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民用应急产品要过哪些关?
dfedhw 2020-7-8 09:58
暴雨无情人有情!小伙用3年发明的防水淹装置,让300万车主成功避险 入水自动充气,两小学生发明“手榴弹式”救生圈获大奖 明明有门,为什么要走窗户呢? 近来在网上看到三款应急用的产品,首先,发明创造的精神肯定要鼓励,但是,作为民用类的应急产品,如果缺乏对应用场景的深入了解,即便看似功能可基本实现,然而仍具有极大的推广局限性。 先看关于汽车漂浮气囊的 评论1:不知道要淹水就不会事先装气囊,知道了要淹水车子就不会放那里。评论2:车被水淹都是突发性的,如果需要安装你这设备的时间,我还不如把车开到高处 。后面两款产品可详见评论区。 民用的应急产品,之所以能体现出其价值,前提是需要遇到紧急情况,而紧急情况都是极小概率事件,无法预知会在何时何地,什么人能够遇见。或者说,即使你配备了,但是如果很长时间都没有使用需求,那么产品就会渐渐变成“鸡肋”,假如东西很廉价,倒也无所谓,如果东西稍贵一些,性价比就会出现问题(技术经济性)。 再从个人使用的角度看,气囊、救生圈是否能确保随时携带?如果恰好未携带的时候又碰见了紧急情况,那该怎么办?要知道,应急产品之所以有用武之地,抢的就是关键那么几分钟,一旦错失时机,来再多也没用。 一件使用概率很低的产品,首先就要考虑长效性,不能说是一两年之后坏了用不了,那又是个麻烦事,因为也许坏了你还不知道,又牵扯到一用一备;接下来就涉及到装置的简单性,如果安装及构造稍有些复杂,由于长期保管不善等因素,任一个组件或物料失效就会导致整体失效,即复杂的东西不可靠;其次是使用人的问题,一般民用应急产品,最好能确保所有人即使未经受过专门训练,也能游刃有余,实际有机会用到产品的大都是普通人,并非专业人士,而且要考虑到在恐慌情绪下仍然知道用,仍然会用,动作不变形,效果发挥如常;再接下来讨论无弊,产品长时间没有使用,放在那里会不会对日常生产生活有影响,或是明显有碍视觉观瞻,又或者,不常用的东西,会不会情急之下找不到,这些可能性都得考虑进去;最后则要顾及的是无害,本来是应急救命的东西,如果在日常以及使用过程中反而带来其它风险,无异于增加了新的安全问题(如构件锈蚀、脱落或夹手)。 一件小小的应急产品,需要考虑的环节 因素 竟有如此之多:简单、可靠、高效、经济、长效、无弊、无害,而且相互间关联。以上仅仅只是最粗浅的讨论,倘若让更多的人来提提意见,还可能发现更多的问题。即使通过了上述一道道“关口”,在后续实际应用中仍有可能发现其它“致命”的问题。如果将手电筒、破窗器、创可贴及防狼喷雾剂以此标准来进行衡量,就会发现基本能同时符合上述几项要求,所以在现实生活中较为常见。 最后一点,则是关于该产品技术的可替代性,比如汽车怕水淹,但是我可以迅速把车开走,移至高处,除非四面都是低洼地带;救生圈,不一定非要等到人被淹才抛过去,我可以在刚下水时就提前给他预备一个普通的救生圈,没必要等到后面才来“施”救,或者能抛给他几根稍粗一点的树枝,起码也能临时应个急,司马光仅仅用一块大石头,就解决了应急的大难题(几个小朋友,既没凳子又无绳子而且力量也不足,施救过程还危险),当然这是一种颇具想象力的应急(特殊的场景下,仅凭一块石头所体现出的逆向思维);火灾中应急逃生的手段则更多(比如用绳子),未必都会被逼迫到走梯子的极端情形,这更是小概率中的小概率,何况许多防范措施可以未雨绸缪,不致于让自己动辄陷入绝境(既然已经计划安梯子,说明意识到形势可能很严峻;既然已经意识到严峻,为何不从别的方面提前加以改善)。 一款民用应急产品,看起来简单,实际上非常的不简单,功能实现仅仅只是起步。 蝈蝈创新随笔:这样的技术,为什么能领先世界 大青树应急科普:贵州公交车坠湖…,遭遇突发意外如何自救?
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消防问题实为解决无水之困境
dfedhw 2019-6-1 22:40
要说到灭火,每个人都知道可以用水去灭火,一件原本很简单的事儿,可为啥经常还是整得那么被动,说白了, 有时候没有水 。 假设所有的起火事件加起来构成一个“1”,那么估计有三四成的情况下,第一时间无法获得水源,于是,前期没有受到有效阻击的火势就这样“自由”地蔓延开来,形成了 通常意义下所看到的火灾 。 但凡有水管网(固定或临时)且能够随时正常出水的区域相比于火情有可能随机出现的部位,是一个 相对有限的概念 ,所以在日常的灭火行动中,常常会听到关于消防水的各种抱怨,接下来只能是无奈的观望与等待。 如果继续沿着使用水这一思路去改进,无论是各种强制规定,各类宣传教育,依然见效甚微,原因有二:如果改起来真有那么容易,早就解决好了,而不必等到每次起火时才来暴露这一问题;经常起火时都会遇到没水,难道事情总是这么凑巧?其它地方的应用情况究竟如何,调查一番便知,水的“短板”始终是短板,没法变“长”。 抱怨归抱怨,问题总得想办法解决:第一时间必须要灭火,不能等,否则很容易就会局面失控,既然没有水,就只能寻找水的替代品(灭火剂),起码要像水一样廉价易得且便于投送,如果替代品做不到这一点,那么“有”还是等于“没有”。 除了沙子,世上找不到更合适的替代品。完全有理由相信:在水所不能“及”的区间,以沙子作为“替补”,填补这一“盲区”,火灾形势才可能真正得到明显好转。 水火沙的物流世界
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汽油的毒性分析及其替代产品研究
scientister 2014-6-26 08:28
汽油的毒性分析及其替代产品研究 周公仆 1、汽油的毒性分析 前一阶段,多地民众抵制建设新的PX(对二甲苯)装置,国内兴起了PX毒性问题的讨论。为了证明PX无毒或者毒性很低,一些机构和媒体喜欢拿PX与汽油比较,因为汽油中含有较多的芳烃,芳烃中包含PX,而汽油却是被广泛使用的,有人据此推断PX的毒性很低。甚至,有人找到依据,说在欧洲PX与咖啡的毒性被划分在同一个毒性等级,属于第5级,所以PX的毒性很低。 关于芳烃的毒性,说它有毒或者低毒,都是定性的判断。如何定量地评价芳烃的毒性呢?中国国家标准《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)规定,工业生产装置气体排放:苯不大于12毫克/立方米;甲苯不大于40毫克/立方米;二甲苯不大于70毫克/立方米。苯,由于其强致癌毒性,已经被国家禁止添加进入汽油,国IV和国V汽油标准中,苯含量要求不大于1%(体积分数)。甲苯和二甲苯仍然允许作为汽油的组分,但是国IV汽油标准中,要求芳烃含量小于40%(质量),国V汽油标准中,芳烃含量要求小于35%(质量)。可见,国家标准对汽油中芳烃含量的限制越来越严格。国家标准允许汽油中含有芳烃,不是因为芳烃没有毒性,而是因为芳烃的辛烷值高,其中,甲苯的辛烷值为104,二甲苯的辛烷值为103,强制降低汽油中芳烃的含量,以国内现有的生产力水平,炼油企业将无法提供满足市场需要的汽油产品。然而,国外在2010年前后提出了“无芳烃燃料”的概念,即努力向市场提供无芳烃的汽油和柴油产品。国外虽然提出这样的概念和目标,但是他们并没有实现。他们的绿色燃料计划是采用支链烷烃或者烷基化油替代芳烃,生产高辛烷值汽油。但是这样做的成本增加很高,而且生产过程会消耗大量燃料和原料。无芳烃低辛烷值汽油产品则另辟蹊径,低成本地实现了欧洲人和美国人的绿色燃料梦想,而且,燃料消耗会降低20-30%,二氧化碳排放会降低20-30%。 汽油的毒性还包括那些用于提高辛烷值的添加剂,如MTBE、MMT等,因此,国外对汽油的抗爆添加剂添加量限制越来越严。甲基叔丁基醚(MTBE)能够污染地下水,还被确认为水质恶臭的祸首之一,美国将其列为可能的致癌物质。从2011 年起,美国禁止在汽油中添加MTBE;欧盟的汽油中已经不再使用MTBE。甲基环戊二烯三羰基锰(MMT)的使用,是PM2.5 的重要来源之一。据美国环保部监测,使用含MMT 的汽油,30%的锰会转化为氧化锰从汽车排气管直接排入大气,吸附在细小颗粒物上形成PM2.5,被吸入人体后,易引发呼吸道、肝、肾恶性病变。日本于2010 年禁止在汽油中添加MMT。欧盟2011 年将汽油中锰含量限制在6 毫克/升以下,并要求2014 年降至2 毫克/升以下。美国禁止在新配方汽油中添加MMT。 国内汽油产品的主要研究方向,目前仍然是如何低成本提高汽油辛烷值,同时,研究逐步降低汽油芳烃含量和硫含量。例如,国IV 车用汽油标准的芳烃含量为不大于40%(质量),硫含量小于50ppm;国V 车用汽油标准的芳烃含量为不大于35%(质量),硫含量小于10ppm。新标准中硫含量降低80%,芳烃含量降低只有12.5%,说明芳烃含量降低难度太大。 国内比较先进的研究机构,如:中国石化的石油化工科学研究院,也在进行直链烷烃支化研究,甚至有年产数十万吨规模装置的生产试验。但是,到目前,这种技术的能耗较高,收率较低,转化率大约97%,因为成本增加太多,难以推广应用。 国内汽油产品出于保证辛烷值指标和降低成本的目的,仍然保持较高的芳烃含量和添加MTBE、MMT 等添加剂。炼油工厂通过“重整”工艺将直链烷烃转变为芳烃,添加到汽油中。