小鼠不再被犧牲 藥毒所推亞洲首個AI平台評估農藥致敏性 | 環境資訊中心
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小鼠不再被犧牲 藥毒所推亞洲首個AI平台評估農藥致敏性

2023年03月09日
環境資訊中心記者 廖禹婷報導

農委會農業藥物毒物試驗所昨(8日)宣布,攜手國家衛生研究院及台大獸醫學系組成研發團隊,打造亞洲首個以人工智慧評估農藥產品致敏性的平台,過程完全不需動物實驗,每次試驗可減少30隻小鼠犧牲;測試期程也大幅縮短,過去一次試驗需耗時三至五週,透過平台可在四天內完成測試。

藥毒所打造亞洲第一個以人工智慧評估農藥產品致敏性的「皮膚過敏性評估人工智慧演算平台」。攝影:廖禹婷

取代動物實驗 藥毒所開發AI平台評估農藥致敏性

台灣2010年起在農藥試驗研究中導入實驗動物3R政策:替代(Replacement)、減量(Reduction)、精緻化(Refinement),2020年則開始推動精進政策,希望朝替代動物目標邁進。

傳統皮膚過敏性試驗最早是以天竺鼠進行動物試驗,一次實驗約需60隻天竺鼠,方法是剃除其背部毛髮後敷上沾取化學品的布料,觀察天竺鼠皮膚過敏發炎情形,並預估在人體上可能出現的反應。藥毒所自2012年引進小鼠試驗,改為將化學品局部塗抹於小鼠耳朵,減輕化學品劑量同時也降低動物不適感,所需小鼠數量也降為30隻。

即使動物試驗方法日益精進,但「這些動物參與實驗後還是要被犧牲」,藥毒所副研究員、獸醫師廖俊麟指出,「皮膚過敏性評估人工智慧演算平台」透過人工智慧(AI)技術辨識化學品與過敏機制相關的關鍵結構,並結合人體細胞試驗,預測人體暴露於農藥時可能發生的過敏發炎反應,過程完全不需動物實驗。

廖俊麟指出,平台測試時間也從過去動物試驗所需的三至五週,減少為四天。一次評估費用約為3至5萬,即使後續再加上人體細胞試驗的費用,整體也遠低於藥毒所一次動物試驗的收費(約18萬)。

藥毒所開發AI平台協助評估農藥致敏性,過程完全不需動物實驗。示意圖。圖片來源:Louis Reed/Unsplash

亞洲首創農藥致敏性系統 法規完善可望擴大至其他化學品

此次平台導入AI用以協助評估農藥致敏性,國衛院研究員童俊維解釋,目前市面上買得到的化學結構高達幾十億種,每種化學結構又可衍生出幾萬種衍生物,難以一一進行致敏實驗,靠AI整合過去實驗得出的致敏性數據,分析不同化學成分間的致敏關聯性,就能進一步預測農藥致敏性。

未來平台可同時評估製成農藥的主要核心成分「A.I.(Active Ingredient)」及添加其他佐劑的最終成品(product)。童俊維說,國外類似的預測模式多用於工業用化學品或化妝品,該平台不僅在亞洲,更可說是全球首個能精準預測農藥皮膚致敏性評估系統。

平台納入人體細胞試驗則與「濃度」預測有關。台大獸醫系副教授王家琪說明,待未來數據更豐富後,可預測化學品在不同濃度可能引發的過敏反應,針對特定農藥精準判斷人體暴露在低、中或高濃度下的過敏反應。

廖俊麟表示,目前已完成平台驗證程序,正與農藥主管機關防檢局溝通,待未來一至兩年內相關法規通過,平台即可正式接案。除了農藥以外,未來平台技術也能運用在醫藥品、化妝品等其他化學品的安全測試研究上,不過仍有待各部會主管機關修改相關法規。