综述：胎牛血清：如何在追求更可靠科学的过程中摒弃它

这篇综述系统探讨了胎牛血清（FBS）在细胞培养中的局限性，并提出多种血清替代方案（如化学限定培养基、人血小板裂解物hPL等），强调其对于提升实验可重复性、安全性及伦理合规性的重要性，覆盖干细胞、类器官、生物打印、细胞农业等前沿领域。

　　

1 FBS相关缺陷

胎牛血清（FBS）自1958年引入以来，已成为细胞培养的“黄金标准”，但其成分不明确、批次差异大、存在病毒污染风险等问题日益凸显。研究表明，FBS中的胎儿发育相关因子可能改变细胞表型，例如在肌腱细胞培养中引发基因表达漂移。此外，全球年产约80万升FBS需屠宰100-200万牛胎儿，引发伦理争议。

2 替代FBS的方案

2.1 干细胞培养

化学限定培养基（如B8培养基）和人血小板裂解物（hPL）可替代FBS，避免干细胞自发分化。hPL虽需解决批次差异问题，但已成功用于间充质干细胞（MSC）临床扩增。

2.2 复杂体外模型

类器官和器官芯片（OoC）系统采用无血清培养基后功能更稳定。例如，四器官芯片模型使用5%人AB血清维持细胞分化标志物表达，而生物打印技术已实现完全无动物成分的肝脏模型（细胞存活率97%-101%）。

2.3 细胞农业

培养肉领域开发了Beefy-9等无血清培养基，以重组人血清白蛋白（rHSA）或植物蛋白替代FBS，成本降低38%。荷兰公司Mosa Meat的无血清脂肪培养方案已提交欧盟市场申请。

2.4 生物技术生产

CHO和HEK293细胞已适配无血清悬浮培养，用于抗体和疫苗生产。昆虫细胞（如Sf9）和植物表达系统进一步推动动物成分剔除。

2.5 冷冻保存

二甲基亚砜（DMSO）联合人血清白蛋白（HSA）或葡聚糖可替代含FBS冻存液，保障细胞复苏活力。

3 挑战与未来方向

隐蔽的动物成分（如牛血清白蛋白BSA）和植物水解物的标准化仍是难点。欧盟建议将FBS生产纳入动物实验法规监管，期刊《ALTEX》要求作者论证动物材料使用的必要性。透明化培养基成分、推广开源配方（如OUR培养基）将助力科研“黑箱”破解。

4 结论

从兔热原试验到FBS替代，科学标准的革新从未停止。无血清技术不仅提升数据可靠性，更标志着生命科学向伦理化、标准化迈出关键一步。