簡介
3R”即替代（Replacement）、減少（Reduction）和最佳化（Refinement）三個英文單詞的字頭。3R作為一個系統理論最早在1959年英國動物學家WilliamRussell和微生物學家RexBurch提出，隨後逐漸得到世界範圍內廣大科技工作者的認同，被廣泛採用。特別是隨著生物技術的快速發展，人們對3R的理解不斷深化，3R的概念也不斷得到擴展，而且越來越深入人心。
內容
替代
替代是指使用沒有知覺的實驗材料代替活體動物，或使用低等動物替代高等動物進行試驗，並獲得相同實驗效果的科學方法。
實驗動物的替代物包括範圍很廣，所有能代替整體實驗動物進行試驗的化學物質、生物材料、動植物細胞、組織、器官，計算機模擬程式等都屬於替代物，也包括低等動物植物（如細菌、蠕蟲、昆蟲等）。小動物替代大動物（如轉基因小鼠替代猴，進行脊髓灰質炎減毒活疫苗的生物活性檢測等），同時也包括方法和技術的替代（如用分子生物學方法，代替動物實驗來鑑定致癌物活遺傳毒性的遺傳毒理學體外實驗方法等）。
替代根據是否使用動物或動物組織，可分為相對性替代和絕對性替代，相對替代是用無痛方法處死動物，使用其細胞、組織或器官，進行體外試驗研究，或利用低等動物替代高等動物的實驗方法，而絕對替代則是在實驗中完全不使用動物；根據替代動物的不同，替代可分為直接替代（如志願者或人類組織等）和間接替代（如當試劑替代家兔做熱源試驗等）；根據替代的程度，又分為部分替代（如利用替代方法代替整個實驗研究計畫中的一部分或某一步驟等）和全部替代（如用新的替代方法取代原有的動物實驗方法等）。
減少
減少是指在科學研究中，在動物實驗時，使用較少量的動物獲取同樣多的試驗數據或使用一定數量的動物能獲得更多的試驗數據的科學方法，減少的目的不僅僅是降低成本，而是在用最小的動物達到所需要的目的，同時也是對動物的一種保護。
目前，減少動物使用量常用的幾種方法：①充分利用已有的數據（包括以前已獲得的實驗結果及其他信息資源等）；②實驗方案的合理設計和實驗數據的統計分析；③替代方法的使用；④動物的重複使用（這應根據實驗要求和動物質量壽命來決定）；⑤從遺傳的角度考慮動物的選擇，如在生物製品效力學毒性測定中，測定結果不僅受所使用實驗小鼠微生物狀態以及飼養條件等因素的影響，即反應性在很大程度上決定於基因型使用國際標準小鼠可以確保測定結果的敏感度和準確度，同時可達到減少檢驗中使用動物數量；⑥嚴格操作，提高試驗的成功率；⑦使用高質量的實驗動物。
最佳化
最佳化是指在必須使用動物進行有關實驗時，要儘量減少非人道程式對動物的影響範圍和程度，可通過改進和完善實驗程式，避免減少或減輕給動物造成的疼痛和不安，或為動物提供適宜的生活條件，已保證動物的健康和康樂，保證動物實驗結果可靠性和提高實驗動物福利的科學方法，其主要內容包括：①實驗方案設計和實驗指標選定的最佳化，如選用合適的實驗動物種類及品系、年齡、性別、規格、質量標準，採用適當的分組方法，選擇科學、可靠的檢測技術指標等；②實驗技術和實驗條件和實驗條件的最佳化，如麻醉技術的採用，實驗操作技術的掌握和熟練，實驗環境的適宜等。
措施和方法
動物福利概念及法律的提出，不僅適應於動物實驗，同樣適應於動物的生產，而3R原則的內容主要針對動物實驗。當然，動物實驗方法的替代，動物使用數量的減少，必然影響實驗的生產量減少。
