太空醫(yī)學(xué)也被稱(chēng)為宇宙醫(yī)學(xué)，是研究人在宇宙空間生活和航行時(shí)對(duì)機(jī)體的影響和疾病防治的科學(xué)。航天員們長(zhǎng)久地在空間站生活，不可避免地要接受空間微重力和太空輻射等對(duì)人體產(chǎn)生的影響。除了保證航天員的健康，太空醫(yī)學(xué)研究也在反哺于地面應(yīng)用。

從基礎(chǔ)研究及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化角度來(lái)看，目前全球已有60多個(gè)研發(fā)中心、70多家投資機(jī)構(gòu)及70多家企業(yè)深度參與太空醫(yī)學(xué)事業(yè)。其中不乏安進(jìn)、阿斯利康、百時(shí)美施貴寶、禮來(lái)、默克、諾華、賽諾菲、武田等跨國(guó)生物科技及醫(yī)藥巨頭企業(yè)的身影。更有一家新成立的名為SP8CEVC的風(fēng)投基金，專(zhuān)門(mén)關(guān)注空間技術(shù)和人類(lèi)長(zhǎng)壽的交叉領(lǐng)域。

布局太空醫(yī)學(xué)的國(guó)際巨頭企業(yè)

太空醫(yī)學(xué)的重要應(yīng)用——生物制造

太空醫(yī)學(xué)的研究?jī)?nèi)容主要包括細(xì)胞組織工程、器官移植、再生醫(yī)學(xué)和病理研究等多領(lǐng)域。由此衍生出了包括制藥、細(xì)胞治療、器官芯片、器官打?。?D生物打印）等方面的生物制造重點(diǎn)應(yīng)用方向。

???

利用蛋白質(zhì)結(jié)晶技術(shù)進(jìn)行

藥物發(fā)現(xiàn)和藥物開(kāi)發(fā)

“太空蛋白質(zhì)晶體生長(zhǎng)”實(shí)驗(yàn)是載人航天活動(dòng)中的重要項(xiàng)目，各國(guó)都很重視。因?yàn)榈鞍踪|(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，要解開(kāi)生物體的奧秘和研制特效的新藥，首先要有優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)結(jié)晶，才能了解它們結(jié)構(gòu)和功能的秘密。但在地面上，由于受重力影響，很難制成大而純的蛋白質(zhì)晶體。

在空間微重力條件下，蛋白質(zhì)晶體比在地球上生長(zhǎng)得更純凈、更大。通過(guò)對(duì)這些晶體的分析，科學(xué)家們能更好地了解蛋白質(zhì)、酶和病毒的性質(zhì)，也許會(huì)因此研制出新藥和更好地了解生命的基本構(gòu)造。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果已促使全球許多制藥公司與航天部門(mén)合作，研究出治療癌癥、糖尿病、肺氣腫和免疫系統(tǒng)失調(diào)的藥品或方法。

在癌癥治療領(lǐng)域，國(guó)際空間站的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室里至少有數(shù)十個(gè)項(xiàng)目專(zhuān)注于與癌癥相關(guān)的研究。這些癌癥研究項(xiàng)目包括：培養(yǎng)臨床級(jí)干細(xì)胞以用于治療應(yīng)用。蛋白改善藥物的發(fā)現(xiàn)和傳遞，以及測(cè)試效果更好或副作用更少的新療法。

這些項(xiàng)目中，最被寄予厚望的則是與癌癥相關(guān)的新藥研發(fā)項(xiàng)目。眾多的大型制藥公司，都在國(guó)際空間站尋求改進(jìn)“3D細(xì)胞培養(yǎng)方法”，以進(jìn)行更高精度的藥物測(cè)試，降低當(dāng)前藥物發(fā)現(xiàn)工作的失敗率。而這些目前都已取得了初步成功。

在免疫藥物中大出風(fēng)頭的默沙東公司的PD1藥物，中國(guó)民間俗稱(chēng)的“K藥”，最初就源于在國(guó)際空間站實(shí)驗(yàn)室的純化與結(jié)晶試驗(yàn)，開(kāi)發(fā)出了這款治療性單克隆抗體Keytruda?。這是目前國(guó)際空間站實(shí)驗(yàn)室取得的最大的成功。這款名為Pembrolizumab的PD1免疫藥物，F(xiàn)DA目前已批準(zhǔn)該藥用于治療黑色素瘤、肺癌、頭頸癌、霍奇金淋巴瘤和胃癌等數(shù)十種腫瘤治療。是目前全球國(guó)內(nèi)外使用最多的免疫藥物。

默沙東公司關(guān)于K藥的純化與結(jié)晶試驗(yàn)的地面對(duì)照樣品（左）和航天樣品（右）的UV成像，清楚地顯示了微重力下生長(zhǎng)的晶體的尺寸和分布更加均勻。

默沙東的研究人員正在利用空間站獨(dú)特的微重力環(huán)境，探討使PD1這種需要數(shù)小時(shí)的輸注化療，變?yōu)閹追昼姷钠は伦⑸涞目旖莘绞健?/p>

國(guó)際空間站的研究人員正從孵化器中，取出裝有癌細(xì)胞的設(shè)備。這里面是癌細(xì)胞在微重力下的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

???

