在不久前的科学网博文中，我讨论了Nature的一篇文章：不要浪费：研究人员如何利用尿液和粪便进行科学研究

https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=244733&do=blog&id=1517091。这次Nature的文章又漏掉了未来

最有潜力的地方-尿

几天前刚刚发表于《自然》（Nature）的文章提出了问题：CAN WE REALLY GET RID OF ANIMAL TESTING IN RESEARCH? （动物实验的时代正在逐渐落幕。科学的下一个方向将指向何方？）。文章全面概述了当前非动物实验方法（NAMs）的发展现状，重点强调了器官芯片、类器官和计算模型在减少动物实验依赖方面的变革性潜力。文章聚焦于解决动物与人类之间固有的物种差异，这一视角既及时又关键，与全球推进3Rs原则（替代、减少、优化）的趋势以及世界各国政府的政策承诺高度契合。然而，尽管该文章有效地梳理了非动物实验方法的最新进展，却忽略了一种简单、无创且极具应用前景的策略：以人类尿液为主要研究材料的研究。这一遗漏错失了加速摆脱动物模型的契机，我们恳请全球科学界重视并将基于尿液的无创研究列为未来非动物实验框架的核心组成部分。

保障人民健康，核心关键在于疾病的早期诊断——早期发现病变信号、及时干预，是降低疾病死亡率、提升治疗效果、减轻医疗负担的根本前提，更是现代医学发展的核心追求。而尿液，正是实现这一目标的优质载体。作为人体代谢的终产物，尿液承载着丰富的分子信号，能够反映人体全身的生理和病理状态。更重要的是，与倾向于维持稳定内环境的血液不同，尿液由血液经肾脏生成，无需维持稳态机制控制，因此能更敏锐地富集身体内的早期变化，捕捉到血液无法及时反映的细微病理信号，是比血液更优越的早期生物标志物来源。其最大优势在于**完全无创性**，可重复、长期采集且不会给参与者带来不适，既消除了动物使用相关的伦理顾虑，也规避了有创人体采样的伦理争议。这种易获取性使得大规模、长期的人类生物数据采集成为可能，恰好解决了当前非动物实验方法缺乏真实世界人类生理数据来验证和优化模型的关键局限，更能为疾病早期诊断研究提供便捷、高效的样本支撑。此外，尿液样本保存简便经济，为系统保存患者生物学样本、高效开展后续早期诊断相关研究提供了便利，进一步提升了其在科研中的实用性。

与尿液是“粗糙”样本的固有认知相反，代谢组学、分子检测和生物信息学的近期进展，已能够精准识别尿液中的微量生物标志物——这些标志物多来自身体早期病变的代谢异常，正是疾病早期诊断的核心靶点。这使得尿液成为药物毒性测试、药效评估、病理机制探索，尤其是疾病早期诊断研究的可靠工具，而这些正是目前依赖动物模型的核心研究场景。基于尿液的检测可直接捕捉人体对药物或化学品的实时代谢反应，有效避免动物模型存在的物种偏差问题，更能精准捕捉人体早期病变信号，为早期诊断研究提供更贴近人体真实状态的支撑。

此外，基于尿液的研究并非与现有非动物实验方法竞争，而是对其进行补充和增强。器官芯片和类器官模型擅长模拟单个器官的功能，但难以复制人体复杂的系统间相互作用。相比之下，尿液能够提供人体全身代谢的系统性读数，为这些体外模型的验证和优化提供了体内人类数据的金标准。同时，尿液来源的分子数据还能丰富人工智能模型的训练数据集，使其从模拟动物生理转向精准预测人类反应，提升其在药物安全评估中的实用性。

基于尿液的无创研究的潜力不仅限于验证现有非动物实验方法，还能在多个场景中直接替代动物实验，尤其在疾病早期诊断领域具备不可替代的优势。由于尿液无稳态控制、能富集早期变化，且与泌尿系统存在天然直接关联，从尿液中寻找泌尿系统疾病的早期生物标志物是该领域最易取得突破的方向，可有效减少此类疾病早期诊断研究对动物模型的需求。在药物研发中，尿液采样可实现对人类参与者药物药效和毒性的长期监测，替代无法预测人类长期反应的短期动物实验，同时也能捕捉药物干预后身体的早期代谢变化，为药物早期疗效评估提供支撑。此外，基于尿液的研究能更有效地捕捉人类遗传多样性，实现个性化药物测试和早期诊断，降低临床试验失败风险，而大规模、系统性保存尿液样本，也能为推动个体医学和疾病早期诊断研究发展奠定基础，进一步提升其在替代动物实验、革新医学研究模式中的竞争力。

我们承认，与其他非动物实验方法一样，基于尿液的研究并非万能。对于高致畸性或高致死性的未知化学品，由于无法直接在人体上测试，它无法完全替代动物实验进行初步筛选；同时，它也无法单独阐明全身性疾病的复杂分子机制，可能需要结合类器官或少量动物实验开展补充研究。然而，其无创性、易获取性以及提供实时人类代谢数据的能力，使其成为非动物实验工具包中极具独特价值的补充，而这一点目前尚未得到科学界的充分重视。

《自然》的这篇文章在推动非动物实验方法应用、减少动物痛苦方面的努力值得肯定。然而，要充分实现后动物实验时代的愿景，更要紧扣“保障人民健康”的核心目标——疾病早期诊断作为现代医学的重中之重，亟需更优质、便捷的研究载体。我们必须扩大研究视野，将基于尿液的研究等简单、可扩展且以人为本的方法纳入其中，充分发挥其无稳态控制、富集早期变化、优于血液的独特优势，助力疾病早期诊断研究突破。我们呼吁《自然》杂志、资助机构以及全球研究人员，优先投资基于尿液的无创技术，将其整合到现有非动物实验方法框架中，并认可其在革新人类生理研究、药物测试、疾病早期诊断以及医学科学进步方面的潜力，同时坚守最高的伦理标准。通过将尿液作为核心研究材料，我们可以加速摆脱对动物模型的依赖，提高医学研究的准确性，尤其推动疾病早期诊断领域的发展，最终为患者提供更安全、更有效的治疗方案，切实保障人民健康。

豆包帮助完成撰写

CAN WE REALLY GET RID OF ANIMAL TESTING IN RESEARCH?  By Diana Kwon

https://www.nature.com/articles/d41586-026-00563-3