在公文包里開(kāi)藥廠

倪青

戈文德·拉奧

如今新藥的研發(fā)成本越來(lái)越高，與此同時(shí)，新藥價(jià)格更是高昂，讓普通家庭越來(lái)越難以承受。不少人為治病而背負(fù)了巨額債務(wù)，甚至傾家蕩產(chǎn)。如果能有廉價(jià)的藥品，那會(huì)造福多少患者？美國(guó)馬里蘭大學(xué)巴爾的摩分校的戈文德·拉奧教授意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題，扛起了開(kāi)發(fā)新時(shí)代廉價(jià)藥的重任。

喜歡鼓搗發(fā)明的年輕人

為什么拉奧要研究開(kāi)發(fā)廉價(jià)藥品，而不去研究其他高大上的東西？這是因?yàn)槔瓓W也出身于普通的家庭，他更能理解普通人的心理，比起那些具有很多附加功能但也更昂貴的事物，人們更需要能滿足基本需求的廉價(jià)的發(fā)明。

拉奧來(lái)自印度的一個(gè)小手工業(yè)者家庭，祖父能制造和修理很多精巧的小工具，還特別省吃儉用。祖父對(duì)工程學(xué)的熱愛(ài)和省吃儉用的精神傳承給了拉奧。拉奧在十幾歲時(shí)已經(jīng)能無(wú)師自通，用從雜貨店購(gòu)買(mǎi)的小零件，自己組裝收音機(jī)了。這是拉奧人生中第一臺(tái)收音機(jī)，它比商店出售的成品便宜得多，而且收音很清晰、信號(hào)穩(wěn)定，拉奧首次展現(xiàn)了自己在發(fā)明創(chuàng)造上的天賦。

拉奧長(zhǎng)大后，深入學(xué)習(xí)了工程學(xué)的知識(shí)，他先后在印度理工學(xué)院和美國(guó)德雷塞爾大學(xué)學(xué)習(xí)化學(xué)工程學(xué)，畢業(yè)后致力于設(shè)計(jì)化學(xué)反應(yīng)傳感器。但是，因?yàn)樗啄甑慕?jīng)歷和在祖國(guó)印度看到的貧困情景，他希望自己制造的東西不僅僅是“富人的玩具”，而應(yīng)該讓更多的窮苦大眾都能使用上。

拉奧確實(shí)發(fā)明了一些廉價(jià)的小東西，比如早產(chǎn)兒紙板保溫箱。拉奧發(fā)現(xiàn)，印度有很多早產(chǎn)兒用不起醫(yī)用保育箱，而自制的簡(jiǎn)陋保育箱消毒措施又不到位，有些患病的嬰兒會(huì)把病原體傳染給下一個(gè)入住的嬰兒，許多嬰兒因此喪命，每約10秒鐘就有一名嬰兒死亡。能不能讓符合醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)的保育箱像嬰兒車(chē)一樣廉價(jià)，走入家家戶戶呢？拉奧團(tuán)隊(duì)制作了這樣一個(gè)保育箱，它由三個(gè)部分組成——紙板培養(yǎng)箱、溫度控制器和太陽(yáng)能電池。溫度傳感器固定在嬰兒身上，放在保育箱中，傳感器將嬰兒體溫反饋給控制器，控制器負(fù)責(zé)加熱空氣，并通過(guò)導(dǎo)管維持保育箱內(nèi)的空氣流通。這個(gè)保育箱的成本不到5美元，如果客戶有額外的需求，還可以購(gòu)買(mǎi)配件進(jìn)行補(bǔ)充，比如可以監(jiān)測(cè)心率和呼吸的傳感器等。這樣一來(lái)，許多嬰兒都可以住進(jìn)為他們量身打造的小房子了。

