送藥上太空

一座工廠飄浮在沒有重力的太空中，正在利用復雜的設備生產高價值的藥物。這些藥物在經過機器人包裝后，再通過衛星傳送回地球。

這個聽起來像是科幻故事里的場景，在一些太空制藥領域的創業者眼中，距離我們卻并不遙遠：10年到20年內，“太空藥品”或許就將成為我們日常生活的一部分。

隨著航天領域的商業化發展，太空不再是神秘未知的宇宙空間，它已成為各個領域的科學家解決地球難題的新舞臺，藥物研發也不例外，尤其是涉及蛋白質藥物的研發，就完全能受益于太空這一獨特環境。

太空制藥簡單來說是指利用太空中的特殊環境—比如微重力、高輻射、真空等—來研究和開發藥物。以蛋白質類藥物為例，在太空中，蛋白質的折疊和結構可能會發生不同于地球上的變化，可以開發出更高效的藥物。

科學家們發現，太空環境可以使藥物結晶變得更加“完美”，甚至可能為攻克疑難疾病帶來突破性進展。

比如在癌癥領域，免疫療法普遍被認為是當下最有潛力的治療方式之一，它通過激活人體免疫系統來消滅腫瘤細胞。目前的免疫療法是讓藥物通過靜脈注射的方式進入血液，患者需要定期接受這種治療，這一過程痛苦且漫長。但如果把這個難題帶到太空，情況將有可能變得不一樣—在微重力環境下，蛋白質結晶可以有更加穩定的晶體結構，這意味著高濃度的活性成分可以被“包裹”進更小體積的藥物里，從而增強藥效和穩定性。

2017年，默克公司就曾經用國際空間站（ISS）的一項實驗，展示他們的明星抗癌藥物KEYTRUDA如何變得更加穩定。經過實驗，默克公司認為，在微重力狀態下生產出來的藥物，注射一針即可完成治療，患者自己在家都可以完成，不需要長期的靜脈注射；并且，這種“太空藥物”無需冷藏保存，因為實驗證明，這些蛋白結晶在常溫下也可以保持比較好的穩定性。

微重力環境的魔力

在藥物研發中，蛋白質結晶長期以來始終是一個難題。

許多藥物的有效成分是蛋白質分子，而蛋白質需要結晶，以形成合適的分子結構，確保藥物的穩定性和療效。

如果把藥物研發比喻成“做菜”，那么蛋白質藥物就像是廚房里的主菜。為了做出更好的味道，廚師需要妥善處理食材，恰到好處地運用佐料，并精準地掌握火候。但是，地球引力就像一位不受控制的助手，它總是會讓“食材”變得不規則，甚至暗藏瑕疵—在地面上，細胞在融合液中會出現重力沉降現象，所以很難形成大而純的蛋白質晶體。

但在太空里，蛋白質能夠在沒有引力影響和污染的條件下自由生長。每一個分子都會按照理想的軌跡排列。大多數情況下，在太空中生長的晶體在多種指標上都比地面同類晶體更好：更大、結構更好、更均勻，就像大小和質量一致的珍珠。這樣的結晶不僅穩定性高，溶解度也高。通過對這些晶體的分析，研究人員能更好地了解蛋白質、酶和病毒的性質，以及生命的基本構造，研制出療效更好的新藥。

BioOrbit就是正專注于太空制藥的初創公司之一。其創始人KatieKing擁有劍橋大學納米醫學博士學位，但她對太空的興趣似乎超過了醫學研究。

2022年，King參加了一個為期兩個月的國際空間大學暑期課程。國際空間大學總部位于法國，專門為熱衷航天事業的人提供學術培訓。一年后，King創立了BioOrbit，目標是推動太空藥物的商業化，擴大太空藥物的生產規模。King認為“現在正是時候”，因為“這項技術已經具備充分實現的條件”。

BioOrbit的創業項目目前已獲得歐洲航天局的資金支持，并計劃2025年年初在國際空間站做流程測試，驗證太空制藥方法的有效性。

太空藥物研究的歷史可以追溯到1960年代。

彼時，人類航天事業剛起步，科學家們已經意識到太空中的微重力條件可能為藥物和材料研究帶來新的突破。當時的蛋白質結晶實驗雖然沒有立竿見影的成果，但也為后來的太空藥物研究奠定了基礎。

到了2000年代，太空藥物研究有了新的發展契機，一個主要的標志就是國際空間站的啟用，它成了全球科研人員的實驗場。作為一個長期運行的太空實驗平臺，ISS能為科研人員提供一個穩定的微重力環境。太空實驗艙內的設備，能夠精確控制溫度、濕度、氣壓等因素，讓實驗更加可靠。BioOrbit就是在這樣的環境中開展藥物實驗的代表—與航天公司合作，將藥物樣本送上太空，通過微重力環境下的結晶實驗，尋找制藥的突破口。

當然，BioOrbit并不是唯一涉足太空藥物研發市場的公司。美國瓦爾達航天工業公司已經成功在太空的微重力環境下生產出HIV藥物晶體利托那韋，其制藥工廠被認為是首個在近地軌道上運行的工廠。

