李昀澤 陳 紅

(1.江蘇省中醫(yī)院 南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，南京 210029)(2.連云港市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心，連云港 222000)

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物是藥品檢驗(yàn)檢測(cè)工作的基礎(chǔ)和重要支撐條件，其應(yīng)用幾乎涉及到醫(yī)藥科學(xué)的各個(gè)研究領(lǐng)域[1-2]。據(jù)報(bào)道，1901—2010年67.5%的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)成果是通過(guò)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物或動(dòng)物實(shí)驗(yàn)獲得的[3-4]。因此，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理工作具有十分重要的意義。連云港市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心的藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中，50%以上的研究需要使用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物或者進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)；江蘇省中醫(yī)院基礎(chǔ)藥理室主要從事中藥復(fù)方制劑、新藥臨床前藥理研究及醫(yī)院承擔(dān)的國(guó)家級(jí)、省部級(jí)藥理學(xué)相關(guān)研究工作，近5年完成動(dòng)物實(shí)驗(yàn)近200項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理水平不僅直接影響科研數(shù)據(jù)和結(jié)果的準(zhǔn)確性，同時(shí)直接關(guān)系到工作人員的健康安全和環(huán)境安全[5-7]。

區(qū)塊鏈?zhǔn)墙陙?lái)出現(xiàn)的新技術(shù)，由一個(gè)共享的，容錯(cuò)的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)和多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)組成。它是分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、共識(shí)機(jī)制、加密算法等計(jì)算機(jī)技術(shù)的新型應(yīng)用模式，是多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組合來(lái)解決一個(gè)核心問(wèn)題的新算法。它的本質(zhì)是作為一個(gè)去中心化的數(shù)據(jù)庫(kù)，是一串使用密碼學(xué)方法相關(guān)聯(lián)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)塊，每一個(gè)數(shù)據(jù)塊中包含了一批次的信息，用于驗(yàn)證其信息的有效性和生成下一個(gè)區(qū)塊[8]。本文討論擬在連云港市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，提升實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理水平，更新實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理模式，并根據(jù)區(qū)塊鏈技術(shù)的特性，設(shè)計(jì)方案，評(píng)價(jià)應(yīng)用后的實(shí)際效果。

1 目前實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理工作中存在的短板

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物工作不僅對(duì)專業(yè)知識(shí)要求較高，其涉及的應(yīng)用領(lǐng)域和監(jiān)管環(huán)節(jié)也較廣泛，在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理中，專業(yè)型管理人才相對(duì)較為缺乏，嚴(yán)重制約了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理水平和質(zhì)量。我國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物行業(yè)起步較晚，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物設(shè)施投入相對(duì)有限，監(jiān)管和法制宣傳不足，造成實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理中設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法得到統(tǒng)一。另外，部分實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的購(gòu)買、檢疫、處置等較為隨意。這些問(wèn)題帶來(lái)嚴(yán)峻的生物安全隱患，這也是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理工作需要持之以恒常抓不懈的基本內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)作為藥品檢驗(yàn)檢測(cè)工作發(fā)展的基礎(chǔ)和支撐條件是提升藥品檢驗(yàn)檢測(cè)領(lǐng)域創(chuàng)新能力的關(guān)鍵因素之一[9]，同時(shí)在醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物也常用來(lái)復(fù)制多種人類疾病，如江蘇省中醫(yī)院腦病中心常使用的阿爾茨海默病模型及缺血性腦血管病模型等，甚至是感染或者傳染性病原體實(shí)驗(yàn)，如猴痘模型及禽流感模型等，廢棄的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物或者實(shí)驗(yàn)器具可能帶有大量致病菌或病毒，若處置不當(dāng)，極易引發(fā)生物安全事故[10]。在一些實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生物安全檢查中，部分實(shí)驗(yàn)動(dòng)物尸體被隨意丟棄或進(jìn)入市場(chǎng)，同時(shí)存在部分動(dòng)物實(shí)驗(yàn)器具未經(jīng)消毒帶入動(dòng)物房，實(shí)驗(yàn)廢棄物隨意放置等問(wèn)題。對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物尸體及廢棄物的管理仍是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理工作的薄弱環(huán)節(jié)，以上現(xiàn)狀也說(shuō)明了，目前的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理模式存在漏洞，必須引入新的技術(shù)改進(jìn)管理模式，才能避免出現(xiàn)安全隱患。

