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        科技大觀:研制尖端藥物的新天地

        來源:人民日報 時間:2022-07-27 23:04:19 熱度:1464

        倉懷興 

         

          隨著航天技術與生物技術的發展,太空生物制藥正得到越來越多的重視和運用。在《2021中國的航天》白皮書中,太空生物制藥被列為需要培育發展的太空經濟新業態之一。它不僅在科學研究上具有獨特優勢,也蘊藏著巨大的經濟價值,成為全球太空科技發展的前沿領域。


          生物制藥是指以生物體為原料或借助生物過程,生產出藥用天然活性物質。研究發現,構成人體的許多物質也是很好的藥物。比如,廣為人知的胰島素和各種抗體就屬于蛋白質藥,此外還有核酸、維生素、多肽等各類生物藥。2020年全球醫藥市場規模約為1.3萬億美元,其中生物類制劑和藥物超過3300億美元。2021年國際十大生物技術藥物的全球銷售額達到711億美元。由于具有微量、高效、智能等優點,生物制藥正成為醫藥行業的熱門分支。


          那么太空生物制藥有什么不一樣呢?研制智能高效的生物質藥,離不開對生物材料的分子結構和相互作用原理的洞察。然而,蛋白質等生物材料分子量大、結構復雜、分子易變性失活,加上外部環境重力或浮力的干擾,提純過程變得格外困難,體外溶液中分子相互作用的模式與體內實際情況也相去甚遠。以胰島素分子為例,它包含了784個原子,而水分子僅有3個原子,生物材料的復雜性可見一斑。而在太空環境中,失重、空間輻射、晝夜節律變換等特點,正在創造人們認知事物的特殊環境。


          在太空,由于生物大分子的姿態和分布不再受浮力對流和重力沉降的影響,生物大分子可以更加舒展,更充分地結合。在失重的環境下,生物分子“同類相聚”,雜質能被更充分地過濾,形成純度更高、排列更整齊的高質量晶體。太空中出現的分子結合方式也可能產生有別于地面的新晶體,有助于新藥的研發。納米大小的均勻晶體還可以做成口服膠囊,使人們免受注射之苦。


          太空輻射通常被認為會損傷生物的DNA。不過換個角度來看,DNA的改變有時相當于產生了新物種,往往具有新特性和新能力。因此,對于借助微生物以及動植物細胞、組織或個體來制備藥物的體系,利用太空輻射誘發特定基因的損傷或突變,可能會獲得更健壯的生物生產體系,進而提高藥物產量,甚至得到地面難以制備的候選藥物。


          太空生物制藥技術對于太空生活同樣不可或缺。長期輻射會加速藥物失效,因此為人類太空活動篩選出耐輻射的生產體系,開發可靠的生產工藝和生產設備,以實時需求制備藥物,就成為太空生物制藥的又一個新方向。


          目前在國際空間站中,太空生物制藥已經取得初步的研究成果。我國科研人員在神舟七號上開展了制藥微生物育種搭載試驗,在神舟三號和神舟八號上開展了蛋白質結晶實驗等。還有一些生物制藥公司進行了治療探索和藥物研究開發,在治療骨質疏松、乳腺癌等方面取得了突破。未來,太空生物制藥的成果及經濟社會效益令人期待。


         ?。ㄗ髡邽橹袊茖W院空間應用工程與技術中心研究員)


        (責任編輯:秋彤)

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