國際上已開發國家已普遍制定了動物福利的法律法規，並不斷的修訂和完善，以利用更好的執行。同時，英國、美國、德國、荷蘭、澳大利亞等國，也相繼成立了動物試驗改革委員會，動物實驗替代法基金會，動物福利協會，歐洲還成立了毒理學試驗替代法研究小組，替代方法驗證中心等，推動了動物實驗替代法的研究和套用，他們通過培訓教育從事研究和檢定工作的科技人員，建立起3R的概念和正確理解3R的內容與動物實驗的內在聯繫，同時，利用專業刊物，配合宣傳實驗動物替代方法的建立，驗證和套用方面的最新研究進展，促進3R工作的開展。並建立起比較切實可行的管理制度和要求，如荷蘭的動物試驗條例的規定，使用動物必須註冊，進行動物實驗的研究機構必須要有許可證，要求使用動物的人員必須接受動物試驗道德和替代法內容的教育和培訓，在澳大利亞使用實驗動物必須成立動物處理委員會，保證所有動物的使用都符合法律的規定，試驗者必須向動物倫理委員會提出所有動物研究的書面計畫，並考慮預期的價值研究的合理性及所有動物倫理及福利方面的問題，在中國的台灣1998年也制定了動物保護法和動物保護法實施細則，同時於2001年制定了實驗動物管理與使用指南，詳細地制定了實驗動物生產和使用動物地環境設施要求，動物營養、動物疾病地控制與防止要求，並規定了動物實驗中地麻醉、止痛及安樂死的方法。
所有這些，對於動物保護和科學的研究套用實驗動物都起到了促進作用，達到了預期的效果。
各國實施情況
中國
中國的實驗動物立法工作及動物福利的立法現狀令人擔憂，不僅動物福利立法尚屬空白，即是現有的動物保護法律體系也存在嚴重的缺陷，除野生動物保護法、動物檢疫法外，沒有一部專門的完整的有關動物保護的總括性法律，實驗動物立法更是遙不可及，遙遙無期。
但是，1988年《實驗動物管理條例》的頒布，標誌著中國實驗動物工作開始納入法制化科技管理體系。並於2004年以又對《實驗動物管理條例》進行了修訂和完善，1988年以後國家科技部相繼出台了《關於“九五”期間實驗動物發展的若干意見》、《實驗動物質量管理辦法》、《國家實驗動物種子中心管理辦法》、《實驗動物許可證管理辦法》。1998年，國家衛生部以55號令的形式頒布了《醫學實驗動物實施細則》。1994年國家技術監督局頒布了嚙齒類和兔類實驗動物質量的7類47項國家標準，並與2001年進行重新修訂。1996年10月《北京市實驗動物管理條例》經北京市人大常委會審議批准，成了中國第一部有關實驗動物管理工作的地方性法規，經2004年12月重新修訂與頒布。雖然這些管理條例、管理辦法不是以法律的形式頒布，涉及到實驗動物法律的內容較少，但對中國實驗動物科技工作的發展和法制化管理，起到積極的促進作用。
與已開發國家相比，中國雖然沒有3R研究的專門機構，但3R的研究工作在中國已經有了起步，有關實驗動物科學的專業雜誌、論著都開闢了3R研究專欄，以宣傳、交流、介紹國外3R研究的發展及我國開展3R研究的動態。3R的研究工作在中國已經有了起步。1997年，科技部在《關於“九五”期間實驗動物發展的若干意見》中，也提出了建立與國際接軌的動物福利保障制度，並把這項工作納入全面推行實驗動物法制化管理的重要內容之一；1997年北京實驗動物學會成了實驗動物替代方法研究會，開展了3R研究的學術交流和專題講座；1999年，北京市實驗動物專項資金科研課題，將實驗動物替代研究作為六大重點支持領域之一。國家已將3R研究作為一項長期基礎性工作，納入科研工作管理體系，並作為生命科學研究中的一個新的增長點，但從研究領域來看，3R研究主要還是集中在涉及人類健康的製藥和藥品質量檢驗，其他領域還比較少。
英國
英國卡梅倫政府2010年上台後，曾承諾減少科研中使用動物的數量，但最新數據顯示，到2012年實驗動物的使用量反而增加了8%，達到411萬，其中老鼠的使用量最大，其後為魚以及猴等靈長類動物。
英國政府部門2014年2月7日公布一項計畫，擬通過替代等方式減少科研中對動物的使用，並敦促科研人員改善實驗過程，減輕實驗所用動物的痛苦。不過動物保護組織指責這項計畫並未設定具體目標。