2 區(qū)塊鏈技術(shù)的源流和理論基礎(chǔ)

區(qū)塊鏈概念較早出現(xiàn)在中本聰?shù)陌灼?shū)中，2015年，《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》刊發(fā)了一篇題為《區(qū)塊鏈的承諾：信任機(jī)器》的封面文章[11]，認(rèn)為區(qū)塊鏈技術(shù)是創(chuàng)造信任的技術(shù)，擁有改變?nèi)藗冎g合作模式以及商業(yè)合作模式的巨大影響力。有研究[12]提出，區(qū)塊鏈技術(shù)是一種去中心化的數(shù)據(jù)庫(kù)，兼具公開(kāi)性和透明性特征。中國(guó)工業(yè)和信息化部在其白皮書(shū)中提出，區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N基于計(jì)算機(jī)分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、加密算法、共識(shí)機(jī)制等技術(shù)的新型應(yīng)用范式[13]。

區(qū)塊鏈本質(zhì)上是一種以現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、現(xiàn)代密碼學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，集合分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、共識(shí)機(jī)制、加密算法等的應(yīng)用模式[14-15]。區(qū)塊鏈技術(shù)也為即將到來(lái)的元宇宙奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 區(qū)塊鏈特色技術(shù)

3.1 分布式文本技術(shù)

管理文本由分布在不同地方的多個(gè)節(jié)點(diǎn)共同完成，且每個(gè)節(jié)點(diǎn)記錄的都是完整文本，均可用于監(jiān)督實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理的合法性和有效性。運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)的“免信任”特性，能讓實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理機(jī)構(gòu)創(chuàng)建全民認(rèn)同的智能身份認(rèn)證系統(tǒng)。例如，連云港市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心通過(guò)開(kāi)發(fā)利用區(qū)塊鏈記錄實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的購(gòu)買、飼養(yǎng)、使用、退出的完整情況，生成智能條碼，在每個(gè)動(dòng)物的身上放置標(biāo)簽；無(wú)論是管理檢查，或是科研設(shè)計(jì)，只需要提供條碼，就可以借助區(qū)塊鏈技術(shù)完成信息的認(rèn)證。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物處理也可以使用區(qū)塊鏈技術(shù)，智能條碼可以最終記錄該實(shí)驗(yàn)動(dòng)物被處理地點(diǎn)以及處理人等信息；如出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物尸體被隨意丟棄、實(shí)驗(yàn)廢棄物隨意放置等問(wèn)題，便會(huì)因執(zhí)行流程出現(xiàn)缺漏，而做到實(shí)時(shí)提醒操作者及管理者。不僅能為上級(jí)管理部門節(jié)省寶貴的人力物力，也可以讓科研成果更加值得信任。

3.2 非對(duì)稱加密和授權(quán)技術(shù)

存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上的文本信息都是公開(kāi)的，但身份信息是高度加密的，只有在數(shù)據(jù)擁有者授權(quán)的情況下方可訪問(wèn)，能夠保證數(shù)據(jù)安全與個(gè)人隱私?？梢越o管理者設(shè)置身份信息，加密安全的情況下隨時(shí)隨地調(diào)取數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)人員具有免信任特性的檔案身份認(rèn)證系統(tǒng)作為智能“身份證”，讓每個(gè)實(shí)驗(yàn)人員的區(qū)塊鏈身份證顯示姓名、照片、在線頭像、聯(lián)系方式等，同時(shí)可讓身份證嵌入一個(gè)不可更改的密鑰，其中包括創(chuàng)建日期、密鑰 ID、簽名欄、專屬二維碼、交易編號(hào)和哈希算法證明等區(qū)塊鏈的獨(dú)特標(biāo)記。同時(shí)，在發(fā)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)，區(qū)塊鏈的非對(duì)稱加密術(shù)，也可以維護(hù)報(bào)告的權(quán)威性和知識(shí)產(chǎn)權(quán)，還能有效地增強(qiáng)私密檔案信息的安全性，全國(guó)推廣后可作為科研成果的有力背景資料。