重整装置是公认的耗能大户。汽油产品与化工产品争夺芳烃资源的现象也经常发生。生产芳烃产品的过程中,剩余的化工轻油,炼油厂一般均不愿意用作汽油的原料。而对于MTBE,中国的汽油产品标准中没有明确的限制,只是规定汽油中氧含量不超过2.7%,因此汽油生产企业一般控制MTBE 的添加量在12%以内。MTBE被当作一种高效的廉价的提高汽油辛烷值的添加剂而广泛使用。这里体现了中国与发达国家在环境保护方面的差距。另一方面,国家环保部门和汽油生产企业也是有苦衷的。技术和成本的双重压力,使得中国的汽油生产企业不能向社会提供无芳烃、不含MTBE、不含MMT等添加剂的汽油。 低辛烷值汽油产品和技术的研究,为国内和国际汽油产品实现无芳烃化提供了一条捷径。 2 、汽车尾气的毒性分析 普通汽油中含有较多的芳烃,芳烃不容易燃烧,因此尾气中芳烃残余和多环芳烃的含量较多。汽油添加MTBE或者MMT之后,尾气中不确定的氧化有机物和氧化锰含量较多。而柴油中多环芳烃含量较多,柴油机尾气中多环芳烃和碳烟含量较多。碳烟排放多,不仅仅是环境污染,也是燃料浪费。 3、汽油的替代产品——低辛烷值汽油 “低辛烷值汽油”与现在的汽油和柴油相比有很多优越性,未来有可能替代常规汽油和柴油。 这里,压燃式汽油机是指扩散式压燃汽油机,低辛烷值汽油是指以40号汽油为代表的新的汽油系列产品。 低辛烷值汽油具有清洁高效环保的优点,压燃式汽油机具有高效节能的优点。 (1) 、高效 压燃式汽油机使用低辛烷值汽油,与普通汽油机相比,可以增加热功转换效率20-30%,省油20-30%,减少二氧化碳排放20-30%。输出相同的功率,压燃式汽油机只需要70%的燃料。 压燃式汽油机采用柴油机的工作原理,压缩比高,却没有爆震的危险,还可以实现稀薄燃烧和分层燃烧。低辛烷值汽油挥发性比柴油好,容易与空气混合均匀,燃烧后尾气碳烟排放少。 (2) 、环保 低辛烷值汽油又可以称为无芳烃低辛烷值汽油,顾名思义,这种汽油可以不含芳烃,芳烃是有毒性的。出于环保的要求,欧洲刚刚提出无芳烃燃料的概念,低辛烷值汽油已经实现了这个概念。 普通汽油为了增加抗爆性不得不添加抗爆剂,如:甲基叔丁基醚(MTBE)和甲基环戊二烯三羰基锰(MMT)等,使用MTBE或者MMT等抗爆剂会对环境造成二次污染,低辛烷值汽油不需要添加MTBE或者MMT等抗爆剂。因此使用低辛烷值汽油的压燃式汽油机汽车,最突出的优点是清洁和环境友好,有利于降低空气污染和解决雾霾问题。 (3) 、资源综合利用 低辛烷值汽油的原料使用的是目前生产高辛烷值汽油所放弃使用的“边角料”原料,不但清洁高效环保,而且成本低廉。 原来添加在汽油中的芳烃,可以作为化工原料,不再与汽油争资源。 有关专家认为:“低辛烷值汽油是一种比柴油更适合柴油机的燃料”,“压燃式低辛烷值汽油机是一种最完美的内燃机”。 低辛烷值汽油和压燃式汽油机的应用,以北京为例,相当于减少100万辆汽车的排放,汽车 尾气的排放总量回到2009年的水平,有利于减少雾霾的生成因素。 全面的报告,请阅读: 无芳烃低辛烷值汽油和压燃式汽油机研究报告--2014年6月25日.pdf
个人分类: 研究工作|2371 次阅读|1 个评论
【用Linux办公8】Visio的终极替代方案
jingpeng 2014-3-7 20:37
Visio是我最后一个要回到Windows的理由,现在,这个理由终于不再成立了。中文网页上很多推荐用dia替代visio,用了半年多,感觉和visio还是差太多。 Visio完全可以用yEd和Inkscape替代。 yEd可以用于方便地制作流程图,有自动排版功能,比Visio好用多了。 Inkscape是一个矢量绘图软件,功能极其强大,可以用来做一些矢量图,排版光栅图。只要是Visio可以做的,理论上Inkscape都能做。问题在于Inkscape不好上手,需要一点时间进行学习。另外,由于Inkscape非常灵活,缺少模块,一些简单的图可能需要费很多功夫做。这一点我也找到了替代的方法,就是在Libreoffice或者wps linux版先用一些模块准备一些基本部件,导出成svg或者eps格式,然后再导入Inkscape进行深度加工。这种方法兼顾了效率和美观。比如,需要生成一个网格,在Inkscape里需要自己一根一根地画线,非常费时费力。这时候就用Libreoffice或者WPS先画一个表格,在里面填好内容,再导出成svg,就得到矢量表格了! 另外,有一些网页版的流程图制作软件,比如 lucidchart ,试用过专业版的了,还是不太好用。导入已有的visio文件会有部分图片缺失。 Inkscape
个人分类: 技术-方法|9344 次阅读|0 个评论
补充和替代:无奈的重要选择
热度 31 何裕民 2014-2-20 15:35
通过对现时代社会需求与医学生存背景的客观分析,答案已经很明显了。上述这些健康难题中,有不少是现代生物医学(在一些人眼里被视为科学的、无瑕疵的医学)根本无法解决的。退一万步说,一个有临床经验的资深医师,他心里非常清楚,不要说在这些难题的解答中,即使是临床常见病症的治疗中,他又能走多远?一个西医内科专家他可以很准确地诊断出是什么病,可能还会清晰地解释这病的具体机制,但治疗呢?在这些病症地治疗中,他又有多大把握,有多少信心?仅以今天最为常见的冠心病、糖尿病、乙型肝炎、恶性肿瘤为例;试问,仅凭生物医学的一己之力,能解决上述这些问题吗?显然是趋于否定的!如果很有把握,那今天的医患关系绝对不会这般糟糕,今天医师的形象一定会是天使,而不是被人恶狠狠地描绘成“白衣狼”。(这里,虽也有制度、机制及道德等诸多方面的因素作祟,但也有医疗疗效总体欠佳的客观成份存在。谋了财,治不好病,人们才会痛恨)对此,笔者并不灰心。笔者一直认为:医学,特别是医疗,是“一种有明显缺憾的科学技术”。这是历史所造成的,这是人类自我认识局限所造成的。在医学领域,人类远未达到可以庆幸成功,昂头挺胸,自信地高呼“攻克”、“战胜”的程度。此时,人们更应该虔诚地低着头,学会敬畏“自然”,学会“顺从”规律,谦虚地向其他学科,包括传统,包括民间学习。也是在认识清晰,对策无奈的困境中,大量病人找到中医师,找到了颇受挤压的中医师,希冀能“柳暗花明”。而许多资深西医师自身患疾,也加入了这股“逆流”,这就是现实。 很显然, Complementary and alternative medicines(补充/辅助和替代医学)也正是在上述这种背景下出现的,因为现代医学太需要适当的“补充与替代”了。例如,美国国家卫生总署( NIH )在92年成立了Complementary and alternative medicines( CAM )中心,中医及针灸是其中的最主要内容之一,其后又扩大为“国家研究中心”,国会和白宫也先后成立了相应的工作机构。连偏于保守的英国上议院科技委员也提议英国政府设立基金,鼓励 CAM 研究,认为 CAM 能推动临床医学进步,对于未来医学领域的发展有很大的助益。看来,一不小心,十几年来,作为“补充与替代” 的医学,现在竟成了世界性的大势所趋了。 总之,所有这些问题均表明,现时代的健康问题,不容乐观,医学正处于一充满变化,需要变革的时代。在这个时代,有一种替补或补充方法,总比“黔驴技穷,”两手一摊,无可奈何,听凭患者自行接受病痛煎熬的好。 约翰·奈斯比特在他的《高科技、高思维》一书中,曾充满智慧地说:“科技越多地引入我们的生活,我们就越想寻求高思维的平衡,寻求人性的稳定。医药越是具有高科技含量,人们就越是对另类疗法感兴趣……。”这就是大师的认识。也充分体现了大师的睿智。大师,特别是未来学大师,他们与那些只知一两句原理、规则,只会背诵一两句所谓名人之言的批判家、批评家,动辄“唯一”,下车伊始,叽哩呱拉,自以为天下最聪明的唐吉坷德式的人物不同之处就在于:站得高,看得远,学识广,懂得多维地看问题,辩证地看进步,宽容地对待许多问题,而不是以绝对正确自居。
个人分类: 何裕民文集|2633 次阅读|26 个评论
电流都能替代汉字
热度 6 outcrop 2013-2-22 09:49
在您读这篇博文的时候,实际上读的是高低电平所表达的汉字,哈哈~也就是电流。 比如玩计算机硬件的,看逻辑笔的亮灭,就知道芯片在说什么;和人类能解读莫尔斯电码一个道理。 汇编语言、C语言等等,也都是语言,只是沟通的对象是机器。 所以,拼音能不能替代汉字?我认为能! 蒋叔等博友之所以说因为同音字等因素,而导致拼音不能替代汉字,是因为还坚定的以人类的立场,站在传统汉字的角度来看拼音。 但变更通信协议是有代价的,也需要考虑到兼容等因素。一旦全盘变化,可能会割裂一些东西,但是不是不好,这个不好评价。 比如朝鲜语文字也就600年的时间,人家之前用汉字,还不是全盘改了。 汉字的简化最终只停留在第一次简化的阶段,应该也不是偶然,而是斗争和妥协的结果。
个人分类: 科学网大学|3084 次阅读|22 个评论
狂犬病疫苗替代检定方法国际研讨会报告(5)结论
热度 2 yanjx45 2012-10-29 10:32
