歐盟替代方法驗證中心(EURL ECVAM)建議使用非動物來源的抗體



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更新日期:2020-05-25

       歐盟聯合研究中心(Joint Research Centre, JRC)下歐盟動物試驗替代方法參考實驗室-歐洲替代方法驗證中心(European Union Reference Laboratory for alternatives to animal testing, EURL ECVAM)發佈一項建議書,敦促終端使用者(end-user)與利害關係者瞭解非動物來源抗體的科學有效性。意即,無需使用動物即可獲得更好的抗體(Better antibodies without using animals)。此建議書是基於ESAC科學諮詢委員會 (EURL ECVAM Scientific Advisory Committee)所提出的意見,指出不該再將動物用於研究、管理、診斷和治療所需的抗體開發與生產。挑戰並釐清一直以來科學界對於非動物來源抗體的誤解,強調使用非動物來源抗體的科學與經濟效益。

       即使已經擁有非動物性技術,歐盟每年仍使用將近一百萬隻的動物來生產抗體。不僅數量龐大,其採用的生產程序常造成動物極大的痛苦。因此,該建議書提出了針對關鍵角色的具體行動,包括終端使用者、業者、主管機關、研究資助單位,以及科學期刊編輯。聯合研究中心(Joint Research Centre, JRC)科學家兼EURL ECVAM負責人Maurice Whelan指出:「歐盟法規(EU Directive)2010/63非常明確地保護使用於科學目的之動物。只要有具科學驗證有效的替代方法,就必須使用。在缺乏有力的合法與科學證據的情況下,不應再利用動物免疫來開發和生產抗體」。

不使用動物便可取得抗體的技術

       抗體是由我們的免疫系統產生的保護性特殊蛋白質,例如當我們割傷自己或得了流感時,抗體可以阻止細菌或病毒等「入侵者」對我們的傷害。另一方面,抗體也廣泛應用於生物醫學研究,用於辨別與分離特定目標分子以開發新藥物,對於疾病的診斷與治療也相當重要。

       產生和製造抗體的非動物性方法已經發明多年。其中一種以「噬菌體展現」(phage display)技術為基礎的方法可以有效地產生幾近高品質的抗體。而該技術的發明者獲得了2018年諾貝爾化學獎。目前噬菌體展現技術所產生的抗體已經被廣泛用於多個領域,包括治療疾病。例如已經被批准的自體免疫用藥-阿達木單(株)抗(體)(adalimumab)注射液,商品名為艾伯維復邁或修美樂(Humira)等,可以辨識並結合阻斷體內特定分子(腫瘤壞死因子-α ,The tumor necrosis factor alpha (TNF-α))的作用以減輕發炎症狀,有助於緩和類風濕性關節炎、、僵直性脊椎炎、牛皮癬及克隆氏症(Crohn’s disease)等相關的症狀。

解決科學研究中的再現性危機

       非動物來源的抗體通常具有出高效特性,例如能與目標形成強鍵結(結合親和力,biding affinity),具有較長的保存期限(穩定性,stability),以及具有很高的選擇專一性(特異性,specificity),通常優於動物來源的抗體。JRC的科學家Marlies Halder是EURL ECVAM建議書的共同作者,他指出:「動物來源的抗體通常在生產批次間會出現變異性(variability)的問題,許多抗體對於目標分子變得低專一性。藉由使用噬菌體展現技術取得的非動物來源抗體,可以輕鬆解決這些問題。非動物來源抗體的品質穩定,除了提升再現性(reproducibility)與相關性(relevance)使得科學研究更有效率,也能善用研究經費而不浪費」。

       實驗的低再現性是無非是對時間和金錢的耗損。事實上根據估計,生醫研究領域每年就在低專一性且效果不明確的動物來源抗體上就花費了數億歐元。此外,時間與資源浪費以及可能造成誤判的研究結果也可能導致更多的損失。而非動物來源的抗體除了可以穩定地無限量生產,並可保證長期提供相同效能的抗體,這正是需要使用親和試劑(affinity reagents)的科學實驗可達到再現性的重要需求。

達到完全採用非動物來源抗體之前的過渡時期

       有許多因素使得科學界過渡到使用非動物來源親和試劑的進程非常地緩慢。其中之一就是非動物來源親和試劑的商業化受到限制,因為當今主要業者仍是藉由動物免疫生產抗體。同樣不幸的是,科學研究界對於非動物來源親和試劑的品質和效能也存在許多誤解;終端使用者缺乏教育和訓練機會來進一步瞭解與評量非動物來源的親和試劑,甚至最後如何使自己的工作更加得益。JRC科學家和EURL ECVAM建議書的共同作者João Barroso表示:「終端使用者必須更加瞭解使用非動物來源抗體的優勢在哪,並應特別向業者提出供應需求」。

       事實上,從實驗的設置與準備,到利用完整的噬菌體展現庫來選擇、生產所需的抗體只需要數週的時間;然而,動物來源的抗體生產通常得需要幾個月的時程。因此,學術機構應該共同努力,合作建立非動物來源的完整重組基因庫,並提供開發和生產設備來支援相關研究活動。此外,製造商和供應商也應該盡可能在目錄中提供非動物來源的抗體。科學論文期刊的編輯、審稿人和出版社也扮演著重要的角色。João表示:「期刊應要求作者詳盡說明所使用的親和試劑來源,不論是動物或非動物來源都應描述抗體特徵與性質,並且檢查所用之抗體品質(例如親和力與專一性)」。

[後註]

       EURL ECVAM的建議書是以JRC科學政策報告形式所發佈,並經由ESAC科學顧問委員會進行獨立科學專業審查。在建議書的制定過程中,EURL ECVAM已向其他委員會、歐盟相關的法規管理機構、PARERE法規相關初步評估諮詢機構(EURL ECVAM’s advisory body for Preliminary Assessment of Regulatory Relevance)、ESTAF利益相關者論壇(EURL ECVAM Stakeholder Forum),以及ICATM國際替代測試方法合作組織(International Cooperation on Alternative Test Methods)進行了諮商。

參考資料:Better antibodies without using animals

報告全文:EURL ECVAM Recommendation on Non-Animal-Derived Antibodies

延伸閱讀:【諾貝爾 2018】促進生質能和新藥開發,化學獎頒給蛋白質演化研究及基因工程工具

編譯:徐如欣研究助理,鄭獻仁博士 / 校稿:鄭獻仁博士,林嬪嬪代理所長