所謂的“替代方法”是對英文“alternative methods”的翻譯，但其意義應該是指“最優選的方法”，而不僅僅是追求“替代”動物試驗。研究“化妝品動物體外替代試驗”是為了尋找更精確、一致性更高、更靈敏、更經濟的優選方法，而這些“優選方法”首先需要符合3R原則。

縱觀替代毒理學的發展，其研發思路經歷了最開始的以離體器官、屠宰場廢料、雞胚等取代整體動物試驗，至以體外細胞系、重建人體組織（眼角膜、皮膚模型）為研究對象的模型，再到以微生理為基礎的芯片技術，以及以計算及信息技術為基礎的定量構效關系（QSAR）預測等。

在安全性評價中，經過驗證的用于評價局部毒性的替代試驗方法較多，包括皮膚刺激性/腐蝕性、眼刺激性/腐蝕性、皮膚光毒性、皮膚致敏性等，可通過單一方法或幾種替代方法組合的策略，評價化妝品及其配方原料（包括雜質）的安全性，且在評價過程中不使用整體動物試驗。但是在全身毒性方面（遺傳毒性、致癌性/致畸性/致突變性、胚胎毒性等），至今沒有可以完全取代動物試驗的策略，尤其是在亞慢性和長期毒性的評估中，仍然依賴整體動物試驗。

根據替代方法的研究和使用經驗，科學界逐步形成了根據特定的毒理學終點，“自上而下”或“自下而上”地有序選擇一系列試驗的“組合策略”。例如評價一個受試物的眼刺激性時，可以從評價腐蝕性的試驗開始，到評價刺激性的試驗結束，或反過來檢測。組合策略既可以高效地篩選出結果，也可以彌補單一試驗的局限性。

風險評估是以保證消費者健康安全為目的、識別和控制化妝品安全風險的手段，通過定量或定性的方法，在特定情境下衡量危害或者預估風險的大小和程度。風險評估可分為定性評估和定量評估。定性評估結論常常以“是”或“否”、“低”“中”或“高”來表示目標物質的毒理學性質；定量評估是通過試驗數據進行計算來表示風險大小，化妝品安全風險評估中常根據透皮吸收進入循環系統的量來計算安全邊界值（MoS）。

在進行風險評估時，需要考慮任何現有并且可靠的科學數據。除化合物已有的理化性質、動物試驗數據、體外試驗數據、臨床研究、使用中的不良反應信息外，還可以加入計算機模擬預測的數據，如定量構效關系（QSAR）、生理基礎的藥物動力學/毒代動力學模型數據（PBPK/PBTK）、物質分組（grouping）及交叉參照法（read-across），這些計算機模擬預測的數據為化妝品原料的前期開發提供了新的研究思路和方向，作為模擬預測的結果可為安全風險評估提供背景數據，但并不是毒理學證據。在歐盟推出REACH法規以及化妝品動物試驗禁令后，替代方法在安全風險評估中的作用日益重要。

美國的“21世紀毒性試驗：遠景與策略”指出，未來的毒性測試和風險評估策略應以“毒性通路”為基礎，通過計算生物學方法和以人類生物學為基礎的體外方法組合，對毒性通路中有顯著生物學意義的影響進行評估，目標是在危害發生早期及時識別關鍵路徑中受到影響而導致不良健康結局的因素，了解其對人體健康產生的影響。

2001年，國際化學品安全規劃處（IPCS）提出以毒性作用模式（Mode-of-Action，MOA）確定動物數據與人類的相關性。此后，學術界又提出了“有害結局路徑”（Adverse Outcome Pathway，AOP）概念，用于描述分子起始事件（Molecular Initiating Event，MIE）在生物體不同組織結構層次中所表現出的與危害評估相關“有害結局”（Adverse Outcome，AO）間的相互聯系。AOP將現有方法與系統生物學聯系起來，收集和評估與化學、生物學和毒理學相關信息，為化學物毒性預測和法規決策提供科學依據。

AOP的概念與傳統的毒性作用評價不同，它整合了與毒性測試終點相關信息或因果聯系，即關鍵事件關系（Key Event Relationships，KER），通過闡釋與有害結局相關的通路機制，建立與法規監測相關的毒性終點及相應測試方法。因此，AOP可以有效整合多學科的最新技術，發掘毒性作用下更深層次的作用機理，開發新型的基于人體生命科學的測試方法，進行化學物危害評估或提供優先級測試建議，實現3R目標。近幾年興起的皮膚致敏性替代方法，就是成功應用AOP的案例。

具體來說，皮膚致敏分為致敏階段和免疫應答階段，在皮膚致敏的AOP中共包含4個關鍵事件（Key Event，KE）：KE1（也是MIE）為外源性化學物質與皮膚蛋白共價結合形成復合物（抗原），引起細胞層面的KE2角質細胞應答（炎癥反應）和KE3樹突狀細胞激活；活化的樹突狀細胞遷移至淋巴結導致器官/系統性反應（Organ/System response）的KE4記憶T細胞的增殖，人體再次接觸同類抗原時引起免疫應答；最終在機體層面（Organism response）的有害結局（AO）引起人體的接觸性皮炎。針對皮膚致敏性AOP過程中的每一個關鍵事件，設計相應試驗進行檢測，以不同KE階段的試驗結果為參考，綜合性評價化學物質的皮膚致敏性。需要關注的是，由于每種試驗都有其局限性，且皮膚致敏性的有害結局產生是一系列KE連續發生的過程，所以不同階段的檢測結果需根據證據權重綜合考慮。

（摘自《化妝品安全性評價方法及實例》　王鋼力、邢書霞主編　中國醫藥科技出版社出版）