人用和兽用狂犬病疫苗替代检定方法国际研讨会报告 5. 结论 本次国际研讨会回顾了在人用和兽用狂犬病疫苗效力检定中可以减少、优化和取代动物使用的替代方法的当前科学状态,并提出了建议,以进一步推进替代方法和途径的应用。由于有人用和兽用狂犬病疫苗领域的学术界、工业界和监管机构的代表参加,提供了良好的机会来彼此分享当前关于人用和兽用狂犬病疫苗效力试验的相似性和差异的重要见解。本次研讨会还为国际专家之间的信息交流和详细讨论提供了机会。研讨会上建立的持续的互动、沟通和合作,有望加速实施研讨会的建议和推进狂犬病疫苗试验中替代试验方法的研发、验证和实施。 关于动物福利,无论何时何地,如果仍然需要进行狂犬病毒攻击测试,研讨会参与者鼓励立即采取行动,以进一步减少或避免疼痛和痛苦。常规使用麻醉剂,处置后的镇痛药,提早的人道终结点,对缓解小鼠在此过程中所经历的严重的不可缓解的疼痛和痛苦,可以有立竿见影的效果。 研讨会的与会者也认识到, SNT 效力试验已接受足够的初步验证,因此,佐剂和无佐剂疫苗的生产商应考虑产品特异性的验证。血清学方法的实施,通过避免与攻击试验有关的疼痛和痛苦,可以达到充分限制动物使用的目标。血清学检测也可以显著减少动物的使用。 研讨会的与会者还认定,在过去超过十年里,在日本对完全体外的狂犬病疫苗效力试验进行的验证、实施和推广使用都是成功的。因此,研讨会建议,对于无佐剂疫苗,体外 IC-ELISA 的产品特异性验证应该具有高优先级。另一个旨在促进实施佐剂疫苗的体外分析的优先领域是发展去除佐剂的方法,或建立一套程序可确保佐剂不会干扰免疫原性 G 蛋白的定量。 鼓励疫苗生产企业在整个新替代方法的开发和产品的具体验证中寻求与监管部门的合作和协调。最后,监管机构指出,疫苗生产商开发和实施生产过程中的质量控制测试方法,这对监测并确保最终产品的一致性是极其重要的。 本次研讨会的重点是如何将新科学和创新技术充分应用于兽用和人用疫苗效力试验的替代方法的开发、验证和实施。研讨会提出的建议将有望推动狂犬病疫苗效力试验的替代方法的实施,结果将既能确保人与动物疫苗的安全有效,又能通过优化和减少动物使用而有利于动物的福利。
个人分类: RV检测|5529 次阅读|2 个评论
狂犬病疫苗替代检定方法国际研讨会报告(4) 体外抗原定量检测
热度 1 yanjx45 2012-10-29 10:30
人用和兽用狂犬病疫苗替代检定方法国际研讨会报告 4. 取代动物使用的替代方案:体外抗原定量检测 4.1 科学现状 近年来,已经开发了许多参照一个合适的参考标准品在体外定量检测疫苗中的狂犬病毒抗原的方法。研讨会与会者回顾了这些分析并且讨论了每一种方法的验证和在全球范围内实施的机遇和挑战。 狂犬病毒刺突糖蛋白( G 蛋白)是主要的狂犬病毒抗原,在动物中显示出可诱导狂犬病毒中和抗体。狂犬病毒 G 蛋白的天然折叠形式是与病毒颗粒相联的三聚体形式且有高度的免疫原性。因此,能将糖蛋白含量等价于疫苗效力的任何体外试验和相关的检测用单克隆抗体,必须能够区分出两种构型的 G 蛋白:高免疫原性、与病毒颗粒相联的三聚体和低免疫原性、不与病毒颗粒相联或可溶的单体。建立抗原数量和质量与其免疫原性和保护性应答之间的直接关联,是一个重大和持久的问题。此外,当把含有佐剂的狂犬病疫苗效力测试包括在内时,这一障碍意味着更大的挑战。迄今为止,使用单克隆抗体(国家兽医分析实验室, NVAL 单克隆抗体 )给三聚体形式的 G 蛋白抗原定量的 ELISA , 仅在日本用于无佐剂兽用狂犬病疫苗生产和检测的批签发效力实验 (Koichiro Gamoh , NVAL (日本)。 Claudia Lopez-Yomayuza 博士 ( Justus Liebig 大学,德国)总结了可用的替代狂犬病疫苗效力检测的体外实验方法的开发,其中包括:疫苗的基因组学和蛋白质组学鉴定,抗原 / 免疫原含量的测量,抗原结构和病毒颗粒的完整性评估。需要注意的是 G 蛋白质量不与免疫原性或效力直接相关。因此, G 蛋白 ELISA 需要中和性单克隆抗体,该抗体能正确地确定存在于疫苗批中的相关抗原(与病毒颗粒相关联的三聚体)的数量。 Lopez-Yomayuza 建议,提议中的体外实验应与针对目标物种的血清学试验相关联。 研讨会期间考虑了三种用于确定灭活狂犬病疫苗效力的体外替代实验类型:酶联免疫吸附试验( ELISA )、单向辐射免疫扩散试验( SRID )和抗体结合试验( ABT )。 4.1.1 .酶联免疫吸附试验( ELISA ) 免疫捕获 ELISA ( IC-ELISA )使用抗糖蛋白抗体(单克隆或多克隆)包被的的微量滴定板捕获疫苗或生产过程中所取样品中的抗原。使用 G 蛋白三聚体构象特异性单克隆抗体检测结合的抗原,从而仅定量构象正确的抗原。 Koichiro Gamoh 博士 ( NVAL ,日本)提供了一个 IC-ELISA 的综述和详细的步骤,自 1996 年以来该方法在日本已被批准用于无佐剂兽用狂犬病疫苗的批签发效力实验。这种替代方法在进行 ELISA 之前通过凝胶过滤除去水溶性单体 G 蛋白。使用的单克隆抗体(单克隆抗体 13-10 )与天然的三聚体糖蛋白结合,而不与可溶性单体 G 蛋白结合。正如 Gamoh 强调,日本还没有要将此 ELISA 法应用到人用狂犬病疫苗批签发效力实验的打算。 据 Jean-Michel Chapsal 博士 (赛诺菲巴斯德,法国)介绍,目前法国国家药品安全局(其前身为法国健康产品医疗安全局( AFSSAPS )基于一种 D1 单克隆抗体用夹心 ELISA 法捕获和检测抗原。 D1 单克隆抗体与三聚体 G 蛋白而不与可溶性单体 G 蛋白起反应。目前在法国 ELISA 用于无佐剂人用狂犬病疫苗中 G 蛋白的定量。与狂犬病疫苗效力相关的一个主要方面是对跨膜 G 蛋白的中和抗体的诱导,免疫原性是取决于其保留的三维立体结构。因此 Chapsal 表示,在疫苗的开发过程中物理化学测试,其中包括微量量热法、表面等离子体共振、和动态光散射,可以用于了解一种疫苗的特征,特别是为了确保 G 蛋白保持正确的折叠结构。 Chapsal 也报告了用某种抗体包被和 D1 单克隆抗体检测的一种夹心 ELISA 的研发。滴定法用于针对第 6 届世卫组织狂犬病疫苗内部标准 IU 进行内部基准的校准。最后, Chapsal 说,抗原定量可能代表了 NIH 实验的一个合适的替代,只要疫苗经过了充分的鉴定,而且制造工艺流程保持严格的一致性。 Fabrizio de Mattia 博士 ( MSD 动物健康,荷兰)描述了柠檬酸钠处理磷酸铝佐剂兽用疫苗,用以吸附狂犬病毒抗原,然后用双抗体夹心 ELISA 进行定量的验证研究。测试结果表明,柠檬酸钠处理并没有改变 G 蛋白的抗原表位,在疫苗的抗原含量不同的情况下,检测结果均呈线性关系,并且这项技术可以区分高效力和低效力批次。 4.1.2. 单向辐射免疫扩散试验 ( SRID ) Lorraine McElhinney 博士 ( AHVLA ,英国)讨论了 SRID 实验与 NIH 实验的弱相关性,该实验也不能用于佐剂疫苗。发现用 SRID 实验检测疫苗效力值持续偏高,因为它不能区分与病毒颗粒相联的具有高度免疫原性的 G 蛋白病毒颗粒与其免疫原性差的单体形式。此外,采用小鼠攻击实验证明不合格的过期人用疫苗批( 2.5 IU / 毫升),在用 SRID 法检测时却能被证明合格。最后, Lyng 等 1992 年也证明,在稳定性研究中 SRID 结果与小鼠攻击实验相关性较差。因此,没有提出 SRID 为成品疫苗效力试验的替代品,虽然它可能会被考虑用于过程中监测以估计总的病毒蛋白。 Gairola 报告说,他们利用一个改良的七天 SRID 作为一个半成品疫苗的过程中监控。 4.1.3 .抗体结合试验( ABT ) ABT 是通过连续稀释的参考品或测试疫苗批与标准化的多克隆中和抗血清孵育,并使用一种荧光灶反应检测未被吸收(中和)的抗体。正如 McElhinney 博士所说,即使 ABT 可能比小鼠攻击试验有优势,它与体内试验的相关性相当差。此外,尚无数据可证明 ABT 能区分天然的三聚体的 G 蛋白与免疫原性差的 G 蛋白,并且已知道佐剂的存在会抑制抗体结合从而干扰此检定。由于存在这些问题,加之已有 IC- 捕获 ELISA 检测的开发,不推荐进一步开发 ABT 。 Gairola 博士总结了一个制造商的观点:为在狂犬病疫苗效力试验中避免使用动物,应实施和使用一致性参数和整合的方法。疫苗批签发一致性方法模式的目的是: 1 )确定用非动物试验可以准确检测的安全性和有效性的关键指征,从而避免在进行成品批签发检定时使用动物; 2 )在整个生产过程中使用质量控制程序,一旦产品一致性的关键参数有不可接受的变化,应能及时发现 ; 3 )鼓励将更新的概念(例如,质量源于设计( QBD ),过程分析技术( PAT )方法)用于疫苗质量保证 (QA) 。确定狂犬病疫苗效力和安全性的一致性的成功方法,将需要若干次过程中的检测以准确地确定相关狂犬病毒 G 蛋白的数量和完整性。这些方法可能包括 2-D 凝胶电泳和核蛋白的 ELISA 测定法,可以确定结构完整(核蛋白未能检出)的与降解的病毒颗粒(检测到释放的核蛋白)的比例。监管当局支持常规的狂犬病疫苗批签发的生产一致性参数和 / 或综合质量控制策略的开发和验证。 4.2. 研讨会讨论 研讨会与会者们同意,在 ELISA 中使用的单克隆抗体似乎是用于测量病毒相关的构象完整的糖蛋白最好的定量方法。如果可溶性 G 蛋白的存在会干扰免疫相关蛋白的检测,它应该被移除或被封闭(或两者都包括)。