器官芯片

器官芯片是一種將人體細(xì)胞植入微流體芯片進(jìn)行3D培養(yǎng)發(fā)展起來(lái)的，可以在體外模擬人體組織器官的主要結(jié)構(gòu)和功能特征的芯片系統(tǒng)。

器官芯片作為一項(xiàng)重要的體外模型，由于其可靠性、高通量和體內(nèi)相似性的特點(diǎn)，十分符合航天器在軌開(kāi)展生物研究的需求。同時(shí)，在驗(yàn)證微重力和宇宙輻射下對(duì)人體不同器官組織的影響方面具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。

如下圖所示，目前已有多種不同組織類(lèi)型的器官被送上空間站，包括軟骨組織芯片、肺芯片、腎臟芯片以及血腦屏障芯片等。

長(zhǎng)期的微重力已被證明會(huì)加速各種疾病的發(fā)展和器官的老化，這些不同的器官芯片都在一定程度上適合作為空間站條件下的生物技術(shù)研究平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

國(guó)際空間站的器官芯片實(shí)驗(yàn)室

2018年12月，美國(guó)加州大學(xué)的免疫系統(tǒng)芯片已被送往國(guó)際空間站來(lái)研究模擬微重力下的免疫老化效應(yīng)；

2019年5月，Nortis公司和美國(guó)華盛頓大學(xué)合作研發(fā)的腎臟芯片，被發(fā)往國(guó)際空間站，第一批發(fā)射了 24 個(gè) Nortis Triplex 芯片，并用四個(gè)注射泵將其分為4組，每組能夠容納6個(gè)芯片。登上國(guó)際空間站后，四個(gè)注射泵被放在培養(yǎng)箱，提供適宜溫度和二氧化碳進(jìn)行控制。旨在解決生活在微重力下的宇航員的腎結(jié)石或骨質(zhì)疏松等疾病。

Nortis Parvivo腎小管芯片

微重力下，腎臟芯片中的腎小管微晶會(huì)保持均勻的懸浮狀態(tài)，最終發(fā)育形成腎結(jié)石。腎臟芯片可以來(lái)研究在微重力下的腎小管微晶到腎結(jié)石的疾病發(fā)展過(guò)程以評(píng)估微重力下的遠(yuǎn)端小管腎結(jié)石的形成機(jī)制，從而找到預(yù)防該疾病發(fā)生和發(fā)展的治療方法。

在太空醫(yī)學(xué)的研究范疇內(nèi)，我國(guó)科研人員曾在神舟七號(hào)上開(kāi)展了制藥微生物育種搭載試驗(yàn)，在神舟三號(hào)和神舟八號(hào)上開(kāi)展了蛋白質(zhì)結(jié)晶實(shí)驗(yàn)等。據(jù)報(bào)道，中國(guó)空間站在生命科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的嘗試正在逐步展開(kāi)，生物芯片、3D打印類(lèi)器官、造影劑研發(fā)、胚胎研究等方向的探索也在規(guī)劃和進(jìn)行中。

相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，隨著航天技術(shù)的發(fā)展，太空醫(yī)學(xué)研究將造福我們的生命健康。

參考資料：

[1] https://www.vbdata.cn/1518874747

[2] https://mp.weixin.qq.com/s/A-oQG1knczQP2Mwz_k3hMw

[3] https://mp.weixin.qq.com/s/Ncxz_0navFFZJBYuJi_BUw

[4] https://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab446/info64411.htm

關(guān)于火箭派

外太空與跨行星生存的解決方案提供商。致力于通過(guò)“需求定義載荷，載荷定義火箭”，打造星箭一體化的中國(guó)商業(yè)航天2.0企業(yè)。

已完成中國(guó)首個(gè)商業(yè)航天生物載荷順利登上太空；2022年計(jì)劃完成多次空間試驗(yàn)發(fā)射任務(wù)，2023年計(jì)劃國(guó)內(nèi)首發(fā)星箭一體化液氧甲烷火箭及可返回式生命科學(xué)飛船，具備快速反應(yīng)、可返回、航班化等特點(diǎn)，具有極佳性能優(yōu)勢(shì)和性價(jià)比。

發(fā)展規(guī)劃

①與科研院校合作共同申報(bào)國(guó)家課題 

②為泛生命科學(xué)公司提供完整的空間試驗(yàn)解決方案，承接空間藥物委托研發(fā)

③打造無(wú)人空間生物實(shí)驗(yàn)室和太空藥廠

④降低火箭成本，提升生物載荷、衛(wèi)星及飛船特性，實(shí)現(xiàn)載人航天

市場(chǎng)前景

生物試驗(yàn)及新興空間應(yīng)用領(lǐng)域商業(yè)化場(chǎng)景造就萬(wàn)億太空經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)

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