美国国立卫生研究院(NIH)近日正式成立Office of Research Innovation, Validation, and Application(ORIVA),统筹全院新型替代研究方法(New Approach Methodologies, NAMs)的技术研发、方法学验证与规模化应用工作。

此举标志着 NAMs 正式升级为驱动生物医学研究范式变革的核心底层技术,其对人体生理病理特征的高还原度与临床转化潜力,将系统性破解传统动物模型带来的转化瓶颈,重构下一代生物医学研究的技术路径。
突破传统研究范式局限,NAMs具备核心科学价值
实验动物模型支撑了生物医学研究逾百年的发展,但物种间固有的基因调控网络、代谢通路、免疫微环境与疾病进程差异,始终是制约临床转化效率的核心矛盾。大量在动物实验中验证有效的候选药物与治疗方案,在人体临床试验中因有效性不足或物种特异性毒性宣告失败,不仅造成研发资源的大量损耗,也延缓了临床获益的转化进程。
NAMs 的核心价值在于从研究底层逻辑层面突破种属异质性局限,构建以人体细胞、组织、生物数据为核心的研究体系,实现从动物间接模拟人体到直接基于人体特征开展研究的技术跃迁。作为多技术融合的方法学集群,NAMs 涵盖三大核心技术维度:
· 类器官、器官芯片等体外三维模型,可精准复刻人体组织架构与病理表型,还原人群遗传异质性与患者个体化特征;
· 计算生物学与 AI 模型,可对复杂人体生物系统、疾病信号通路及药物 - 靶点相互作用进行定量模拟,实现机制研究的深度解析与高通量筛选;
· 真实世界研究数据,可从大范围人群层面验证治疗结果,为研究结论提供真实世界证据支撑。
三类技术既可独立应用,也可组成多模态联合研究体系,全面提升研究结果的可重复性、人体相关性与临床可转化性。其科学价值远超动物替代的伦理范畴,是推动生物医学研究精度与效率双重提升的核心驱动力。
多领域应用逐步落地,NAMs彰显全链条发展前景
随着技术成熟度与验证体系的不断完善,NAMs 正在生物医药全产业链中释放规模化应用潜力,成为支撑基础研究、药物研发、与精准医疗的共性技术平台。
在创新药物研发领域,NAMs体系可覆盖靶点验证、候选化合物筛选、ADMET评价至药效验证的完整研发流程。基于多器官串联芯片与类器官构建的药物评价体系,可模拟药物在人体内的吸收、分布、代谢与排泄过程,更早识别人体特异性肝毒性、心脏毒性等风险;人工智能驱动的计算模型与体外筛选体系联动,可实现百万级化合物的高通量虚拟筛选,有效缩短研发周期、降低研发成本,为FIC原创药物研发、难成药靶点研究提供全新技术路径。
在毒理与监管安全评价领域,标准化 NAMs 体系正逐步重构化学品、药品与化妆品的安全评价范式。经系统验证的体外模型与计算毒理工具,可替代传统急性毒性、重复给药毒性、皮肤 / 眼部刺激等动物试验,生成更契合人体生理特征的毒代动力学与毒效学数据,规避种属差异导致的安全评价偏差。随着监管认可度的持续提升,NAMs 数据将更多纳入上市申报的合规证据体系,推动监管科学的迭代升级。
在精准医学与罕见病研究领域,患者来源类器官(PDO)等技术可构建个体化疾病模型,精准复刻患者的基因突变与病理表型,成为研究层面的体外研究载体:一方面可开展个体化药物敏感性检测,为临床精准用药提供依据;另一方面可为发病率极低、缺乏成熟动物模型的罕见病提供可靠研究载体,破解罕见病研发的模型瓶颈。
在公共卫生领域,NAMs 可快速构建人体靶器官类器官模型,用于新发传染病的致病机制研究与候选药物应急筛选,无需等待动物模型的繁育与构建周期,大幅提升突发公共卫生事件的科研响应速度与研究准确性。
全链条体系化布局,ORIVA破除NAMs规模化发展机制壁垒
当前 NAMs 的全面推广仍面临技术标准不统一、验证体系不完善、科研人员认知不足、跨机构协同不畅等多重壁垒。ORIVA 的设立,正是从组织机制层面破除 NAMs 从技术创新到产业应用的全链条障碍。

· ORIVA 隶属于 NIH 院长办公室下属的项目协调、规划与战略倡议司(DPCPSI),下设生物医学研究创新加速分部(Division for Accelerating Innovation in Biomedical Research,DAIBR)与国家替代测试方法评估跨机构中心分部(Division of the National Interagency Center for the Evaluation of Alternative Test Methods,D-NICEATM)两大机构,构建 “资助推广 - 验证监管” 双轮驱动的运行架构。
· DAIBR 统筹 NIH 院外科研资助的战略布局,优化资助评审评价体系,将方法的科学严谨性、人体相关性、场景适配性与转化潜力纳入核心评价维度;同时搭建学术协作网络,开展系统化技术培训,完善配套科研基础设施,降低科研人员的技术应用门槛,推动 NAMs 由前沿实验室技术向通用研究手段转化。
· D-NICEATM 承担方法学验证与跨机构协同职能,作为 NIH 及联邦层面的 NAMs 技术枢纽,构建面向监管安全评价的可信度评估框架,产出高质量验证数据与技术指南,为跨机构替代测试方法验证协调委员会(ICCVAM)提供科学支撑,推动 FDA、EPA 等监管机构接纳非动物研究数据;同时对接国际相关组织,协同推进全球 NAMs 的标准化与互认进程,契合美国卫生与公众服务部(HHS)及《动物实验替代方案现代化法案》(MAHA)的战略导向。
此次机构设置基于完整的政策评估与战略规划流程。2022 年,美国国会指令 NIH 对 NAMs 研发与应用现状开展系统性评估;2023 年,NIH 院长顾问委员会(ACD)专项工作组吸纳学术界、产业界与多联邦机构专家,通过公开意见征集形成战略报告,明确组合式 NAMs 技术体系、可互操作数据集、技术传播与互联、系统化人才培养、跨学科研究团队、社会责任导向技术研发、协同化科研基础设施七大高优先级投入方向。ORIVA 的成立,正是将上述战略建议转化为执行体系的核心举措。
ORIVA 的运行将推动 NAMs 发展进入体系化加速阶段。作为下一代生物医学的核心技术支柱,NAMs 将持续推动基础研究精度提升、医药研发效率升级、监管科学体系迭代,在提升科研转化效能、优化研究伦理的同时,为人类健康研究提供更精准、高效的技术支撑,巩固生物医药领域的前沿竞争力。
内容来源:
[1]https://www.nih.gov/news-events/news-releases/nih-launches-new-office-advance-human-based-research-reduce-animal-use
[2]https://dpcpsi.nih.gov/oriva/about