需要确定针对构象正确的 G 蛋白的特异性单克隆抗体与每种特定的狂犬病疫苗的保护作用的相关性。 研讨会与会者们建议,为了发展和推进狂犬病疫苗替代性体外效力检测方法,一张能标明特异性针对天然狂犬病毒 G 蛋白的单克隆抗体的亲和力、特性、来源和可用性的列表将是一个宝贵资源。然而,由于知识产权和注册许可方面的问题,并非所有可能有用的单克隆抗体都可用于检测方法的开发或商业治疗。研讨会与会者指出,由于狂犬病疫苗的生产来自于不同的病毒株,一种单克隆抗体可能无法适用于所有产品。 包括标准参考品在内的试剂的持续可用性是进行 ELISA 验证的关键。目前, EDQM 和 WHO 狂犬病标准品都是无佐剂的,但已经与加佐剂的产品进行过比较。研讨会的与会者表示, ELISA 检测法的成功开发将需要内部标准品(例如,用国际狂犬病疫苗标准品之一校准过效力的一批内部疫苗)。 研讨会与会者建议,为了使任何替代方法能成功实施并得到监管部门的批准,有必要通过使用低效力批疫苗来确定该替代方法与小鼠攻击实验能否通过之间的相关性。支持与小鼠实验结果相关联的数据,可能需要对合格的疫苗批用洗涤剂、改变 pH ,热处理或其他可接受的方法进行处理,来生成低效力批。,还可能需要对据认为是对人类或动物具有保护作用的血清学滴度进行比较。此外,研讨会的部分与会者建议,最低限度,在体外抗原定量效力试验实施后的规定期限,应考虑进行主动的上市后监测,以确认疫苗产生了适当的中和反应。 研讨会与会者不鼓励进一步发展 ABT 或 SRID 检测作为效力实验的替代实验,因为与小鼠攻击试验的相关性较差,并不能区分具有高免疫原性的与病毒颗粒相联的 G 蛋白与免疫原性较弱的单体 G 蛋白。 然而,研讨会与会者确实都同意, SRID 分析用于在过程中检测 G 蛋白总量可能是有用的。 4.3 .建议 l 狂犬病疫苗的效力取决于与病毒相联、构象完整的 G 蛋白,用能识别这样的 G 蛋白的单克隆抗体建立的 ELISA 方法看来是狂犬病疫苗效力最好的定量方法。如果可溶性的 G 蛋白的存在会干扰免疫相关蛋白的检测,它应该被移除或被封闭(或两者都包括)。需要确定构象正确的 G 蛋白特异性单克隆抗体与每个具体的狂犬病疫苗的保护作用之间的相关性。 l 鼓励生产商开发、验证和实施体外抗原定量方法,以取代小鼠攻击测试。对于无佐剂和单价的人用狂犬病疫苗(如在美国和欧盟所用的),应该优先发展体外效力试验。 l 用于成品的体外方法将需要鉴定和使用恰当的试剂(例如,单克隆抗体),这些试剂具有针对与病毒相联的三聚体形式 G 蛋白的中和表位的特异性。 l 体外替代试验的验证需要包括低效力批的识别。体外实验结果与血清学滴度的比较可能也是必要的。 l 狂犬病疫苗生产商目前在生产过程中使用的体外抗原定量方法包括 ELISA 和 SRID 。然而, SRID 并不适用于鉴定保护性免疫所必需的特异性三聚体 G 蛋白。 l 实施无佐剂疫苗体外检定方法,应考虑下列准则: 2 及早并经常与监管部门沟通 2 定义试剂,包括内部病毒株有关的参考品和二级标准品 2 生成下列高质量的数据: - 证明单克隆抗体针对保护性的具构象表位的特异性 - 证明区别合格和不合格批的能力 - 比较 ELISA 和小鼠攻击实验 - 最好能显示定性的而不是统计意义的相关性 2 比较小鼠或宿主动物的 SNT 数据 2 生成过程中的数据,以证明生产一致性 2 和监管机构一起审查数据,以确保试剂和恰当验证的相关性 2 在这个过程中尽早与国际组织协调 l 在采用佐剂疫苗体外检测方法时,考虑应用下列准则: 制造商除考虑以上所列步骤,还应考虑下列步骤: n 开发去除佐剂的方法: - 开发的数据应能确认,除去佐剂不干扰单克隆抗体检测免疫原性 G 蛋白。 n 开发直接测试佐剂疫苗的方法: - 确定被组装到成品中的 G 蛋白抗原的质量和数量。 n 考虑使用有佐剂的参考标准品,克服无佐剂的参考标准品和佐剂疫苗之间无平行性的问题。 n
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狂犬病疫苗替代检定方法国际研讨会报告(3) 小鼠血清抗体中和试验
热度 1 yanjx45 2012-10-29 10:27
人用和兽用狂犬病疫苗替代检定方法国际研讨会报告: 3. 优化和减少方案 : 血清效力测定 - 抗体定量方法 3.1. 科学现状 血清效价方法是测定接种过疫苗的动物所产生抗体的数量,再与原始攻击模型中已知可提供保护作用的参考抗体的效价进行比较。血清学方法避免了 IC 注入活狂犬病毒及其相关的不可缓解的疼痛和痛苦,同时可避免未受保护的免疫接种动物和对照组动物出现临床疾病,可显著减少小鼠狂犬病攻击实验。 Lukas Bruckner 博士 ( IVI ,瑞士)提供了一个综述,概述了改良的快速荧光灶抑制试验( RFFIT ,现在被称为血清中和试验,简称 SNT ))用于兽用狂犬病灭活疫苗的效力实验的国际合作研究的历史和现状。欧洲药品和医疗保健质量管理局( EDQM )赞助一个由 10 国 13 个实验室进行的国际合作研究,包括欧盟、加拿大和美国的实验室,旨在确认 SNT 的准确性和实验室间的可转移性。 SNT 能够区分出在当前的攻击实验中已经确定的低效力批。血清学检测,虽然不能完全消除动物的使用,确实符合 3Rs 目标:对每个试验疫苗可高达 10 倍( 8-10 与 ~ 80 )地减少动物的使用量,避免 IC 攻击方法的痛苦和疼痛。与攻击实验相比, SNT 也有更好的时间效益比( 3 周对大于 4 周)。 2011 年,欧洲药典专家组 15 次会议建议将 SNT 检测纳入修订的欧洲药典专论 0451 。研讨会与会者一致认为,该专论提供了一个重要的框架,可以由工业界用以进行为实施 SNT 所必需的产品特异性验证。研讨会以后,欧洲药典委员会在 2012 年 4 月批准了修订的该专论。 Elisabeth Kamphuis 博士 ( PEI ,德国)解释说,提议的用于兽用疫苗批签发的 SNT 是一个定性的、最多是半定量的检测,结果为通过 - 失败。多重稀释的 SNT 可以与参考品建立平行关系,可用作补充的验证方法,并且可以用来计算 IU 。多重稀释的 SNT 将可能被指定用于评估待测和参考疫苗批的稳定性、对新的标准品进行校准,并用于评价制造工艺的改变。此外, Kamphuis 还描述了一种特异性的替代人用狂犬病疫苗效力试验的多重稀释 SNT 的研究进展,监管当局和制造商提供了材料和分析设计方面的支持。目前的开发努力都集中在鉴定和优化该方法,包括确定所用小鼠的最佳年龄、免疫接种的数目,可能使用肌内而不是腹腔内接种。监管机构可能需要有定量的数据才会接受人用狂犬病疫苗批签发鉴别检定的结果。 3.2. 研讨会讨论 在研讨会的参与者中关于 SNT 的具体参数和相关的变异有相当多的讨论。具体来说,较老的老鼠拥有更成熟的免疫系统,在验证研究中接种疫苗后可能比年 幼 的动物产生稳定得多的血清学反应。 Bruckner 等人 1988 年报告了 5-7 周龄大的小鼠在接种疫苗后有一致的更高的抗体反应。此外,与标准的 3-4 周龄小鼠相比, 9-11 周龄接种疫苗的小鼠的中和血清滴度的 差异 减少了 2 倍。 检测血清学反应区分合格和不合格疫苗的最优时机,被认为是在单次、非加强的免疫接种后的第 14 天。然而, Wunderli 指出,当前可用的数据表明,免疫接种的时间延长为 21-28 天,而不是当前建议的 14 天,可以提供更准确的效力测量和 / 或减少相关变异。研讨会的与会者讨论了 SNT 的变异性并建议应考虑制备国际标准品。 研讨会的与会者普遍认为, SNT 检测有一个可以接受的、标准化的方案,该方案已经经过了充分的验证,可用于评估兽用狂犬病灭活疫苗的效力。但是,也提出了关于恰当检测低效力批的测试能力的一些考虑,建议产品特异的验证应包括补充的样品 ( 批 ) ,这些样品已被当前小鼠攻击试验确定为低效力。为此可能需要人为地生产一些低效力疫苗。 各个制造厂商必须在获得监管部门的批准之前进行替代检定方法的产品特异的验证。从历史上看,取代现有的检测需要进行比较研究以证明两种方法之间在统计上是等价的。由于与小鼠攻击试验相关联的固有变异性,定量相关性研究表明,证明这样的等价性可能是不可能的。虽然 SNT 检测低效力疫苗批的能力必须得到证明,监管当局也表示,他们认识到与定量相关的问题的复杂性,他们在进行产品特异的验证时,会邀请制造商进行开诚布公的对话。监管部门还鼓励制造商考虑通过详细的标准操作程序 (SOP) 和过程中检测控制来证明生产条件的一致性,以此补充他们的检定验证。已有推荐的 SNT 产品特异验证指南。 3.3. 建议 • 使用血清学方法(即疫苗接种和中和抗体的检测),而不是效力测试的攻击试验,将避免显著的疼痛和痛苦,避免关系到工作人员安全问题的动物活狂犬病毒的使用。相比攻击试验,该方法也可以显著减少动物的使用。 • 基于 SNT 实验室间的验证研究的结果和对欧洲药典灭活兽用狂犬病疫苗专题 0451 中所描述的方法的认可,认为 SNT 已经完全标准化,可提供一个代替小鼠攻击试验的框架,。因此,提出以下的建议: Ø 鼓励兽用狂犬病疫苗生产商与相关监管机构合作和協商,启动使用 SNT 血清学方法的具体产品的验证。验证应包括确定 SNT 是否可以识别效力不达标批,以及 SNT 结果与目前的攻击实验结果相关的程度。 Ø 根据欧洲药典专题 0451 建立的规定和指南可以促进在全球范围内实施这种方法。 Ø 兽用和人用疫苗的多个稀释度 SNT 的验证,应继续用于待检和参考疫苗稳定性的定量评估,用于校准新标准,并用于评估制造工艺中的变化。 Ø 在可行的情况下,特别是对于非佐剂疫苗,鼓励制造商考虑在批签发效力实验中直接改用抗原定量测试。 Ø
