新藥開發常面臨致命隱憂：候選藥物順利通過早期動物試驗，卻在臨床階段才顯現中樞神經系統（central nervous system, CNS）的副作用，成為藥物研發最沉重的代價之一。傳統日間「功能觀察組合（functional observational Battery, FOB）」或「歐文氏觀察試驗（Irwin test）測試」容易忽略夜行性大鼠的活躍期與壓力干擾盲點，導致危險訊號「隱形」。由英國NC3Rs中心CRACK IT計畫支持Actual Analytics開發的「籠內分析儀（home cage analyser, HCA）」，整合紅外線影像與RFID追蹤技術，實現24小時連續、非侵入式監測。2025年，在《
Frontiers in Toxicology》發表的多藥廠聯合研究證實該系統能精準捕捉夜間低活動訊號，填補傳統測試的關鍵盲區。
HCA捕捉夜間低活動現象，填補傳統FOB/Irwin測試盲區。 (AI生成示意圖)
傳統人工觀察的日與夜盲區
在現行法規框架（ICH S7A）下，評估藥物對神經系統的影響，主要依靠 FOB 與 Irwin 測試。這類間歇性測試通常在白天進行，不但錯過了夜行性大鼠最為活躍的夜間時段。此外，研究員開籠抓取所引發的短暫壓力反應與興奮感，也可能會掩蓋掉藥物本身的鎮靜或抑制效應，使得危險訊號難以發現。
連續性非侵入監測技術的實證突破
為克服上述盲點，由Actual Analytics開發的HCA系統應運而生。此系統結合了紅外線攝影與RFID追蹤技術，能在不驚擾大鼠的前提下，可以24小時連續且非侵入式地追蹤其移動痕跡、站立次數與皮下體溫等關鍵生理與行為指標。由查爾斯河實驗室（Charles River Laboratories）、愛丁堡大學聯合阿斯利康（AstraZeneca）、葛蘭素史克（GSK）與強生詹森（Janssen）等藥廠，實際應用這套系統進行了一項具說服力的聯合驗證研究。團隊刻意挑選了三款歷史案例藥物，這些藥物曾完美通過傳統FOB/Irwin測試，卻在後續開發中因神經副作用失敗。當這些藥物放回HCA重新測試時，系統精準捕捉到大鼠在夜間本該活躍的時段，出現了明顯且持續數天的「活動力低下（hypoactivity）」現象。這項研究證實了連續監測確實能揭露傳統日間測試無法察覺的危險訊號。愛丁堡大學暨Actual Analytics公司的Douglas Armstrong教授指出「這項研究是籠內監測領域的里程碑，驗證連續、非侵入式行為監測能揭示傳統方法遺漏的安全訊號。」。它不僅驗證了硬體技術，也提升藥廠在早期決策上的判斷力。
推動法規毒理學與 3Rs 實踐的雙向升級
HCA的價值不僅在於科學精確性，更深度實踐了實驗動物3Rs原則。大鼠可全程留在熟悉的群飼環境，免除頻繁抓取的恐懼（細緻化），未來有望直接整合進為期28天的常規毒理試驗中，減少為獨立測試而額外犧牲的動物數量（減量）。對此，英國NC3Rs科學與技術總監Anthony Holmes博士高度肯定這項產學合作，認為它完美示範如何將3Rs理念，從早期概念落實到實際應用，在提升動物福祉的同時，也推動了藥物安全評估的進步。Holmes博士特別強調：「籠內監測提供傳統間歇測試無法實現的行為洞察，有望轉型整個臨床前安全性評估。」
未來，這些連續且龐大的動態數據將與人工智慧（AI）深度結合，科學家正致力於開發專屬動物行為的「數位生物標記（digital biomarkers）」，能夠在動物出現明顯病痛前發出警報，實現更早期的人道介入（humane endpoints）。這場從間歇觀察邁向連續自動化評估的技術轉型，無疑將為新藥開發的安全性與實驗動物福祉，立下全新的標竿。
相關連結
編譯：梅玉瑩 助理研究員，吳建男 獸醫師
校稿：鄭獻仁 副研究員