太空竞赛转向制药行业:药物研发为何奔赴低地球轨道

环球市场播报
Jun 09

  核心要点

  1. 半导体、光纤等产业均可受益于太空研发与太空制造,但专家向 CNBC 表示,医药行业或将迎来最直接、颠覆性的变革。
  2. 大批企业争相布局太空产业:微重力环境可实现地球上受重力约束、无法完成的复杂化学合成工艺。
  3. SpaceMD 首席执行官约翰・韦林格表示,太空技术有望盘活每年因晶体缺陷、分子稳定性不足而搁置的数百种候选新药。

  备受市场期待的 SpaceX 巨型 IPO,标志着太空热潮已跳出卫星通信、运载火箭、航空国防赛道,正式蔓延至制药领域。越来越多企业奔赴低地球轨道(LEO),在微重力环境下生产药物。

  随着航天基础产业搭建起完整配套基础设施,太空商业版图持续扩张。摩根士丹利预测,2040 年太空经济规模将突破 1 万亿美元。半导体、光纤行业均能从中获益,但医药行业会率先迎来质变。

  去年,航天防务企业 Redwire(瑞德威尔)成立全资子公司 SpaceMD,专门商业化太空研发的药物产品。该公司深耕轨道生物打印技术多年,当前核心商业化赛道是研发新型给药制剂。

  SpaceMD 首席执行官约翰・韦林格向 CNBC 介绍,公司核心成熟技术为 PIL-BOX 在轨药物结晶微型实验室。

  • 已向太空发射 54 台 PIL-BOX 自动化微型实验设备,在轨完成 37 种药物分子结晶测试;
  • 合作药企包含礼来、百时美施贵宝等跨国药企,药企持续输送全新候选分子开展太空实验。

  一、为什么要去太空造药?

  地面制药全程受重力两大干扰:沉降效应(重颗粒沉至试管底部)、对流效应(热液上浮、冷液下沉),直接破坏药物晶体结构均匀度。

  诺丁汉大学生物物理学教授菲尔・威廉姆斯解释:太空微重力环境可培育结构更均一、缺陷极少、性状高度可控的蛋白晶体。

Redwire 借助 PIL-BOX 设备在国际空间站培育的甘氨酸晶体。甘氨酸是人体关键氨基酸,兼具神经递质、胶原蛋白组分、分子合成原料多重功能;该批晶体已于 2024 年 4 月返回地球。

  分子晶体尺寸、形态高度统一将大幅优化给药体验:

  1. 地面晶体大小混杂时,小颗粒填充大晶体缝隙,药液黏度显著升高;
  2. 药液黏度直接决定人体吸收效率:高黏度生物制剂只能粗针头、数小时医院输液;太空优化晶体可调配成低黏度无痛皮下注射剂;
  3. 分子稳定性大幅提升,无需全程超低温冷链运输,大幅削减物流成本与碳排放。

  二、行业标杆案例:默沙东 K 药(可瑞达)

  太空制药商业化起源于默沙东(美国境外称 MSD)。

  2014 年默沙东在国际空间站开展蛋白结晶实验,研究微重力对旗下王牌抗癌药 Keytruda(帕博利珠单抗)分子结构的影响。

  • Keytruda 原始剂型:患者需在医院进行数小时静脉输液;
  • 太空紫外成像观测显示:微重力下培育的抗体混合物均匀稳定、极易溶解;
  • 药企复刻太空晶体生长条件落地产线,研发出皮下注射版本 Keytruda Qlex;
  • 2025 年该皮下注射制剂获 FDA 批准,给药时长压缩至仅几分钟,患者可居家完成注射Merck。
:2008 年亚特兰蒂斯号航天飞机脱离空间站实拍,空间站搭载欧空局耗资 20 亿美元哥伦布科学实验舱(欧空局、NASA 供图)。

  三、太空制药两大商业化路线

  路线 1:SpaceMD(Redwire 旗下)—— 太空培育晶种,地面规模化量产

  制药行业每年投入数千亿研发费用、委托 CRO 开展临床试验,对新型稳定晶种需求巨大。

  韦林格表示:仅需极微量太空培育晶体作为 “晶种”,即可在地面五代复现相同优质晶体;公司现已拥有经太空验证的硬件设备、稳定候选分子管线、药企分润授权合作协议。

  路线 2:Varda 太空工业公司 —— 全流程在轨自主制造、专用返回舱回收

  Varda 研发 300 公斤级自主制药卫星,配套专用再入返回舱,已完成第六次太空舱往返任务,搭乘 SpaceX Transporter-16 猎鹰火箭发射。

  Varda 联合创始人、总裁德里安・阿斯帕鲁霍夫观点:太空工业化是人类拓展太空的核心驱动力,而制药是首个成熟落地的太空工业场景。

  1. 药物原料药(API)浓度极高,极小载荷即可创造巨大商业价值:满足 4.5 亿人接种的辉瑞新冠疫苗所需原料药晶体,仅需两加仑容器即可全部容纳;
  2. 合作模式:United Therapeutics 等药企无需采购航天器,仅需交付原料,Varda 在轨优化后返还改良药物;该公司近期联合其研发肺部疾病新型治疗制剂。

  四、行业现存瓶颈

  1. 返回运载成本过高

    现有载人返回飞船(SpaceX 龙飞船)造价高昂、主打安全设计,无法支撑高频次、低成本工业制药物流;

  2. 国际空间站生命周期临近尾声,不可长期商用

    空间站由美俄联合运营,政策、地缘政治波动大,政府科研平台缺乏清晰商业化路径,SpaceMD、Varda 均在布局独立商业轨道空间站;

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责任编辑:郭明煜

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