物理學(xué)者都無比向往“理想的真空環(huán)境”，沒有紅塵紛擾，沒有引力牽拉，是造就完美模型的理想國。對于生命科學(xué)來說，一個沒有地心引力的世界，也是研究細胞和蛋白質(zhì)的理想國。

因為重力會不斷促進干細胞發(fā)育，使其難以長時間保持最純凈、最有用的狀態(tài)。重力也會拉扯生長中的蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)，令其真實相貌難以被洞察，故科學(xué)家難以研究關(guān)鍵蛋白質(zhì)的復(fù)雜晶體結(jié)構(gòu)，尤其是那些與癌癥、病毒、遺傳疾病和心臟病等有關(guān)的蛋白質(zhì)；要知道從頭開始培養(yǎng)這些脆弱晶體，對于分析腫瘤或病毒如何進化以及檢測新藥的潛在靶點至關(guān)重要。

于是人們仰望蒼穹，嘗試去到微重力的太空中，建立生命科學(xué)理想國。

新藥的太空生產(chǎn)線

蛋白的理想觀察點

以色列的太空藥業(yè)（SpacePharma）以先行者風(fēng)姿，將小手提箱尺寸的金屬盒實驗室搭載SpaceX火箭送上天，實驗室外涂有太陽能電池板用以供能，內(nèi)部裝著科學(xué)家的研究理想。

過去幾年間，太空實驗室多次飛入軌道，然后載著突破性新見解回歸地球，例如白血病細胞的行為，又如實驗室牛排的最佳生產(chǎn)方法。（當(dāng)然，這些工作都是商業(yè)性的、有償?shù)?。?/p>

SpacePharma創(chuàng)始人兼CEO、以色列企業(yè)家尤西·亞敏（Yossi Yamin）自豪地表示：“太空實驗不再是科幻場景了，2022年我們完成了7項在軌實驗，而且這個數(shù)字還在增加。后續(xù)我們要開展5項太空實驗，涉及潛在護膚品、長壽藥物和腦部疾病等領(lǐng)域。”

亞敏等創(chuàng)新者正開拓一個新行業(yè)。越來越多的生物學(xué)家也都在利用以色列理工學(xué)院開發(fā)的新技術(shù)——微縮實驗室，并將其發(fā)送至國際空間站（ISS），他們可以從地面遠程控制太空實驗室。

國際空間站已被科學(xué)家用于開展不受重力影響的實驗

太空醫(yī)學(xué)專家、咨詢公司InnovaSpace的CEO泰絲·魯索馬諾（Thais Russomano）表示：

了解與某些健康狀況相關(guān)的蛋白質(zhì)的3D結(jié)構(gòu)，有助于我們更好了解如何改善或抑制它們的功能。晶體在太空里能長得更大，缺陷也更少。

計算機模擬當(dāng)然也能得出些好東西，但只有擁有了大量實際數(shù)據(jù)，我們才能創(chuàng)建準(zhǔn)確模型；我們并不總是擁有這類數(shù)據(jù)。

生物技術(shù)公司MicroQuin也能在理想國中取得重大突破。過去四年間，他們通過國際空間站上的一系列實驗，成功啟動新的藥物管線，用以治療卵巢癌和乳腺癌，以及創(chuàng)傷性腦損傷、帕金森綜合征，乃至流感——仰賴的基礎(chǔ)是TMBIM蛋白質(zhì)家族。

長期以來，科學(xué)家一直希望用藥物靶向TMBIM，因為它們有助于調(diào)節(jié)細胞內(nèi)部環(huán)境。

當(dāng)人體遭遇某些癌癥或罹患神經(jīng)退行性疾病，細胞內(nèi)部環(huán)境會變得有毒，而TMBIM蛋白質(zhì)可用作逆轉(zhuǎn)這種變化的開關(guān)——當(dāng)然，前提是我們很清楚如何操縱它們。

地球上的TMBIM受引力牽扯而難以結(jié)晶，于是MicroQuin選擇太空作業(yè)，并成功參透此物的潛力。

“它的潛力令人著迷，”MicroQuin的創(chuàng)始人兼CEO斯科特·羅賓遜（Scott Robinson）說道，“流感是個很好的例子，當(dāng)病毒進入細胞內(nèi)部時，它會將整個環(huán)境變得高度氧化；如果使用TMBIM阻止此種變化，即可完全阻斷流感感染。TMBIM還能用作聯(lián)合療法，使癌細胞對免疫療法敏感?！?/p>

航天災(zāi)難中的幸存蛋白

NASA歷史上最嚴重的一大災(zāi)難加速了太空醫(yī)學(xué)發(fā)展。

2003年2月，哥倫比亞號航天飛機在重新進入得克薩斯州和路易斯安那州上空的大氣層時發(fā)生爆炸，機上7名宇航員全部遇難。事故原因：航天飛機左翼于兩周前的發(fā)射過程中發(fā)生損壞，變得非常脆弱，無法承受重返大氣層的巨大壓力。