3.3 共識(shí)機(jī)制

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物處理節(jié)點(diǎn)通過(guò)何種方式達(dá)成共識(shí)并認(rèn)定一個(gè)處理去向的有效性，這既是認(rèn)定的手段，也是防止篡改的手段。運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)的“時(shí)間戳”特性，能夠生成一定時(shí)間段的信息區(qū)塊和區(qū)塊之間首尾相連的數(shù)據(jù)鏈。它既能形成可追本溯源、可遂筆驗(yàn)證、不可篡改、不可偽造的檔案信息數(shù)據(jù)，又可讓每個(gè)參與者在生成信息區(qū)塊時(shí)都能自動(dòng)加蓋“時(shí)間戳”，以利有效證明歸檔信息的原創(chuàng)性和所有權(quán)歸屬。區(qū)塊鏈技術(shù)的時(shí)間戳特性，能夠有效地解決檔案信息防偽與數(shù)據(jù)追蹤難題。通過(guò)考察可以發(fā)現(xiàn)，借助區(qū)塊鏈系統(tǒng)開(kāi)源的程序、開(kāi)放的規(guī)則和高參與度、高透明度等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，不僅能讓區(qū)塊鏈檔案數(shù)據(jù)記錄和運(yùn)行規(guī)則進(jìn)行全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)審查與追溯，而且用戶信息與操作記錄一旦被確認(rèn)后便不受任何人為干預(yù)，若想篡改區(qū)塊鏈上的檔案數(shù)據(jù)，成本將高到無(wú)法接受。例如，利用區(qū)塊鏈技術(shù)，記錄每一次動(dòng)物實(shí)驗(yàn)操作，使科研工作流程和科研數(shù)據(jù)等可溯源。因此，區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的檔案信息數(shù)據(jù)具有極高的穩(wěn)定性和可靠性。如果在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物處理不完善后出現(xiàn)了社會(huì)問(wèn)題，政府的監(jiān)管將會(huì)變得非常容易，因?yàn)閿?shù)據(jù)無(wú)法更改，也就更能明確責(zé)任人。

3.4 智能合約

基于這些可信的、不可篡改的數(shù)據(jù)，可以自動(dòng)化地執(zhí)行一些預(yù)先設(shè)定好的規(guī)則和條款。通過(guò)考察可以發(fā)現(xiàn)，借助區(qū)塊鏈技術(shù)的智能合約功能，能夠自動(dòng)執(zhí)行合約條款的計(jì)算機(jī)程序，特別是區(qū)塊鏈可為智能合約提供可信執(zhí)行環(huán)境。它可改變?cè)械霓k事流程，無(wú)需事前審查、簽訂委托書(shū)和支付預(yù)付成本，且各項(xiàng)流程都被“程序化”和“數(shù)字化”，申請(qǐng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的用戶可以智能提交，迅速審批，享受到更加及時(shí)、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。“智能合約”一旦啟動(dòng)即會(huì)自動(dòng)執(zhí)行，可為科研申請(qǐng)者及科研機(jī)構(gòu)自動(dòng)完成簽約執(zhí)行工作，既無(wú)需雙方任何一方的干預(yù)，也不用完全依賴雙方對(duì)彼此的信任。若出現(xiàn)違約，如實(shí)驗(yàn)動(dòng)物處理部門的疏漏，或因違約，拒絕處理實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，“智能合約”能夠確保另一方規(guī)避違約方造成的損失，按照之前設(shè)定好的規(guī)則自動(dòng)執(zhí)行。這一技術(shù)優(yōu)勢(shì)，大大消除了因不履行合約而產(chǎn)生沖突的可能。