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狂犬病疫苗替代检定方法国际研讨会报告(2) 小鼠攻击试验
热度 1 yanjx45 2012-10-29 10:23
人用和兽用狂犬病疫苗替代检定方法国际研讨会报告: 2. 测定狂犬病疫苗效力的小鼠攻击试验 Peter Wunderli 博士( NED Biosystems ,美国)介绍了目前采用的小鼠狂犬病攻击实验,并提供了多方面的批判性分析。当前的小鼠攻击试验: • 每次实验使用至少 120 只小鼠,所有这些小鼠接受脑内活狂犬病毒注射,约 50 %的小鼠在安乐死之前经历无法缓解的疼痛和痛苦。 • 会产生非常不同的结果,在评估效力时可能有高达 400 %的差异。 • 产生大量的无效检定,一些实验室的报告达到 42 %。 • 对于用同样的巴斯德分离株生产的疫苗,使用非自然的传染途径(例如脑内)和疫苗接种途径(例如腹腔内),同时采用一致接受的攻击病毒株,可能导致相对效力结果的人为增加。 正如 Alexander Gaydamaka 博士( AHI ,美国)所解释的,疫苗制造商在发展可供替代的方法上面临相当大的挑战,包括:资源的限制,大多数兽用狂犬病疫苗中佐剂的存在、可以干扰准确的抗原定量检测,以及需要法规的协调,以避免出口产品的重复检定。 Holger Kost 博士(诺华公司,德国)指出,对于任何提议的效力检定替代方法,认识和确保公共健康和 / 或产品的安全性是至关重要的。因此,许多与会者指出,在短期内,当前小鼠的攻击实验将继续在全球范围内使用。 2.1. 优化动物使用的替代方案 2.1.1. 科学现状 狂犬病疫苗的效力试验从两个方面引起动物的疼痛和痛苦。首先,在试验动物的大脑中进行活病毒悬浮液的脑内注射,其次,未受保护的动物会出现临床狂犬病。 活狂犬病毒的脑内( IC )注射是一种侵入性和痛苦的过程。一些监管指南和出版物提供了合适的 IC 注射技术指导。小鼠狂犬病效力攻击试验中所做的 IC 注射足以引起导致小鼠早期死亡的创伤性组织损伤。因此,监管条例规定,注射 5 天内发生的死亡认定为非特异性的,而不属于狂犬病毒感染。经验丰富的技术人员是必不可少的,以确保效力数据库的一致性和可靠性。 WHO 手册和美国农业部文件 SAM308 提供了注射技术的一些指导,一个最佳的灭活狂犬病疫苗效力检定的实践指导由 Bruckner 等人提出。 德国和日本一直使用着装备有套筒、提供均匀注射深度的特殊针头,是一个重大改进。 人道终结点是一次实验尽早结束的标准,以减少发生在实验过程中疼痛或痛苦持续时间和 / 或降低严重程度。美国和欧洲的监管机构都制定了具体政策,在对人用和兽用狂犬病疫苗进行现行的小鼠狂犬病疫苗效力攻击试验时,以非致命性的人道终结点作为实施动物安乐死的基础。瘫痪、麻痹、和 / 或抽搐作为狂犬病疫苗效力实验的人道终结点,因为它们已被证明能准确地预测临床狂犬病毒感染,并表明出现这些体征的动物最终将死亡。小鼠狂犬病疫苗效力攻击实验中人道终结点的早期识别和使用的详细信息和训练资料录入一个人道终结点 - 致死参数( HELP )组视频产品,命名为“狂犬疫苗批效力实验中人道终结点替代死亡参数”。该视频在实验室动物实验人道终结点网站上可获得,网址 http://www.humane-endpoints.info/eng/ , 也可 在 NICEATM-ICCVAM 主页 iccvam.niehs.nih.gov . 上得到。 尽可能使用可用的科学有效的人道终结点是美国公共健康服务政策中关于实验动物人文关怀和使用的一项基本原则,也载入美国和欧洲联盟现行的动物福利法规。 2003 年 ECVAM 研讨会第 48 号报告 " 灭活狂犬病疫苗质量控制的 3Rs 方法 " 提供了一个关于小鼠攻击实验中人道终结点和用于记录临床症状进展的评分表的综述。该报告还建议,体重减少 15 %或更多,加上第 2 阶段(丧失警觉性、转圈)或第 3 阶段(共济失调、全身颤抖、抽搐)的神经系统表现,可据以更精确地确定 “不可逆转时间点”,从而允许在出现瘫痪、麻痹、抽搐等症状之前早得多的时间点就终止一个实验。 虽然体重降低在当前任何狂犬病疫苗攻击试验的人道终结点指南中未被规范,体重下降结合早期神经系统体征(例如,缓慢的圆周运动,后肢缺乏协调)已被发现是一种早于瘫痪、麻痹、抽搐等症状出现的有用的较早的终结点。最终会出现临床狂犬病和死亡的小鼠,在注射后第 4 天开始体重会下降,而在注射后第 6-9 天则会出现显著的体重减轻( 20 %)。死亡的平均时间为注射后的 10.8 天。这些数据支持使用体重减轻结合早期神经症状,作为提早终止实验的人道终结点。 2.1.2. 研讨会讨论 研讨会与会者认识到,狂犬病疫苗效力检定的最终目标是完全不用动物做试验。然而,人们普遍认为,如果仍然必须使用动物,则应该以尽可能人道的方式来使用,应该仅仅使用最小数量的动物,同时确保所检定的疫苗批的效力。 与会者讨论了如何减少或避免传统 IC 注射程序的疼痛和痛苦。兽用疫苗生产商、一个人用疫苗制造商和一个国家控制实验室(即 PEI )报告了按当前检定方案使用吸入或注射麻醉剂麻醉动物的常规 IC 程序,对测试结果无不利影响。与会者一致同意,以此丰富的经验为基础,应大力鼓励 IC 注射采用全身麻醉,并应纳入到现行的方案,以及人用和兽用狂犬病疫苗监管指南。监管机构的代表指出,在实施这种替代方法时,并不要求制造商额外进行产品特异的验证研究。欧洲和美国的动物福利法律和政策都要求考虑和使用按 3R 原则的替代方法,因此,对于动物的任何 IC 程序也应始终考虑使用全身麻醉。 研讨会与会者还讨论了 IC 注射后使用止痛剂,作为一种可能的方法,以尽量减少或避免注射后的疼痛和痛苦,也进一步减少经历早期狂犬病临床症状动物的疼痛和痛苦。缓释镇痛药丁丙诺啡可有效地抑制啮齿类动物的痛苦长达 72 小时。研讨会与会者建议研究并评估在 IC 程序中间、临床症状出现之前或开始时镇痛剂的使用,以确定它们的使用是否会影响有效的研究结果的产生。一些与会者质疑镇痛剂是否可能掩盖用于评估非致命性终结点的临床症状。但是,镇痛剂预计不会影响到作为人道终结点的神经系统体征(如:麻痹、瘫痪、抽搐),因为这些结果来自中枢神经系统的组织损坏,而不是疼痛诱导出来的。在 IC 程序后多天再进行一针或多针注射的一个担忧是与处理已受感染动物相关的安全风险。 在研讨会后,美国农业部发出一个兽用生物制品( CVB )中心公告:“大力鼓励在小鼠狂犬病疫苗攻击实验脑内接种时使用全身麻醉”。 CVB 公告 12-12 号还提供了生物制品检定的人道终结点补充指南,并重述了狂犬病攻击实验中有关人道终结点的指南。最后,在动物研究和效力实验中,如果可以证明并不影响研究结果,应鼓励使用镇痛药。 研讨会与会者还讨论了活狂犬病毒攻击小鼠的两个备用的接种途径:小鼠鼻内和外周狂犬病攻击( rabies peripheral challenge, RPC )实验。美国农业部 CVB 评论他们进行的一项研究,以验证为狂犬病毒感染使用的一个更安全、非侵入性的鼻腔( i.n. )攻击方法(采用全身麻醉)。如果发现是一个足够有效的替代方法(即不对检定结果产生负面影响), CVB 会考虑发布实施指南。在研讨会的讨论中,监管机构的代表指出,可能不要求制造商进行额外的产品特异的验证研究。 RPC 实验赋予了比 NIH 实验更显著的优势,其中包括:废除 IC 攻击;一个更自然的感染途径;通过测量疫苗的主要免疫原性增加敏感性,以及使用更成熟的小鼠和较高的病毒攻击剂量以减少差异。简单地说, RPC 实验使用单剂量疫苗的肌内给药( i.m. ), 28 天之后通过肌肉注射攻击狂犬病毒。 一个单一剂量的肌内疫苗接种更能代表常规的疫苗接种方式,并已被证明比单剂量腹腔注射人用或兽用狂犬病疫苗增加对小鼠的保护。 因此,除了以上所述, RPC 实验赋予了狂犬病疫苗检定更多的优势。然而, RPC 实验的实施可能会要求产品的具体验证。虽然研讨会参与者认为今后的工作重点应放在替换疫苗接种-攻击试验,他们建议 WHO 狂犬病专家委员会考虑 RPC 实验的验证和使用。 2.1.3. 建议 下面的指南建议在必要时进行小鼠狂犬病疫苗效力攻击实验: • 对于还没有实施的地方,监管机构和全球标准制定组织应鼓励: 在所有人用和兽用狂犬病疫苗小鼠狂犬病攻击实验的国内和国际实验法规和指南中立即加入有关人道终结点的要求。 所有的监管指南中应规定在小鼠的攻击过程中常规使用麻醉剂和适当的技术用以减少与 IC 注射活狂犬病毒相关的疼痛和痛苦。 提供镇痛药以避免或尽量减少与 IC 注射狂犬病毒有关的程序后的疼痛与痛苦,然后研究确定研究结果没有受干扰。同样,应进行调查以确定提供镇痛药是否能在无保护效果的动物中避免或尽量减少与临床狂犬病发病有关的疼痛与痛苦,同时又不会干扰研究结果。 2.2. 减少动物使用的替代方案 2.2.1 . 