【中國制藥網 編輯視點】生物藥物是指運用微生物學、生物學、醫學、生物化學等的研究成果,從生物體、生物組織、細胞、器官、體液等,綜合利用微生物學、化學、生物化學、生物技術、藥學等科學的原理和方法制造的一類用于預防、治療和診斷的制品。近年來,生物制藥市場呈現高速增長態勢,預計到2020年,生物制藥產品有望占藥品銷售收入的1/3。筆者獲悉,隨著載人航天事業的發展,空間生物制藥將具有廣闊的應用前景。
空間生物制藥解決地面藥物生產難題 將大有作為(圖片來源于百度圖片)
近日,國家重點基礎研究發展計劃(973計劃)科學家劉長庭教授在國內召開空間生物制藥戰略發展研討會指出,空間生物制藥大有可為。劉長庭指出,經航天搭載誘變之后的菌株,無論在形態上,還是在代謝產物上,均有非常突出的正向變異特性,能夠更好地服務于人類健康等領域的產業化應用,特別是空間微生物制藥領域,解決了地面生產藥物產量低、活性差等問題,大幅降低成本,提升藥物質量。
據了解,太空環境存在著的物理條件,是一種地球上無法相比的特殊誘變源,它可造成細菌的生長、生物學性狀以及遺傳代謝等方面發生一系列不可捉摸的變化,具有有益的變異多、變幅大、穩定性好等特點。利用這些地面上難得的環境條件,可進行許多地面上難以進行的科學實驗,生產地面上難以生產的特殊材料、昂貴藥品和工業產品等。
目前在空間制藥研究方面國外以美國居多,我國的空間生命科學研究在制藥領域特別是生物制藥領域剛剛起步,但也取得了一些成就。當前,我國載人航天事業的蓬勃發展,為空間生物制藥提供了難得的實驗平臺,利用太空特殊的理化環境對微生物進行誘變,然后結合地面篩選,得到生物制藥產量和質量顯著提高的藥物制備工程菌及免疫原性和安全性增強的疫苗菌株,具有重要的經濟和社會意義。
實踐表明,經航天搭載的回收菌種經過幾個月的高通量篩選試驗,獲得了若干株正向突變的功能性誘變菌株。也有菌株證實了經航天搭載誘變的菌株與地面普通菌株相比,發酵時間縮短,菌體生物量增加,胞外多糖的產量是地面原始菌株的1.7倍,降膽固醇效率提高了42%,降血糖效率提高了19%。
空間微生物制藥以其獨特的優點,使得未來生物制藥領域具有廣闊的應用前景,但是從目前來看,空間微生物制藥仍存在一些問題。目前盡管利用空間環境誘變育種開展微生物制藥取得了一些成就,并且對空間誘變的機制有一定的了解,但卻無法控制變異的方向,只能是任其發展,如何利用太空資源進行定向甚至定點突變仍是當今世界的科學空白區,等待著科學家們去做進一步的探索。
另外,只有通過樣品返回地面后進行大規模篩選才能得到有益突變菌株,而目前這些篩選工作還處于“勞動密集型”階段,需要耗費大量的人力、物力和財力才能獲得部分高產菌株。如何設計突變菌株高通量篩選平臺,甚至實現“集約化”篩選,使有益突變菌株的篩選更便捷、全面,也是一大難題。
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