3個月后，美國人于殘骸中發(fā)現(xiàn)一系列裝有晶體的小瓶。不知何故，這些小瓶竟完好無損。瓶內(nèi)晶體是哥倫比亞號宇航員在國際空間站期間實驗工作的核心。而幸存的它們也為生物學(xué)家提供了關(guān)于干擾素α-2b蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要信息。在當(dāng)時，重組人干擾素α-2b注射液（甘樂能）是針對黑色素瘤和丙型肝炎的標(biāo)準(zhǔn)治療方法。

哥倫比亞號航天飛機的機組人員

制藥巨頭默克公司的研究員、太空醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的資深先驅(qū)保羅·賴歇特（Paul Reichert）曾擔(dān)任該項目的顧問。根據(jù)他的說法，對干擾素蛋白質(zhì)的研究是“哥倫比亞號任務(wù)的目標(biāo)之一”，“當(dāng)時我很高興，因為我們有望提供一些有前景的新見解。”

制藥行業(yè)對太空的熱情不斷增長。2017年，默克公司將其單抗藥物可瑞達（Keytruda，用于治療多種癌癥）送往國際空間站，賴歇特參與其中。此項任務(wù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)正幫助默克開發(fā)一種高度濃縮、可由醫(yī)生注射的藥物。

賴歇特表示：“單克隆抗體治療的一個問題是，患者必須每隔幾周就到醫(yī)院環(huán)境下進行一次輸注。輸注需花費幾個小時，而注射只需幾分鐘。因此，新藥不僅提高患者生活質(zhì)量，也降低治療成本。”

未來幾年，太空科研還有望改變另一個一直難達預(yù)期的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。干細胞本應(yīng)開創(chuàng)再生醫(yī)學(xué)時代，但直到眼下，科學(xué)家仍一直掙扎于可行療法的開發(fā)。

當(dāng)前干細胞治療過程不僅成本高昂而且效率低下——每生長100萬個干細胞，只有大約100個能成功重編程為心肌細胞或肝細胞。此外，成功開發(fā)的干細胞被移植入體內(nèi)時，難以很好整合。

美國西達賽奈醫(yī)學(xué)中心再生醫(yī)學(xué)研究所的執(zhí)行主任克萊夫·斯文森（Clive Svendsen）指出：“干細胞質(zhì)量并不總是很好。他們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)異?；蛏L過慢。那么，能否在太空軌道上培養(yǎng)出更好細胞呢？”

斯文森和同事正試圖通過與NASA合作開展的一系列實驗來找出答案。將袋裝的干細胞運送至國際空間站，然后從地球遠程觀察它們生長。早期跡象表明，太空似乎更利于干細胞發(fā)展。斯文森說道：

必須有相當(dāng)大的好處，方可轉(zhuǎn)化應(yīng)用，因為太空旅行成本太高。如果干細胞能更可靠地轉(zhuǎn)化為更高質(zhì)量的心臟細胞、腎細胞、神經(jīng)元，我們或許可以考慮在太空中生產(chǎn)細胞替代品，然后帶回地球移植。

太空醫(yī)學(xué)會走私營化道路

據(jù)報道，往返國際空間站的一次實驗費用約為750萬美元（包括宇航員時間成本）。這筆費用目前由NASA或研究基金支付。圍繞它的競爭非常激烈，全球不計其數(shù)的科學(xué)家渴望把自己的實驗送上軌道。

另一方面，太空研究正向私營化方向發(fā)展。NASA已經(jīng)宣布，計劃于2030年底前關(guān)閉國際空間站，而美國公理航天公司（Axiom Space）籌劃以第一個商業(yè)空間站取而代之。

為超級富豪提供太空假期是公理航天的主要營收來源。他們會利用此類收入在空間站上建造額外模塊以開展科學(xué)實驗。

首個全私人宇航員團隊搭乘公理航天的Axiom-1前往國際空間站

SpacePharma和Ice Cubes等其他私營公司的目標(biāo)是，提供自動化實驗，讓火箭把實驗送入近地球軌道而后再返回，以此實現(xiàn)太空醫(yī)學(xué)研究的更廣泛普及。

這一目標(biāo)若實現(xiàn)，太空科研將不再需要空間站，工作成本也大大降低。魯索馬諾表示：“隨著發(fā)射成本的降低和發(fā)射數(shù)量的持續(xù)增加，我預(yù)計這些私人計劃將會加速?！?/p>

當(dāng)然，太空科研成果未必總是理想的。例如，美國生物技術(shù)初創(chuàng)公司Angiex針對一種潛在抗癌新藥的太空實驗，取得了吸引人的突破，但由于成本太高且耗時過多，他們最終選擇放棄。

斯文森意識到，如果我們了解細胞為何在失重環(huán)境下長得更好，然后在地球上復(fù)制這些原因，或許會有巨大收獲。

當(dāng)然，如果事實證明太空是獲得優(yōu)質(zhì)干細胞的唯一場所，我們或許就要期待“星際間再生”了。

資料來源：

Does the future of medicine lie in space?

END

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