今天討論三個問題

1. 為什麼這個研究需要使用動物？
2. Replacement、Reduction、Refinement 分別要注意什麼？
3. 作者的研究設計與結果是否合理？還有帶出哪些倫理問題？

今天的節奏

1. 先用一個 paper 說明如何提出 3Rs 問題
2. 交換自己的 anchor paper 觀察
3. 用 3Rs 整理動物使用的理由與動物可能承受的影響
4. 用 harm-benefit analysis 連接科學效益與倫理判斷
5. 用一個簡化案例練習提出審查問題

這週來練習「問問題」！

從 paper 到 3Rs 問題

• 讀到一篇動物研究時，先看看研究設計方面：

  1. 這個問題是否必須在活體動物身上觀察？
     • 例如：生長、體溫調節、代謝、免疫反應、疾病進程或行為
  2. paper 哪一段說明作者為什麼使用動物？
  3. 哪些程序會造成主要的疼痛、不適、壓力或長期影響？
  4. 哪些資訊不足，讓我們還不能判斷 3Rs

參考 paper｜先看研究問題

參考 paper｜abstract 裡找出三個部分

從重點標示到倫理問題

• 找出三部分標示後，進一步思考：

  • Replacement：這個問題有哪些部分無法由非動物方法回答？
  • Reduction：48 隻仔豬是否有足夠理由，不只是數量看起來多或少？
  • Refinement：管灌餵食、低溫暴露與終端採樣的疼痛、不適或壓力如何被降低？
  • Scientific validity：如果實驗設計無法可靠回答問題，動物使用就失去倫理基礎。

看到現實限制，轉成可以延伸思考的問題

• 新生仔豬體溫調節：哪些結果必須在活體仔豬身上觀察？
• 低溫暴露與終端採樣：哪些程序必要？哪些地方需要說明 refinement？
• 豬場田間試驗：現場無法完全控制時，作者如何補強紀錄與對照？

現實限制也是倫理判斷的一部分

• 動物實驗很少能達到完美的 3Rs，但仍需要持續檢查與精進

• 面對條件限制時，更要清楚說明：

  • 哪些限制真的存在？
  • 研究者嘗試了哪些替代或降低傷害的方法？
  • 動物仍需承受的疼痛、不適或壓力，是否有足夠的研究目的與可靠設計作為理由？

先從 anchor paper 開始

兩到三人一組，先各自花 1 分鐘整理想法，再交換以下三項觀察：

1. 這篇研究想回答什麼問題？
2. 為什麼作者需要使用動物？
3. 目前看到哪一項倫理或 3Rs 問題？

每人分享約 2 分鐘；聽的人從下一張提問卡參考提出問題。

提問卡

不知道要問什麼時，可以從這裡選一題：

1. 你是根據 paper 哪一段做這個判斷？
2. 如果不用活體動物，有沒有其他方法可以先回答一部分？
3. 哪一個程序最可能造成疼痛、不適或壓力？
4. paper 還缺少哪些資訊，讓你無法判斷？
5. 如果這個設計回答不了研究問題，動物使用的理由會不會變弱？

動物倫理從研究問題開始

• 研究目的：這個問題為什麼值得回答？
• 動物使用的必要性：哪些資訊必須由活體動物取得？
• 動物可能承受的影響：動物可能承受哪些疼痛 (pain)、不適或壓力 (distress)，或長期傷害 (lasting harm)？
• 科學可行性：目前的設計是否有機會回答研究問題？

因此，動物使用的必要性、動物可能承受的影響與科學可行性需要一起評估。

3Rs 在現今實驗設計中的角色

Replacement｜先確認活體動物是否必要

• 是否已有 cell、tissue、organoid、computer model 或既有資料可以回答問題？
• 能否先用非動物方法篩選，再將少數必要問題帶入動物研究？
• 若仍需要活體動物，哪一個結果必須在動物身上觀察？

先確認這個問題是否必須在活體動物身上觀察，再決定是否需要使用動物。

Reduction｜動物數要能回答研究問題

• 動物數量應有明確的估算依據
• 分組、主要結果與變異控制會影響需要的動物數
• 共用適當的 control、資料或組織，有時可以避免重複使用動物
• 數量過少而無法回答問題，同樣可能浪費動物

Reduction：使用足以回答問題、但不超過必要範圍的動物數。

Refinement｜降低研究過程造成的疼痛與不適

• 動物來源、運輸、適應 (acclimation) 與飼養管理 (housing)
• 操作與保定 (handling & restraint)、採樣 (sampling)、麻醉與止痛 (anesthesia & analgesia)、適應期 (acclimation)
• 監測頻率、人道終點 (humane endpoints) 與異常處置
• 人員訓練、程序可行性與實際紀錄

