送药上太空
作者 文思敏
发表于 2025年1月
航天器是太空制药的必要装备,运载药物材料并将成品运回地球,都需要航天器。

一座工厂飘浮在没有重力的太空中,正在利用复杂的设备生产高价值的药物。这些药物在经过机器人包装后,再通过卫星传送回地球。

这个听起来像是科幻故事里的场景,在一些太空制药领域的创业者眼中,距离我们却并不遥远:10年到20年内,“太空药品”或许就将成为我们日常生活的一部分。

随着航天领域的商业化发展,太空不再是神秘未知的宇宙空间,它已成为各个领域的科学家解决地球难题的新舞台,药物研发也不例外,尤其是涉及蛋白质药物的研发,就完全能受益于太空这一独特环境。

太空制药简单来说是指利用太空中的特殊环境—比如微重力、高辐射、真空等—来研究和开发药物。以蛋白质类药物为例,在太空中,蛋白质的折叠和结构可能会发生不同于地球上的变化,可以开发出更高效的药物。

科学家们发现,太空环境可以使药物结晶变得更加“完美”,甚至可能为攻克疑难疾病带来突破性进展。

比如在癌症领域,免疫疗法普遍被认为是当下最有潜力的治疗方式之一,它通过激活人体免疫系统来消灭肿瘤细胞。目前的免疫疗法是让药物通过静脉注射的方式进入血液,患者需要定期接受这种治疗,这一过程痛苦且漫长。但如果把这个难题带到太空,情况将有可能变得不一样—在微重力环境下,蛋白质结晶可以有更加稳定的晶体结构,这意味着高浓度的活性成分可以被“包裹”进更小体积的药物里,从而增强药效和稳定性。

2017年,默克公司就曾经用国际空间站(ISS)的一项实验,展示他们的明星抗癌药物KEYTRUDA如何变得更加稳定。经过实验,默克公司认为,在微重力状态下生产出来的药物,注射一针即可完成治疗,患者自己在家都可以完成,不需要长期的静脉注射;并且,这种“太空药物”无需冷藏保存,因为实验证明,这些蛋白结晶在常温下也可以保持比较好的稳定性。

微重力环境的魔力

在药物研发中,蛋白质结晶长期以来始终是一个难题。

许多药物的有效成分是蛋白质分子,而蛋白质需要结晶,以形成合适的分子结构,确保药物的稳定性和疗效。

如果把药物研发比喻成“做菜”,那么蛋白质药物就像是厨房里的主菜。为了做出更好的味道,厨师需要妥善处理食材,恰到好处地运用佐料,并精准地掌握火候。但是,地球引力就像一位不受控制的助手,它总是会让“食材”变得不规则,甚至暗藏瑕疵—在地面上,细胞在融合液中会出现重力沉降现象,所以很难形成大而纯的蛋白质晶体。

但在太空里,蛋白质能够在没有引力影响和污染的条件下自由生长。每一个分子都会按照理想的轨迹排列。大多数情况下,在太空中生长的晶体在多种指标上都比地面同类晶体更好:更大、结构更好、更均匀,就像大小和质量一致的珍珠。这样的结晶不仅稳定性高,溶解度也高。通过对这些晶体的分析,研究人员能更好地了解蛋白质、酶和病毒的性质,以及生命的基本构造,研制出疗效更好的新药。

本文刊登于《第一财经杂志》2025年1期
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