公文包里開(kāi)藥廠

拉奧專門(mén)搗鼓“便宜玩意”的名聲傳出去后，引來(lái)了藥理學(xué)博士杰夫·林的關(guān)注，他曾經(jīng)是阿富汗戰(zhàn)爭(zhēng)的隨軍醫(yī)生。2003年，林救治了一名頭部受傷的美國(guó)士兵，傷員的血壓和脈搏很不穩(wěn)定，很難進(jìn)行進(jìn)一步治療。如果是在城鎮(zhèn)醫(yī)院的手術(shù)室中，只要給他注射一種叫溴隱亭的藥物就可以了，但是在戰(zhàn)區(qū)醫(yī)護(hù)室里，并沒(méi)有配備這種藥物。為了救治病人，林要求美國(guó)空軍從德國(guó)蘭德斯圖爾將這種藥物空運(yùn)過(guò)來(lái)，為此花了一大筆運(yùn)輸費(fèi)用。戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后，林服務(wù)于美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局，他決心制造一個(gè)“便攜藥廠”，在需要的時(shí)候可以快速制造出所缺的藥物。

其實(shí)拉奧不是第一個(gè)林找來(lái)制造“便攜藥廠”的科學(xué)家，在他之前已經(jīng)有幾撥科學(xué)家參與這個(gè)計(jì)劃。美國(guó)麻省理工學(xué)院的合成生物學(xué)家蒂莫西·盧制造了一個(gè)冰箱大小的“制藥廠”，它分為兩個(gè)“部門(mén)”：第一個(gè)“部門(mén)”專門(mén)負(fù)責(zé)制造化學(xué)藥物，它有四個(gè)腔室，分別連接著不同的管道，這些管道就像調(diào)制奶茶一樣，將不同的小分子物質(zhì)運(yùn)輸?shù)角皇抑?，將它們混合成化學(xué)藥物——這個(gè)“部門(mén)”可以生產(chǎn)四種藥物，分別是抗組胺藥二苯胺、麻醉藥利多卡因、鎮(zhèn)靜藥地西泮和抗抑郁藥氟西汀。第二個(gè)“部門(mén)”負(fù)責(zé)生產(chǎn)當(dāng)前最熱門(mén)的生物藥物，例如疫苗和抗生素等。這個(gè)部門(mén)的“工人”是一種叫做畢赤酵母的真菌，“工人們”需要進(jìn)行基因工程改造，才能生產(chǎn)出人們需要的蛋白質(zhì)類藥物。

盧的化學(xué)藥“部門(mén)”表現(xiàn)得很好，已經(jīng)基本符合林的需求，但是他的生物藥“部門(mén)”有個(gè)明顯的缺點(diǎn)，那就是“工人”太貴了，“勞務(wù)成本”太高。而“廉價(jià)實(shí)用”正是拉奧搗鼓各種發(fā)明的目的，想讓“便攜藥廠”更便宜，找他準(zhǔn)沒(méi)錯(cuò)，于是林邀請(qǐng)拉奧加入了他們的研究。

拉奧沒(méi)有讓林失望，他很快想出了解決方法。首先，拉奧將兩個(gè)“部門(mén)”拆成了兩個(gè)“子公司”，化學(xué)藥和生物藥分別在兩個(gè)公文包大小的設(shè)備中獨(dú)立生產(chǎn)。這樣一來(lái)，“便攜藥廠”就靈活多了，需要生產(chǎn)什么藥物就可以獨(dú)立購(gòu)買(mǎi)模塊和相應(yīng)的原材料，成本也比購(gòu)買(mǎi)整套設(shè)備要少得多。

接著，拉奧“聘請(qǐng)”了更廉價(jià)的“工人”：DNA、酶、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核糖體等細(xì)胞組分。在DNA的指導(dǎo)下，酶、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和核糖體等細(xì)胞組分會(huì)按部就班地生產(chǎn)出需要的蛋白質(zhì)和脂質(zhì)類藥物?！靶鹿と恕钡膬?yōu)勢(shì)很明顯，它們不再需要進(jìn)行基因工程的加工，還能生產(chǎn)多種類型的蛋白質(zhì)藥物。更重要的是，人們已經(jīng)掌握了裂解細(xì)胞、提取和保存細(xì)胞器的技術(shù)，生物公司里可以買(mǎi)到廉價(jià)的制備好的酶和細(xì)胞器，這樣“勞務(wù)成本”就大大降低了。