目前，瓦爾達的主要目標是利用微重力環境來結晶藥物的活性成分（API）。這種方法能夠制造出在地球上無法得到的特殊晶體形態和顆粒分布，從而改善藥物的性能，比如延長藥物的保質期、提高藥物的吸收率等。

根據瓦爾達的披露，太空制藥主要分為4個環節：運載火箭、衛星巴士、制造和返回。瓦爾達自身專注于后兩個環節，至于前兩個環節，該公司會向SpaceX和RocketLab這樣的公司購買服務—SpaceX等商業航天企業的出現，降低了火箭發射成本，也為太空制藥的落地提供了更多的可能性。

除了癌癥藥物，還有一些大型制藥公司的新興藥物也在進入太空，特別是在骨質疏松、心血管和疫苗等領域。比如禮來就與航天公司RedwireCorporation達成合作，后者在太空中為禮來創建實驗室，主要研發糖尿病和心血管疾病的療法。生物技術巨頭安進公司則在太空微重力環境下，使用小鼠做了骨保護素、肌肉生長抑制素和硬化蛋白抗體這3種在研藥物的測試。

從制藥到生命科學

微重力如此有用，那么，為什么不在地球上制造微重力？

在地球上，通過讓物體做拋物線運動（比如自由落體實驗）可以暫時模擬零重力環境，但這種狀態通常只能持續不到一分鐘。

更重要的是，在地球上建立微重力實驗室或使用極高精度技術來制造藥物晶體，成本非常高昂。據商業博客NotBoring披露，以白血病免疫療法藥物BLINCYTO為例，如果在地球上搭建一個微重力實驗室生產這種藥物，其每公斤的價格將高達1143億美元，“這些堆起來的美元鈔票足已讓人類駛向目前可達的大部分太空高度”，該博客寫道。因此，想要獲得持續穩定且成本相對較低的微重力環境，相比地球，太空還是更理想的選擇。

當然，太空制藥仍然投入巨大，而且，能夠進入ISS做實驗的機會非常有限，項目與項目之間競爭激烈，一個實驗的準備工作和排隊時間往往長達數年，也進一步拉長了研發戰線及成本。為了讓生意更可持續，制藥之外，瓦爾達另一大塊業務是開發返回模塊，以此獲得利潤反哺制藥業務。

太空制藥的歷史進展時間軸

以色列初創公司SpacePharma則自己在太空上建立了一座空間科學實驗室，旨在降低租用ISS研究空間和運輸實驗設備的高昂成本—將一臺重達6公斤的設備送入太空的費用大約需要3萬美元。SpacePharma希望通過簡化流程、降低費用的方式來增加科研項目的靈活性。它計劃未來能在太空中開發疫苗，但其當下的主要目標還是支持小規模的科研項目，以期盡快獲得盈利。

太空藥物研發和生產面臨的另一大挑戰是監管—如何在全球甚至太空范圍內開展監管？人體實驗怎么做？太空藥物的生產、銷售和使用是否能適應現有的法律框架？一系列的問題都有待解決。

“制藥是一個長周期的，需要立法和監管配合的領域?！被鸺蓜撌既顺涛Α兜谝回斀洝冯s志說，“所以在太空制藥的研發方面，目前大多還主要處在實驗階段?！眮碜灾袊某鮿撈髽I火箭派的一項業務是建立空間科學實驗室。2021年年底，火箭派發射了國內首個商業航天生物載荷裝置“火種一號”。這個裝置就是為近地生命科學研究和航天生物醫藥提供微重力服務的。除此之外，火箭派也開發過生物衛星產品。比如，其“火炬一號”衛星能夠在軌飛行較長時間，為微重力生命科學研究提供穩定的實驗環境。

“空間生命科學主要為了解決人類在太空中生存的問題。如果未來我們真的要移居外太空，我們不可能帶上足夠的食物和水，必須依賴太空中的資源來滿足人類需求?！背涛≌f，“所以生命科學研究者的目標主要有兩個方面。第一是利用太空的特殊環境研究和開發更高效的物種或技術，為地球上的人類生活提供更好的支持；第二則是當人類開始星際旅行甚至外太空移民時，確保我們在太空中的吃喝、健康等需求能夠得到滿足。”

目前，除了火箭研發，火箭派的業務重心正逐步放在空間生命科學領域里應用落地更快的項目，爭取形成商業模式閉環，比如太空農作物育種和“空間細胞圖譜計劃”。

與太空制藥的原理類似，太空育種也是將種子送入太空，利用太空環境誘導植物發生遺傳變異，培育出具有更優良性狀的新品種。但與普遍還處在實驗階段的太空制藥相比，目前，空間育種已經進入到商業化應用階段，玉米、大豆、稻米、小麥等農作物都已取得一定突破。海南航天工程育種研發中心一位工程師曾在2022年的一次采訪中透露，北京市場30%的草莓都是“太空草莓”。

火箭派目前正在籌備的“空間細胞圖譜計劃”，則是受到人類基因組計劃的啟發后提出的—人類基因組計劃的目標是繪制人類基因組的結構圖譜，而“空間細胞圖譜計劃”不僅關注地球上的細胞特征，還特別關注太空環境對細胞的影響，“就像我們開車要有地圖的道理是一樣的，它是一個基礎設施，是空間生命科學的底層，而太空制藥只是空間生命科學中的一個應用?！背涛≌f。