。鉴于前列环素对心脏具有潜在的保护作用，加勒特推测该药可能有导致心脏病和中风的风险。但这并没有引起默克公司的足够重视，他们也没有就此开展更为严谨的动物实验来分析万络在心血管方面的风险。
而在该药退市后，更进一步的研究结果显示，选择性地敲除血管内壁细胞中的COX-2会使小鼠出现血栓和高血压。这些小鼠就像服用万络的人类一样，前列环素也出现了下降。想象一下，如果默克公司在万络上市前就能够使用COX-2敲除小鼠开展一个并不需要花费太长时间和精力的研究，或许就可以挽救成千上万人的生命。
上述两个案例告诉我们，药物研发期间的动物实验不仅不可或缺，而且还需要选择最合适的实验动物（反应停应使用猴，万络应补充基因敲除小鼠），且对任何潜在的风险因素都应给予重视，并通过严谨和充分的动物实验加以检测和验证。