科学现状 目前各个国际监管机构用于检测灭活狂犬病疫苗效力的小鼠攻击实验方法,在几个方面都有变化,包括:疫苗稀释液的最低倍数,每一种稀释剂量组实验小鼠的最低数量,小鼠是否接受单剂或多剂量的疫苗,以及测试有效性的标准。例如,每种稀释剂量组使用的小鼠的数目当前要求的范围是从 10 只到 18 只。考虑到每次测试至少采用 3 个稀释度,与每组采用最低数目的小鼠相比,每组采用最高数目的小鼠可以导致多用 80 %的动物。 2.2.2. 研讨会讨论 研讨会与会者考虑了几种方法来减少当前小鼠效力试验的小鼠数目,包括: 1 )减少检定时每个稀释度所用小鼠的数量, 2 )减少稀释度的数目, 3 )限制重复检定,和 4 )同时检定多个批次。 由于当前小鼠攻击实验固有的误差,许多与会者表示不愿意在所有的稀释度中减少老鼠的数量。然而,某些疫苗制造商建议,在预计分别有 100 %或 0 %死亡率的赋形剂对照组、阳性对照组和疫苗稀释组,可以使用较少的小鼠。这个方案将马上提供一个机会,可以减少不同稀释度所需试验动物的数目。事实上,一家疫苗生产商已报告了在他们的实验方案中分别减少不同稀释度所使用的动物数量,而不会影响检定结果。然而,正如上文所述,小鼠攻击实验有高达 42 %的实验未能满足有效性标准,可能明确需要重新检定。减少稀释度的数量或每种稀释度动物的数量的努力可能导致更多无效的检定。由于无效实验和随后重复实验的增加,可能反而会增加动物的使用,因此需要评估 3Rs 的优点。然而,每年检定大量疫苗批的实验室,有足够的专业知识和检定经验,让他们积极追求减少小鼠和 / 或稀释度的数量。 在 2003 年 灭活狂犬病疫苗 3Rs 方法质量控制 ECVAM 研讨会报告 48 中,参加者建议国家监管当局调查是否可以在兽用和人用狂犬病疫苗的效力实验中引入一个单一稀释度版本的小鼠效力试验,因为它已经成功地被一个欧洲监管当局建立。然而,本次研讨会参与者并不鼓励针对实施单稀释度检定进行进一步的验证工作,因为它不能产生量化的数据,而且因为它只会产生一个通过 / 失败的结果,不能给出一个效力数值。此外,对没有效力数值的疫苗批的稳定性试验是很难解释的。 正如前面提到的,目前许多国家的人用狂犬病疫苗的指南要求重复测试以获得两个有效的小鼠效力试验的几何平均值。这一要求是由小鼠攻击实验的历史性质所驱使,可接受的 P = 0.95 的置信区间限定在 25 %和 400 %估计效力之间。 Sunil Gairola 博士(印度血清研究所,印度)报告,以提交生产数据和检定的一致性为条件,监管部门依据单次检定就可发放许可,结果使用小鼠的数量减少了 50 %。根据从 2007 至 2010 年经相关的国家质量控制实验室进行复核(即:每批两次检定)的数据,这样单次检定的超过 75 批产品都证明了生产的一致性。在每个第 6 批产品的效力检定继续进行两次实验的条件下,监管当局对单次检定的产品都予以批准。 鼓励疫苗生产企业进行研究和 / 或提供历史数据来支持取消目前要求的重复检定。单次检定的认可,将减少高达 50 %的人用狂犬病疫苗批签发检定所需的小鼠数量。当一个单次检定被考虑认可时,也应该建立标准,如由美国农业部( USDA )提供的允许采用单次效力试验的标准。美国和欧洲的监管当局估计人用和兽用狂犬病疫苗验证检定所用的小鼠总数为每年 6000 至 9200 只。研讨会与会者建议,通过严格的生产控制,来免除监管当局进行验证实验的需要,以避免重复检定。 目前,监管当局允许在同一时间检定多批次疫苗。这就允许用单一的参考疫苗和攻击病毒的单次回复滴定(确认毒力)来进行多批次疫苗的检定,可显著减少小鼠的使用。 例如,相同的阳性对照和赋形剂对照组可以为几个批次的疫苗作对照,避免了为每批疫苗设立单独对照组的需要。多个疫苗制造商证实,目前他们在进行小鼠效力攻击实验时,都是在同一时间测试多个批次的疫苗,还同时进行样品稳定性试验。 2.2.3. 建议 不鼓励狂犬病疫苗替代性单一稀释法检测进行进一步的验证工作。然而,制造商应考虑减少试验所用的稀释度的数目,只要这样做并不增加无效检定和进行复检的数量。 鼓励制造商和监管机构研究如何降低每个疫苗稀释度 ( 特别是较高和较低的疫苗稀释度 ) 所需要使用的小鼠的数量,对于赋形剂和阳性对照组也有同样的要求。评估批签发效力数据的生物统计分析以确定是否可以减少稀释度的数目和 / 或每个稀释度所需测试小鼠的数量。 人用狂犬病疫苗制造商应回顾历史检定数据,以确定是否支持省去每一批疫苗所需要的小鼠效力平行重复实验。 为了进一步减少动物的使用,制造商应在可行的情况下,使用单一的参考测试疫苗和攻击病毒的一个单一的回复滴定,在同一时间测试多个批次。 监管当局应探讨建立标准以避免各个国家在疫苗进口时额外重复进行效力实验。
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狂犬病疫苗替代检定方法国际研讨会报告(1) 前言
yanjx45 2012-10-29 10:20
人用和兽用狂犬病疫苗替代检定方法国际研讨会报告 1. 前言 为了确定替代方法的可用性和验证状态,以期在狂犬病疫苗效力检测中进一步减少、优化、取代( 3Rs )动物使用,美国国家毒理学项目替代性毒理学方法跨部门评估中心( NICEATM )和替代方法验证跨部门协调委员会( ICCVAM )举办了一次国际研讨会:“人用和兽用狂犬病疫苗替代检定方法:科学现状和未来规划”。这次研讨会是在替代检定方法国际合作伙伴组织的共同努力下组织的,包括欧盟的动物试验替代品参考实验室( EURL ECVAM )、日本的替代方法验证中心( JaCVAM )和加拿大卫生部。本次研讨会于 2011 年 10 月 11-13 日在美国爱荷华州 Ames 国家动物卫生中心举行。来自 14 个不同国家超过 80 位代表政府、工业界和学术界的科学家参加了研讨会。本次研讨会包括 16 个大会报告,随后是三个分组会议,主要集中在以下议题: l 审查目前可用的替代方法的科学现状,并确定为了使正在监管测试中的方法能立即执行所必须解决的任何尚未解决的数据缺陷。 l 制定实施策略和计划,以解决这些知识和数据方面的缺陷,获得监管机构认可、达到实用化、扩大替代方法在常规的狂犬病疫苗效力测试中的应用,从而确保能持续保护人类和动物的健康。 l 结合狂犬病疫苗效力检定的体外检定方法,精确确定目前可用于评估批与批之间一致性的过程控制参数和测试方法的有效性和合法性。 l 对当前小鼠攻击检定程序的各种修改进行评估和鉴定,以减轻或避免疼痛和痛苦,减少动物的使用。 l 确定狂犬病疫苗效力检定的当前和未来综合方法的最佳方案,以尽量减少动物的使用。 在研讨会开幕式上, William Stokes 博士( NIEHS ,美国国立卫生研究院,美国)首先解释了 ICCVAM 是一个跨部门委员会,负责推动可以减少、优化(较少疼痛和痛苦)和取代动物试验的替代方法的验证和监管机构的认可,同时保持对人类和动物健康以及对环境的保护。 ICCVAM 是由 15 个美国联邦管理和研究机构成员组成,这些机构需要、使用、产生或发布为确保人和动物健康所必需的有关毒性、安全性和其他类型的测试信息。 ICCVAM 依据法规适用性对新的、已修订的替代检定方法进行技术评估,并给各机构提供正式建议。与 NICEATM 合作, ICCVAM 和其成员机构促成超过 50 种替代检定方法获得监管部门认可。 Stokes 指出,这次研讨会是一系列专门的疫苗研讨会中的第一个,目的是进一步讨论在 2010 年 NICEATM-ICCVAM 关于疫苗效力和安全性测试替代方法国际研讨会上已经明确的优先项目。疫苗检定替代方法是 NICEATM 和 ICCVAM 目前四个最优先项目中的一个,因为有大量动物用于这类检定,还因为实验动物会经历极端的不能缓解的疼痛和痛苦。 本次研讨会的报告提供了发言者陈述中的要点,还包括对被研讨的每个关键领域的讨论总结、结论和建议。大会发言提供了关于狂犬病对公共健康和动物健康重要性的概述,当前美国和国际上人用和兽用狂犬病疫苗效力检定的监管指南,以及改进、减少和取代狂犬病疫苗效力检定替代实验的当前状态和可用性。 1.1.  狂犬病 – 公共卫生和动物卫生问题 Charles Rupprecht 博士( CDC , USA )阐述狂犬病是一种在传统的传染病中病死率最高、急性、进行性、无法治愈的病毒性脑炎。作为一种古老而被忽视的人畜共患病,狂犬病造成了 沉重的 国际负担,给公共卫生、农业和生态保护都带来危害。狂犬病毒属于弹状病毒科、狂犬病毒属,除南极洲以外各大洲都有发现。由于所有哺乳动物都易感,因此有效的疾病预防和控制变得很复杂。狂犬病毒的传播通常是通过被感染宿主咬伤而发生。在全球范围内,家犬是唯一最重要的动物储存宿主,而在发达国家,野生动物种群(例如狐狸、浣熊、臭鼬、蝙蝠等)是森林型狂犬病感染的另一个 储存宿主和 传染源。 每年,估计超过 1 千 5 百万人在狂犬病暴露后接受狂犬病暴露后预防治疗。治疗包括多次注射狂犬病疫苗和免疫球蛋白。尽管有这一高度有效的预防方法,狂犬病每年仍然引起全世界超过 70,000 人的死亡。在非洲和亚洲的发展中国家,人体暴露主要发生在年幼的儿童,并且狗构成占主导地位的传染源。在美国,人狂犬病是比较少见的,每年需要使用暴露后预防的具有潜在风险的暴露有 20,000 至 40,000 ,死亡病例每年 1-8 个。 