隨著航天技術與生物技術的發(fā)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(fā)展的太空經濟新業(yè)態(tài)之一,。它不僅在科學研究上具有獨特優(yōu)勢,,也蘊藏著巨大的經濟價值,,成為全球太空科技發(fā)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(fā)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(yī)藥市場規(guī)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(yōu)點,,生物制藥正成為醫(yī)藥行業(yè)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(huán)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(huán)境中,,失重,、空間輻射、晝夜節(jié)律變換等特點,,正在創(chuàng)造人們認知事物的特殊環(huán)境,。
在太空,由于生物大分子的姿態(tài)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(huán)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(fā)。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(fā)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(fā)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(fā),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,。
《人民日報》