4 討論

新冠肺炎疫情的冠狀病毒發(fā)生，將人們的視覺(jué)轉(zhuǎn)移到了野生動(dòng)物或?qū)嶒?yàn)動(dòng)物的身上。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物是指經(jīng)人工飼育，對(duì)其攜帶的微生物實(shí)行控制，遺傳背景明確或者來(lái)源清楚的動(dòng)物，從古至今，科學(xué)的發(fā)展和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的貢獻(xiàn)密不可分。由于動(dòng)物和人類的基因相似度較高，科學(xué)家們前期通常會(huì)用動(dòng)物來(lái)作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，為人類探索生命的奧秘，攻克癌癥的堡壘，研究各種疾病與衰老的機(jī)制，也有進(jìn)行危害性生物因子科研活動(dòng)所必需的感染性動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，如研發(fā)埃博拉病毒疫苗、甲、乙肝疫苗、新冠病毒疫苗、流感疫苗的實(shí)驗(yàn)室；研究人員可以觀察藥物對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的影響，發(fā)現(xiàn)藥物的毒副作用，包括致癌、致畸、致毒、致突變等。在安全的情況下再應(yīng)用到人類身上，可以說(shuō)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物們?yōu)槿祟惖挠盟幇踩鹨坏婪雷o(hù)墻，被譽(yù)為“活的試劑”“最精密的儀器”。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)在許多研究中仍然無(wú)可替代。

當(dāng)前，全球正在興起新科技革命和產(chǎn)業(yè)變革[16]，中國(guó)2015年政府工作報(bào)告確定行動(dòng)計(jì)劃，2月也啟動(dòng)了十大中關(guān)村產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新工程，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的跨界融合正在改變各行業(yè)發(fā)展形態(tài)和全球竟?fàn)幐窬郑瑢⑽矬w屬性納入到互聯(lián)網(wǎng)信息共享中[17-18]，利用區(qū)塊鏈技術(shù)，打造“智慧實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心”，是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心平臺(tái)生態(tài)化發(fā)展的必由之路。使用區(qū)塊鏈技術(shù)管理對(duì)于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物信息的標(biāo)準(zhǔn)性、保密性、數(shù)據(jù)的及時(shí)性、操作的靈活性，比傳統(tǒng)管理得到了很大的提高。

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理模式是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物行業(yè)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)。目前實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的管理還是傳統(tǒng)的方法，筆者探討以區(qū)塊鏈技術(shù)更新實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理模式，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理水平，同時(shí)初步應(yīng)用后，將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物質(zhì)量合格證、品系、購(gòu)入單位、飼料質(zhì)量合格證、墊料、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物廢棄物處理、籠器具，以及實(shí)驗(yàn)人員上崗證、許可證、有資質(zhì)提供實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及飼料管理的公司、實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利倫理審查管理、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)管理等納入?yún)^(qū)塊鏈管理模式，建立“互聯(lián)網(wǎng)+”工程，為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)環(huán)節(jié)與使用環(huán)節(jié)中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐。提高傳統(tǒng)管理模式的效能，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造出更好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，提高實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心社會(huì)中的地位與作用，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的公共服務(wù)職能。

經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)分析及初步實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn)，目前關(guān)于區(qū)塊鏈應(yīng)用的研究大多集中在技術(shù)應(yīng)用層面和經(jīng)濟(jì)社會(huì)等領(lǐng)域的宏觀效應(yīng)層面，包括數(shù)字貨幣、智能合約、信任機(jī)制，或政府治理、社會(huì)公共服務(wù)、文化出版等[19-21]，以及目前熱門的元宇宙打造。共享才能共進(jìn)，共創(chuàng)才能共贏。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的思維下，利用區(qū)塊鏈技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物資源整合、數(shù)據(jù)利用、成果分享，也將使藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心的研究開(kāi)發(fā)、科研轉(zhuǎn)化更加簡(jiǎn)便。