在欧洲、日本、加拿大、美国和其他发达国家,狗和猫的强制性疫苗接种已经有效消除了这些物种中的地方性动物狂犬病。为了尽量减少人类狂犬病的暴露风险和死亡率,对狗和野生动物进行协调的大规模疫苗接种显然是最具成本效益的方式。全球消除( elimination )犬狂犬病仍然是一个现实的目标。正在进行的消除措施包括: 1 )推进犬和野生动物的疫苗接种计划, 2 )改进诊断和监测技术, 3 )建立鼓吹和提高知晓度的国际通信网络(例如,世界狂犬病日活动), 4 )供应纯净、高效价、安全、有效的疫苗。 Cristina Cassetti 博士( NIAID , USA )概述了当前由国立过敏和传染病研究所( NIAID )资助 , 开发经改进和更廉价的狂犬病疫苗和治疗方法的研究成果。这些成果包括只需要较少剂量的减毒活疫苗,以单克隆抗体鸡尾酒疗法取代狂犬病免疫球蛋白预防暴露后的个体,以及热稳定的野生动物疫苗。 NIAID 也提供重要的资源,包括新出现病毒和虫媒病毒世界参考中心( WRCEVA )和生物防御和新出现感染研究资源库( BEI )。 1.2. 狂犬病疫苗 - 美国和国际法规要求 几乎所有灭活人用和兽用狂犬病疫苗的常规批签发都需要用狂犬病毒毒株进行小鼠效力攻击实验,以确保最终产品是高效价的。当前的一个例外是日本用体外 ELISA 效力试验批签发无佐剂兽用狂犬病疫苗。对效力检定的要求在监管机构之间仅仅有轻微差异,在历史上都是基于小鼠攻击实验。因为起源于美国国立卫生研究所,故称为“ NIH 试验”。 NIH 试验使用数组小鼠,用特定批号的疫苗进行若干次连续稀释后进行免疫,然后脑内注射活狂犬病毒。在感染后第 6 - 9 天,用作阳性对照和那些没有得到疫苗充分保护的小鼠会出现狂犬病临床症状(例如瘫痪、麻痹、抽搐等)。在美国和欧盟,估计每年有 50,000-70 , 000 只小鼠用于狂犬病疫苗的效力检定和签发。 1.2.1. 人用狂犬病疫苗效力检定实验的要求 Robin Levis 博士( FDA , 美国)回顾了当前美国人用狂犬病疫苗的效力检定要求。美国联邦法规( CFR )对人用狂犬病疫苗效力的确定没有规定具体的检定方法。文件 21 CFR610.10 声明:“效力试验包括体外或体内试验,或两者兼用,是针对每个产品专门设计,能够以适当的方式明确显示其效力。所有在美国许可生产人用狂犬病疫苗的厂家坚持世界卫生组织( WHO )的指导方针,效力定义为两次有效的 NIH 测试的几何平均数,规定效力必须显示出与临床效果的关联。效价大于 2.5 IU / 剂的狂犬病疫苗可确保临床效力,能使血清中和抗体的滴度至少相当于 0.5 IU / ml ,定义此数值标志着可获得抵御疾病和死亡的保护。美国 FDA 已采纳了使用较早的人道终结点指征(如瘫痪、麻痹、抽搐),只要适用,就积极鼓励实施 。 尽管欧洲制造商经常重复进行 2 次效力检定,以满足欧洲以外疫苗进口国的要求,欧洲药典( Ph. Eur )并没有规定 NIH 实验所需要的重复次数。较早的人道终结点的使用已被明确界定和采用。 Sunil Gairola 博士(印度血清研究所)报告说,在提交稳定有效的小鼠攻击试验数据和稳定的实时动态测试参数的情况下 , 印度监管当局允许疫苗生产商使用单次小鼠效力攻击实验的数据。 正如 Jinho Shin 博士( WHO ,瑞士)所解释的, WHO 指南规定,所有批准供人类使用的狂犬病疫苗定义其效力应该是两次有效的效力试验的几何平均数。为了在整个保质期维持临床的最低效力, WHO 建议每一批人用狂犬病疫苗的效力基于与国际参比制剂的比较应超过 2.5 IU/ 剂。简单地说,狂犬病疫苗的国际标准品( IS )用于在小鼠效力攻击实验和测定糖蛋白含量的体外实验中狂犬病疫苗的标准化。 标准品从一批 Vero 细胞来源的 Pitman Moore 株 原液中制备,制造采用与第五批国际标准品 (RAV) 一样的制造程序。参照第五批国际标准品,由来自 10 个国家的 16 名参与者的一项合作研究把候选标准品的效价用国际单位表示。在用于小鼠效力攻击实验时,标定的单位含量是 8 IU / 安瓿(亦即 8 IU / ml )。 1.2.2. 兽用狂犬病疫苗的检定要求 Donna Gatewood 博士(美国农业部,美国)简要介绍了目前在美国兽用狂犬病疫苗效力检定中在按减少、优化和取代 (3Rs) 原则选择替代方法时,在产品特异的验证方面的要求和指南。 美国农业部目前要求采用有效的 NIH 实验以证明所有批签发的兽用狂犬病疫苗的效力。美国农业部为一次有效的相对效力实验规定了一个必须达到的最低要求:接受最高浓度兽用狂犬病参考疫苗稀释液( VRRV )的小鼠必须至少有 70 %( 11/16 )生存,接受最低浓度兽用狂犬病参考疫苗和测试疫苗稀释液( VRRV )的小鼠至少有 70 %( 11/16 )必须死亡 ; 标准攻击病毒( CVS )回复滴定必须证明被注射的滴度在 12-50 个 LD50 之间。如果初始试验未能满足最低的相对效力的测试要求,必需增加两次实验,将所有 3 项试验的几何平均值用于评估相对效力。来自美国和国际机构的演讲嘉宾指出,他们认识到,虽然当前狂犬病疫苗小鼠攻击试验能确保检出低效力疫苗,他们希望看到科学有效的替代方法的实施。 Gatewood 强调,实施任何兽用灭活疫苗体外替代方法将需要监管机构和制造商密切的伙伴关系,要考虑到检测参比盘 (panels) 的使用,并依赖于生产方法的一致性。 Lukas Bruckner 博士( IVI ,瑞士)解释了最近以血清中和试验分析( SNT )作为兽用狂犬病灭活疫苗效力检定所进行的国际实验室间的一次成功的合作研究,并建议纳入欧洲药典专著 0451 ,以取代 NIH 试验。在最近的 2012 年 4 月第 142 届会议上,欧洲药典委员会接受 SNT 法用于兽用狂犬病疫苗检定。
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狂犬病疫苗替代检定方法国际研讨会报告(摘要)
热度 1 yanjx45 2012-10-29 10:18
人用和兽用狂犬病疫苗替代检定方法国际研讨会报告: 科学现状与未来规划 摘 要 大多数人用和兽用狂犬病疫苗的效力检定,需要在小鼠免疫接种后使用脑内注射活狂犬病毒进行攻击实验。美国国家毒理学项目替代性毒理学方法跨部门评估中心 (National Toxicology Program Interagency Center for the Evaluation of Alternative Toxicological Methods , NICEATM) 、替代方法验证跨部门协调委员会 (Interagency Coordinating Committee on the Validation of Alternative Methods , CCVAM) 和它们的国际合作伙伴举办了一次研讨会,审查目前在狂犬病疫苗的效力试验中可能减少、优化或取代动物使用的替代方法的应用和验证现状,并确定为进一步推进替代方法的应用需要开展的研究和开发工作。研讨会与会者一致认为,在小鼠狂犬病攻击实验过程中,在进行脑内病毒注射时应采用全身麻醉,应常规采用人道终结点 (humane endpoint) 作为实施动物安乐死的基础。与会者推荐,在近期可优先采用一种可替代小鼠攻击实验、同时已经验证可确定效力的实验,如:可采用小鼠血清 抗体 中和试验。将该方法用于有佐剂的兽用狂犬病疫苗的一项国际合作研究已于近期完成。研讨会建议,体外抗原定量检测应该优先应用在人用和无佐剂兽用狂犬病疫苗的特定产品的验证中。最后,与会者建议进一步加强国际合作,加快狂犬病疫苗效力试验替代方法的开发、验证,以及监管机构的认可和实施。
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[转载]氟化石墨烯材料或可替代聚四氟乙烯
byfan 2010-11-11 19:40
氟化石墨烯材料或可替代聚四氟乙烯 英国曼彻斯特大学科学家海姆和诺沃肖洛夫因发明石墨烯而获得今年诺贝尔物理学奖。最近,他们领导的研究小组又利用石墨烯制成了一种稳定耐高温的新材料,可替代用于不粘锅的特氟龙材料,具有广泛应用前景。 海姆和诺沃肖洛夫等人在新一期纳米科技刊物 SMALL 上报告说,他们对石墨烯进行氟化处理,获得了这种新材料。现在被广泛应用的特氟龙材料的化学名称是聚四氟乙烯,是由碳元素和氟元素组成的塑料;而石墨烯是由薄薄的一层碳原子组成的物质,对石墨烯进行氟化处理后得到的材料实际上就是只有一层原子结构的特氟龙。 这种新材料同时具有石墨烯和特氟龙两种材料的优点。它像特氟龙那样化学性质稳定和耐高温,可以用于生产不粘锅和密封垫圈等产品;同时它又像石墨烯那样具有很高的强度和可用于生产半导体的电学性能。 海姆说,两方面优点的结合使得这种材料具有广泛应用前景,它不会只是被作为更薄更轻的特氟龙替代物,而是可以用在任何需要超薄、高强度、化学性质稳定、耐高温涂层的场合,比如可以用于生产发光二极管中的超薄介质。(来源:新华网 黄堃) 更多阅读 SMALL 发表论文摘要(英文)
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名字有什么意思呢?
