基于周二公布的一项新研究，未来的宇航员或许可以在太空种植某些药物，而不是携带这些药物。
一个研究小组种植了能够产生一种用于治疗骨密度流失的蛋白质的生菜——这是宇航员长期处于微重力环境下的一项关键健康问题。
“植物比其他可能的太空制药方法有许多优势，”加州大学戴维斯分校化学工程博士候选人凯文·叶茨说，他在美国化学学会2022年春季会议上介绍了这项研究。他的研究是美国宇航局太空生物工程利用中心（CUBES）的一部分，该中心致力于在太空探索过程中利用植物和微生物即时制造资源。
在地球上制造这类药物已经很复杂了。叶茨说，药物制造商可以化学合成蛋白质，但这个过程效率低下，而且复杂且昂贵——在太空中不切实际。因此，目前的任务计划要求宇航员携带他们所需的所有药物。其他几项提议包括使用生物反应器——一种微生物消耗养分并将其转化为所需产品的容器——在空间站上制造有用的蛋白质。但这些反应器需要精心调整的条件，而且比普通的园艺植物更难维护。
通过对基因改造以生产所需药物的植物，事情就简单多了。叶茨说，“你只需种植植物”，然后收获它。
类似的植物项目可能有效，但叶茨说生菜是一个不错的起点，因为有园艺经验的宇航员已经在太空种植了大量的生菜，在国际空间站的迷你花园里。一顿新鲜生菜也能让宇航员受益，他们通常只能吃脱水、预包装的食物。
在任务期间制造补给可以降低成本并避免辐射损伤。向宇航员运送补给的成本，尤其是在火星任务等长期探险中，是巨大的。此外，叶茨说，“药品会因辐射而在太空中降解”。
火星任务大约需要三年时间，包括单程八个月的旅行。即使提前将补给运往火星，也存在补给暴露在多年破坏性辐射下的风险，可能导致药物失效。
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叶茨的目标是仅通过生菜生产一种蛋白质来对抗人类骨质流失。这种蛋白质叫做甲状旁腺激素，在人体内自然存在。它用于刺激骨骼生长，以抵消地球上的骨矿物质密度流失——骨质疏松症。一种名为 Forteo 的药物，是甲状旁腺激素的合成类似物，已被美国食品药品监督管理局批准用于治疗这种疾病。这种生菜产生的蛋白质与 Forteo 相似，Forteo 通常通过注射给药。
叶茨正在种植不同系的植物，并选择产量最高的植物以最大化产量。根据目前的产量，需要将生菜研磨并纯化才能获得足够的药物。但他表示，对于未来版本的项目，“你可能可以直接食用这种植物”。该激素经过基因改造，更容易被人体吸收，但叶茨仍需确保其对人体完全安全后才能尝试食用。
“我认为这是一个绝妙的概念，”德克萨斯农工大学生理学家苏珊·布卢姆菲尔德说，她研究过微重力对骨密度的影响，并未参与这项生菜项目。布卢姆菲尔德说，让口服药物通过酸性胃是“任何药物的关键挑战”，而食用方法必须克服这一点。
叶茨说，通过更多的研究，研究人员可能会找到一种更简便的给药方式，同时仍能获得其益处。
我们的身体不断沉积新的骨质来修复和建造骨骼，同时骨质也会被重新吸收到血液中。但在太空中，微重力会扰乱这种平衡。布卢姆菲尔德说，大多数中年成年人在微重力下会迅速失去骨密度。她说，尽管运动、维生素 D 补充剂和良好的营养可以显著减缓这一过程，但无论宇航员每天进行多少力量训练，骨质流失都是不可避免的。
甲状旁腺激素有助于骨骼更快地重建，尽管它不能直接阻止骨质流失。布鲁姆菲尔德说，骨骼形成在微重力下会减慢，但骨质流失的加速是更大的问题，因此未来的研究需要弄清楚甲状旁腺激素在微重力期间能提供多少帮助。
叶茨说，这项技术不仅在太空中有用。它还可以带来更好的、更便宜的地球制药方法，尤其是在资源匮乏的地区。例如，Medicago 公司已经在植物中种植了 COVID-19 疫苗的材料。
叶茨研究的下一步是验证这种植物生产的蛋白质“是否能按预期运行”，以及确定其对人类是否安全有效。叶茨表示，他希望研究人员有机会尝试在微重力下种植这些植物。
布卢姆菲尔德也表示，团队需要“尝试一种会吃生菜的动物模型”来了解通过这种方式能吸收多少蛋白质。也许兔子将是第一批品尝这种生菜的动物。
