【背景】  在生命科学飞速发展和体外方法国际化势不可挡的趋势下，我国的化妆品行业迫切需要深入了解生物学革命性技术和体外评测方法学。为此，2017年初，在我国著名的替代领域专家程树军博士的建议和指导下，华代检测中心与千色美业牵手合作，推出了12期《化妆品体外评价技术》系列课程，每月一次的讲座深受业界欢迎和好评。为使工程师系统掌握体外技术，从本周2开始，每周将推出各期讲义。在回顾和汲取知识营养的同时，提高企业研发氛围，促进替代共识形成，推动行业可持续发展。

【嘉宾】 程树军   博士/研究员

广东出入境检验检疫局技术中心研究员。中山大学、暨南大学、广东药科大学兼职教授和研究生导师。致力于体外方法的研发、标准化、法规认可和产业化应用。创办替代方法研究评价中心（CCARE）和体外科学实验室，创办“中国替代方法学术研讨会和国际讲习班”。承担国家级和省部级课题20多项，获专利11项，制订标准10多项，成果多次获奖。发表论文100多篇，主编替代领域专著3部，参编著作6部。

 程树军博士从替代方法的基本概念、背景与要素开始讲解。

      替代技术起源于1959年两位学者（Russell WMS & Burch R）的著作《仁慈实验技术原理》，第一次系统提出了3R的理念，提出三个原则，包括减少(Reduction)、优化(Refinement)、代替(Replacement)。1978年， Smith 在其著作《Alternative Animal Experiment》把3R统称为一个Alternative，中文译为“替代”。1个A其实等于3个R。《仁慈实验技术原理》的节选版本的中译版本已于2014年由科学出版社出版。大家可以加深阅读。

广义的替代方法就是3R，而狭义的替代方法是一个严谨的概念，即绝对意义的代替动物实验，其定义是“使用非动物系统或者系统发生学上比较低等的动物种类代替动物进行实验”。与“体外”相关，而且容易混淆的概念有必要区别清楚。

      广义的替代方法可分为两大类：相对替代和绝对替代。生物技术发展趋势表明，绝对替代的前景更加诱人和前景广阔。

      替代方法与动物实验相比，替代实验方法使用了不同的系统、不同的测试终点、运用不同的实验过程。

       动物实验的不足已为人所知。对于体外实验，其优势在于：使用人来源细胞或组织；体外方法多数是可定量的和精准的；通量高。此外，在国际社会普遍从法规认可体外方法的背景下，对于某些物质的动物实验可能不符合法规要求；

      其实，替代方法早已惠及我们的日常生活。比如，药物开发、疫苗和生物制品的检测过程中，都使用大量替代方法。替代技术主要应用领域为健康和环境毒理学评估、疫苗生产和评估、药物设计的早期安全性筛查等。

       替代方法与体外方法的区别在于，替代方法更严谨。替代方法有6个要素2个条件，替代方法与体外方法的区别在于预测模型的不同，以及验证和认可的条件不一样，相似的是两者都需要科学的原理来支撑，都要使用非动物系统，检测终点是细胞活性等生物学相关指标。

       替代方法的目的是用于法规认可代替动物实验，因此需要官方机构主导验证科学性和可靠性，而体外方法如：体外功效学测试只能用于提供科学证据，而不一定需要经过验证与认可。

       预测模型，体外的测试系统预测人的安全性，需要一个推算，通常的体外方法只需要统计学意义上，而替代方法是需要预测模型，由于替代方法是替代动物实验，所以通常认为替代方法的预测能力≥标准动物实验。

       完成一个验证要5-10年的时间，全球最早成立的验证机构是（EURL-ECVAM）欧洲替代方法研究评价中心，第二个是美国替代方法研究评价中心（ICCVAM），比较著名的有日本（JaCVAM）、韩国（KoCVAM）、巴西（BaCVAM）。方法完成验证后还需要经过同行评议，并被国际认可机构上升为测试指南。

      漫长的替代方法从实验室到法规是谁在开发与推动？在欧洲与发达国家是行业协会、研究机构、政府组织、工业届中走在行业前端的高端企业进行。

     那么谁在推动，谁在主导？一个是动物保护主义，一个是科学发展。从欧盟框架计划到美国科技战略，政府把替代方法的规划与执行提到很高的层次，得到许多民间机构的支持。

       体外方法的要素有很多，运用细胞系、离体器官组织、体外重建3D皮肤或角膜、干细胞等。

体外方法的测试系统有无脊椎动物或低等生物如鸡胚、鱼卵、生物膜、果蝇甚至植物的花粉管等。

       体外方法的要素还有实验程序，通常把实验过程描述为暴露+生物学效应+测定方法。

       从上面的几张ppt介绍可以看到替代方法是非常严谨的列入法规的测试，如何将体外/替代方法用于化妆品测试呢？如何用于原料评价与功效性筛查？ 

       如果基于体外方法的考虑我们会给化妆品企业提供全套的化妆品评价方案，再加上由于体外方法比较复杂用途比较独特，接下来的每周二将有课程回顾，具体涉及植物原料的角度，或配方研发的角度或产品的角度来提供数据。

       概括来讲，体外或替代方法用于化妆品评估为以下11条，比如用于化学品的分类，还可用于区分不同的刺激程度评分，也可作为单一的测试。单一的测试进行相互组合可用于更多个性化方案的比较，或用于不同测试间的质控，以及用于温和配方的测试方案，还有机制性的研究。

       个性化解决方案可做市售品牌的比较，婴童产品的比较，口腔产品的比较。如在标准化的BCOP下可进行个性化，许多企业已达到标准化需求，但为适应市场需求而寻求个性化解决方案，这对许多企业来说是更大的挑战与难点。

       原料功效评价对于消费者来说或者工程师都是重视点，如美白、抗氧化、抗雾霾等的。实际上所使用的实验系统是一致的，可做合规的皮肤刺激性测试，也可以做功效性测试。如黑色素测试有6套组合测试方案，皮肤老化有5套组合测试方案，包括糖基化测试，自由基测试，UVB测试，抗炎症测试，更多是基于生物学的发展水平而开发的方法

      后面的剩下11讲还将涉及防脱与生发原料的生物学测试，采用何种体外方法与临床测试相结合，涉及的细节是测试的目的是什么，是做原料还是配方，是原料的确认还是配方的筛查，还会对具体的方案做探讨，比如是做污染源的暴露还是UVAUVB的暴露，根据分子水平还是细胞水平。