Refinement 從動物進場前開始，持續到研究結束。

Refinement 也影響資料能不能解讀

• 動物承受疼痛、不適、壓力或長期影響時，

例子｜連續採血可以怎麼 refinement？

回到 anchor paper

現在各寫下一句：

1. Replacement：作者為什麼仍需要活體動物？
2. Reduction：文章提供了什麼動物數量估算依據？
3. Refinement：哪一項程序或監測最可能造成疼痛、不適或壓力？

無法從 paper 找到的資訊，也是一項閱讀結果。

Paper 沒寫，也是一項閱讀結果

閱讀 paper 時，可以把資訊分成三類：

第一節先記住三件事

• 研究問題要能說明為什麼需要使用動物
• 3Rs 會影響方法、動物數量、操作程序與監測方式
• paper 沒寫清楚時，先記下需要作者說明的地方

動物實驗設計需要把「為什麼做」和「怎麼做」說清楚。

傷害–效益評估 (Harm–benefit analysis) 在比較什麼？

研究設計也影響倫理判斷

如果研究設計無法產生可解讀的資料：

• 動物仍然承受研究程序造成的疼痛、不適或壓力
• bias 或 confounding 可能使結果無法判斷
• 不清楚的 outcome 可能讓主要問題沒有答案
• 不完整的紀錄可能使結果無法被檢查或重複利用

設計良好不保證得到預期結果，但應降低可以事前避免的失敗。

案例背景｜飼料添加物為什麼需要評估？

飼料添加物會影響動物的生長、健康、飼料利用或產品品質。

在台灣，飼料添加物屬於公告管理的品目，常見類型包括：

• 微生物、益生素、酵素
• 胺基酸、維生素、礦物質
• 植物萃取物或天然有效成分
• 保存、品質或製程相關添加物

因此，研究者需要說明：效果、安全性、使用對象與劑量是否合理。

案例討論｜一項飼料添加物試驗

研究者想了解一種新添加物是否改善離乳仔豬的生長表現。

舉例一下

從一個不清楚的地方開始：

計畫書沒有指定主要的觀察指標 (primary outcome)？

可以變成一個問題：

本研究主要想判斷哪一個結果？體重增加、飼料效率、血液指標，還是疾病發生率？

案例討論流程

這個案例先不要求完整改良設計。每組只完成一個問題：

1. 選出一個最需要先釐清的地方
2. 看它比較接近 Replacement、Reduction、Refinement，或研究設計問題
3. 寫成一句可以請研究者說明的問題

用 3Rs 重新檢查這個案例

兩到三人一組，先從下面挑一個問題：

1. Replacement：哪些問題必須在活體仔豬中回答？
2. Reduction：40 頭的理由是否足夠？還需要哪些資訊？
3. Refinement：每週採血是否必要？如何降低疼痛、不適或壓力？
4. 研究設計：沒有 primary outcome，會造成什麼判讀問題？
5. Monitoring：如何處理生病、退出與 humane endpoint？

審查問題如何促成設計修正

這個案例至少需要補充：

• 明確的研究目的與 primary outcome
• 活體動物及重複採血的必要性
• 動物數的設計與分析依據
• 動物監測、退出條件與 humane endpoints
• 預期效益與動物可能承受影響的相對關係

好的倫理問題，會讓研究設計在開始前變得更清楚。

今天的三個核心觀念

1. 動物使用要有必要性：研究問題應說明為什麼必須在活體動物身上觀察。
2. 3Rs 改變研究設計：不只是申請書中的三個欄位。
3. 研究設計要能支持預期效益：否則動物承受疼痛、不適或壓力後，仍可能無法回答研究問題。

下週課前｜再看一下你的 anchor paper

配合 Week 3「動物研究的應用與限制」，請先標記：

1. 這個 animal model 代表哪一個研究對象或生物過程？
2. 它可以回答研究問題的哪一部分？
3. 哪一項差異或研究條件，可能限制結果的解釋範圍？

不需要準備完整報告；在 paper 上留下三個註記即可。

本週參考資料與延伸閱讀

• NC3Rs. The 3Rs
• Lauwereyns et al. (2024). Toward a common interpretation of the 3Rs principles in animal research
• Wurbel (2017). More than 3Rs: the importance of scientific validity for harm-benefit analysis

本週先讀 NC3Rs 的 3Rs 定義；其他資料依需要延伸