zhyk97 2009-6-7 23:17
根据一份研究报告,迅速变得流行的产品、风格和习惯例如流行的婴儿的名字很可能以同样极快的速度失宠。Jonah Berger 和Gael Le Mens分析了法国和美国100多年的取名数据,结果发现流行的名字迅速地获得人们的宠爱,然后同样迅速地失宠。另一方面,流行性缓慢增加的名字比那些追求当前时尚的儿童的名字能持续更长时间。这组科学家提出,他们的发现可以应用于文化传播、艺术变革以及创新的扩散,它有可能反对了一个理论,即旧事物的衰落是被新事物的优势驱动的。这组作者利用了姓名的历史数据,而且还询问了即将成为父母的人们考虑为他们的孩子起什么名字,从而审视了以流行的名字为标志的文化品位如何盛衰的现象。这组作者得出结论说,由于人们寻求避免采用短暂的事物和名字,对一个事物的流行性的担心倾向于成为一个自我实现的预言,这可能引发了它们的迅速衰退。 注:其实研究一下中国人的取名系统发展过程,我想也会是很有意思的一个命题! How adoption speed affects the abandonment of cultural tastes, 作者Jonah Berger 和Gael Le Mens,PNAS,2009
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名字有什么意思呢?
zhyk97 2009-6-7 23:13
根据一份研究报告,迅速变得流行的产品、风格和习惯例如流行的婴儿的名字很可能以同样极快的速度失宠。Jonah Berger 和Gael Le Mens分析了法国和美国100多年的取名数据,结果发现流行的名字迅速地获得人们的宠爱,然后同样迅速地失宠。另一方面,流行性缓慢增加的名字比那些追求当前时尚的儿童的名字能持续更长时间。这组科学家提出,他们的发现可以应用于文化传播、艺术变革以及创新的扩散,它有可能反对了一个理论,即旧事物的衰落是被新事物的优势驱动的。这组作者利用了姓名的历史数据,而且还询问了即将成为父母的人们考虑为他们的孩子起什么名字,从而审视了以流行的名字为标志的文化品位如何盛衰的现象。这组作者得出结论说,由于人们寻求避免采用短暂的事物和名字,对一个事物的流行性的担心倾向于成为一个自我实现的预言,这可能引发了它们的迅速衰退。 注:其实研究一下中国人的取名系统发展过程,我想也会是很有意思的一个命题! How adoption speed affects the abandonment of cultural tastes, 作者Jonah Berger 和Gael Le Mens,PNAS,2009
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明天的肉糜在哪里
eloa 2009-3-5 13:02
云无心 发表于 2009-03-05 11:00 记得有一部很老的电影里,村长对乡亲们说等到实现了共产主义,就可以每天吃上猪肉炖粉条了。尽管素食主义的呼声一浪高过一浪,人们对于肉的追求还是占了主流。何不食肉糜之所以可笑,是因为肉糜是富足生活的标志,如果说何不吃小米,大致也就不会贻笑千年。所以,很容易理解全世界的肉类需求量为什么越来越大:一方面是人口的不停增长;另一方面,能够每天吃猪肉炖粉条的人越来越多。比如,1985年中国的人均肉类消耗量为一年20公斤,到了2006年,这一数字上升到了50公斤。 从整个地球能量转化的角度来看,所有的肉来都来自于太阳:植物依靠阳光生长,动物吃植物生长,人类从动物身上取肉。虽然说这个过程是可持续发展的,但是,地球上的土地是有限的,能够生长的植物也是有限的,因而能够供养的动物也就是有限的。人类的人口和胃口在不停地增长,地球能够提供足够的肉来满足人类日益增长的肉类需求吗?在全球粮食价格持续上涨的大趋势面前,肉类的供求关系必然趋向紧张。素食主义者们大可以号召人们不吃肉,可是对于爱吃肉的人们来说,明天的肉又在哪里呢? 出路之一提高植物动物的生产效率 人们很难增加耕地的面积,而实际上是在不可避免地减少,但是人们可以种植高效的作物。无论是传统的杂交育种还是新兴的转基因技术,都是为了让人们在同样大的地球上长出更多的植物来。 更多的粮食产量,自然就可以喂养更多的动物。另一方面,人们还可以提高动物产肉产奶的效率。再一次地,现在生物技术改良的品种,更加合理高效的饲料,可以把饲料转化为肉、蛋、奶的效率大大提高。当猪的出栏时间从一年降到半年,鸡的生长期从六个月缩短到三个月,肉的产率就可能成倍地提高。 问题是,这种方式面临着无数的批评和疑虑。新技术的安全性是永恒的话题,无论有多少科学证据,人们还是会怀疑没有发现危险并不代表着没有风险。另一方面,无论生物技术如何先进,动物都只能把植物中很少的一部分营养成分转化成肉。生产一公斤的肉,总是需要几公斤的饲料(对于牛肉大概是8左右),还有上千公斤的水。换句话说,这种方式的可能达到的效率依然不高。 出路之二植物蛋白合成肉 肉的最主要成分是蛋白质,植物中也含有很多蛋白质。如果能够直接把植物蛋白变成肉,那么肉的生产效率无疑就要高得多了。在目前,植物生产蛋白质效率最高的是大豆,所以用植物蛋白来制造肉的尝试,基本上也就都集中于大豆蛋白。 在大豆蛋白中加入一些有粘接作用的食物成分,再经过挤压成形,可以获得跟大豆蛋白的本来形态完全不同的东西。下面这个做得比较好的产品,商品是干的,容易保存运输,放在水中浸泡之后就成了下面的形状。 这时候可以像真正的肉一样撕成纤维的形状。 它可以加到肉里取代一部分的瘦肉。这样的东西具有跟瘦肉类似的蛋白质含量和氨基酸组成。因为来源于植物,所以不含有脂肪和胆固醇。从这个意义上说,甚至比真正的肉更优越。它的口感也接近肉。但是,要把它称为肉替代品还是非常勉强,它的味道跟肉实在是具有太大的差距。所以,所谓的替代,只是接近了肉的口感,达到或者超越了肉的营养价值而已。在其它方面,则还很欠缺。 这样的产品在一开始以素肉的名义来推销,结果相当地失败。当人们看到素肉二字,想当然地认为把它当作肉来烹饪就行了。当结果与期望相去甚远,这个产品也就被打入了冷宫。在北美市场,替代肉这个概念只在开发人员和经销商之间存在,它的商品名称是一个完全新造的词。开发人员需要针对具体的食品,开发新的配方,从而避免口味上的问题。比如说,在一个替代金枪鱼的应用中,差不多一半的鱼肉被这种产品所替代,然后加入了适当的色素和香料。最后,当顾客在超市里发现一种便宜的金枪鱼罐头,买来一吃,发现也不错。不明白为什么便宜,去看说明的时候才发现原来是用了植物蛋白替代鱼肉。 因为植物成分替代了一部分肉,降低了食物中的脂肪和胆固醇,也降低 了热量,对于不小的一部分人有着相当大的吸引力。在北美,这种植物成分替代肉的应用有了不少成功的例子,比如汉堡、火腿肠、鸡肉丸子、牛肉烧烤等等。而中国人更习惯于自己在家做饭,类似的产品往往以素肉的名义直接卖给顾客,而顾客很难做出色香味接近真正肉的食物来,所以往往也就浅尝辄止了。 在肉类价格全球性地上涨并且很难逆转的现实面前,用植物成分来替代肉提供了一条缓解需求的旁门小道。它不能满足挑剔的食客的要求,但是对于不排斥非传统食物,也不那么执著于天然味道的人来说,也还是一个不错的选择。 出路之三不长动物只长肉 在组织培养技术、干细胞技术得到了飞速发展的今天,可不可以直接由细胞长出肉来呢?这样的想法首先来自于美国宇航局。在宇航员飞向遥远星球的漫长旅途中,天天吃罐头也不是个事儿。在宇宙飞船里养几只小猪小鸡大概也不现实,所以不长动物只长肉的人造肉想法浮出了水面。 2001年,美国人和荷兰人各自申请了人造肉的专利。他们通过培养肌肉细胞,然后让细胞附着在一些能吃的基质表面,从而得到肉。这样生产的肉没有微生物的污染,也就用不着抗生素之类常规饲养中受人诟病的东西。同时,这种方式不产生粪便废气等环境污染,蛋白质转化的效率也大大提高。 作为科学概念和实验尝试而言,人造肉是成功的。对于提高肉类生产效率和减轻环境压力,也描绘和一幅美丽的图画。不过,它面临的挑战依然很大: 首先,这样生产出来的肉跟常规的肉也还是有相当大的差异。比如说,因为没有血管,无法输送养分,所以长出来的肉只会有薄薄一层。只有把这些薄薄的肉层堆起来,才能得到一块肉。或者,直接把这些肉层拿去做肉馅之类。这些肉在营养成分上不难接近传统的肉,但是在色、香、味、形等方面,却差异巨大。人们能否接受,依然很难说。 其次,生产成本能否降到与传统肉相竞争的地步。虽然说营养成分的转化率大大提高,但是对于培养液的要求也提高了。如何生产出经济实惠的培养液,也是需要解决的问题。 第三,安全问题。虽然在生产过程中没有致病细菌的污染,但是作为一种新的东西,也必须要进行足够的安全性检验。 虽然问题很多,但是它毕竟是一条看起来可以走下去的路。对于动物福利者来说,这种方式避免了对动物的屠杀,显然要人道多了。所以,著名的动物福利组织PETA悬赏一百万美元,提供给在2012年之前成功把人造鸡肉市场化的科学家。成功的要求是:一、合成出味道和口感与常规鸡肉无差别的人造鸡肉;二、被批准生产的人造鸡肉成功地在美国10个以上的州进行商业化的销售,其价格与常规鸡肉相当。 结语多管齐下 就为人体提供营养成分来说,肉可以有高效的植物性食品来代替。但是,吃饱毕竟不是人们吃饭的唯一目的,口服之欲经常超越了营养的需求。地球上的人口不可能不增长,人们不可能停止追求更多的享受。所以,对肉的需求就不可能停止。在可以预见的将来,这种需求只会越来越大。 人类粮食问题的解决没有一个一蹴而就的简单方案只能多管齐下。肉的问题也是如此,开发推广美味的植物性蛋白食物,应用新兴技术提高养殖业的效率,甚至改变肉的生产方式,都是可以而且应该努力的方向。
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