拉奧改進(jìn)后的“藥廠”生產(chǎn)出的第一款生物藥是粒細(xì)胞集落刺激因子（GCSF），這是一種中性粒細(xì)胞分泌的免疫物質(zhì)，能用于癌癥的治療。“便攜藥廠”生產(chǎn)出的GCSF，純度與市售藥品一樣，在動(dòng)物身上進(jìn)行的藥效檢測(cè)實(shí)驗(yàn)顯示，它也與市售藥品具有相同療效。

“便攜藥廠”在民間

拉奧對(duì)“便攜藥廠”的改進(jìn)并沒(méi)有結(jié)束，因?yàn)榕c專門(mén)為軍隊(duì)服務(wù)的林不同，拉奧更希望自己的發(fā)明讓普通民眾也能用得起，所以他還想讓他的“藥廠”更廉價(jià)和更實(shí)用。

拉奧現(xiàn)在正在改進(jìn)附加模塊，他希望改進(jìn)后能增加藥物產(chǎn)量或增加“藥廠”的功能，目前有一個(gè)附加模塊已經(jīng)有了一些進(jìn)展，那就是木質(zhì)多功能微流體裝置。這是什么東西呢？簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是一個(gè)木頭制成的可以用來(lái)驗(yàn)血的設(shè)備。當(dāng)然，除了血液，它還可以檢驗(yàn)許多化學(xué)物質(zhì)，甚至能用于檢驗(yàn)“便攜藥廠”生產(chǎn)的藥物是否有效。有了它，“便攜藥廠”生產(chǎn)的藥物就不再需要送到藥監(jiān)局進(jìn)行檢測(cè)了。

微流體檢驗(yàn)裝置其實(shí)早就有了，科學(xué)家們?cè)谛⌒〉乃芰掀峡躺弦坏赖腊疾?，再在凹槽里滴入極少量化學(xué)試劑，通過(guò)檢測(cè)樣本與化學(xué)試劑的反應(yīng)結(jié)果，就能判斷樣本的性質(zhì)。拉奧對(duì)微流體檢驗(yàn)裝置做了改進(jìn)，他用廉價(jià)的樺木膠合板取代了塑料片，然后在木板上涂了一層薄薄的特氟隆。特氟隆就是不粘鍋的涂層材料，木板上涂了特氟隆就可以防止樣本和檢測(cè)試劑滲入木材的孔隙中，節(jié)約試劑也提高準(zhǔn)確性。

拉奧的木質(zhì)微流體裝置成本比塑料微流體裝置便宜了10倍以上，而且也更加環(huán)保。盡管便宜了這么多，但是性能同樣良好，當(dāng)他們用這個(gè)裝置檢測(cè)蛋白質(zhì)和活細(xì)菌的性質(zhì)時(shí)，得到了與塑料微流體裝置同樣的結(jié)果。但拉奧還不滿意，他認(rèn)為木板上的特氟隆涂層還能換成更廉價(jià)環(huán)保的材料，比如蜂蠟或天然植物油。

進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)還在進(jìn)行中，也許未來(lái)的“便攜藥廠”上會(huì)出現(xiàn)這個(gè)模塊。當(dāng)你按操作步驟生產(chǎn)出藥物后，你可以將藥物和病人的血液一起滴入微流體裝置中，通過(guò)檢測(cè)病菌的活性和數(shù)量來(lái)判斷生產(chǎn)出來(lái)的藥物是否有效。

將來(lái)某一天，“便攜藥廠”真的走入民間的話，許許多多的人都將受益于此，因?yàn)椴粌H能及時(shí)獲得所需的藥物，也必將大大減少在藥物上的開(kāi)銷，至少運(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ)費(fèi)用將能顯著減少。我們也將牢記拉奧“神農(nóng)”對(duì)此做出的貢獻(xiàn)。

木質(zhì)微流體裝置