在最近出版的《細(xì)胞》雜志上,，來自加拿大多倫多大學(xué),、美國麻省理工學(xué)院和美國哈佛大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)明了一種基于冷凍干燥技術(shù)的，便攜式的生物制劑生產(chǎn)裝置,。它只有普通手提箱的大小,，卻可以在世界任何角落，甚至外太空隨時(shí)生產(chǎn)包括抗菌多肽,、疫苗和抗體在內(nèi)的生物制劑藥物,，而唯一需要的原材料就是水。

生物制劑類藥物,，包括疫苗和抗體等等,，在對(duì)抗許多疾病，尤其是由微生物感染造成的疾病方面具有重要的意義,。傳統(tǒng)上,，制造這類藥物需要將編碼活性蛋白的DNA導(dǎo)入活細(xì)胞中，然后在類似工廠的環(huán)境下大規(guī)模的增殖細(xì)胞,，最后從大量細(xì)胞中提取出活性蛋白以制成產(chǎn)品,。生產(chǎn)出來的生物制劑在被使用之前，必須始終處在冷藏狀態(tài)中,，這就大大限制了這些藥物在許多地方的應(yīng)用,。而直接對(duì)生物制劑進(jìn)行冷凍干燥也有可能會(huì)破壞其活性。

▲用水就能快速激活蛋白的生產(chǎn)（圖片來源：MIT Technology Review）

在哈佛大學(xué)教授James Collins的領(lǐng)導(dǎo)下,，美國和加拿大科學(xué)家們發(fā)明的這個(gè)叫做FD-CF（Freeze Dried-Cell Free）的裝置有望徹底解決這一問題,，他們從細(xì)胞中分離出了所有DNA翻譯和蛋白生產(chǎn)需要的分子，將其冷凍干燥后,，加上同樣冷凍干燥后的編碼DNA,，即可在常溫條件下儲(chǔ)存和運(yùn)輸。使用時(shí),，只需加入一點(diǎn)無菌水,，這個(gè)無需細(xì)胞的蛋白生產(chǎn)工廠在幾分鐘內(nèi)就可以開始生產(chǎn)生物制劑。通過這一方法生產(chǎn)生物制劑的成本只需每微升3美分,，比現(xiàn)有的其他技術(shù)便宜10倍以上,。

▲生產(chǎn)蛋白能用于口服或注射（圖片來源：MIT Technology Review）

研究人員使用他們的裝置試制了白喉疫苗。白喉是一種由細(xì)菌感染引起的傳染病,，可以被疫苗預(yù)防,，不過白喉疫苗對(duì)溫度十分敏感，過熱或者冰凍都會(huì)導(dǎo)致失活,。FD-CF便攜裝置生產(chǎn)出來的疫苗與現(xiàn)代化工廠生產(chǎn)的疫苗活性相當(dāng),，在小鼠實(shí)驗(yàn)中有效地保護(hù)了小鼠免受白喉感染,。

研究人員還利用這一裝置制造了一個(gè)可以針對(duì)不同疾病生產(chǎn)不同藥物的工具箱，通過組合抗體技術(shù),，對(duì)不同的感染源可以設(shè)計(jì)和生產(chǎn)特異性的抗體藥物,。他們成功地使用這個(gè)工具箱制造出了可以對(duì)抗艱難梭菌感染的抗體藥物。研究人員相信這一裝置將可以用來應(yīng)對(duì)在局部地區(qū)發(fā)生的疾病暴發(fā),，而更長遠(yuǎn)地看,，這個(gè)裝置可以被用在漫長的星際旅行中制造不同的藥物。

▲這種藥物生產(chǎn)裝置能迅速投放,，造福貧困地區(qū)（圖片來源：FoxNews）

美國楊百翰大學(xué)副教授Bradley Bundy博士認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)的前景令人激動(dòng)：“它讓我們無需儲(chǔ)存大量的疫苗和藥物,，而只需儲(chǔ)存可以制造藥物的裝置就可以了，這更加經(jīng)濟(jì)和通用,?！彼谑褂眠@種技術(shù)試圖制造可以抗癌的蛋白藥物。

研究人員承認(rèn),，這一裝置離真正投入實(shí)用還需要一定的時(shí)間,。他們面臨的困難包括如何提純生產(chǎn)出來的生物制劑，如何獲得無菌水,，以及對(duì)使用者進(jìn)行培訓(xùn),。不過，這項(xiàng)技術(shù)具有光明的前景,，人道救援組織利用它可以快速向受自然災(zāi)害或疾病爆發(fā)的地區(qū)提供所需的藥物,，將來的宇航員們?cè)谔章眯兄锌赡芤矔?huì)離不開它。我們希望研究人員能早日將它推向市場,。

參考資料：

1. Freeze-Dried Molecules Can Be Used to Whip Up Medicines Anywhere

2. Freeze-dried drug factories could make a slew of medicines — just add water

3. Portable, On-Demand Biomolecular Manufacturing

作者：佚名   來源：藥明康德