在公文包里开药厂

倪青

戈文德·拉奥

如今新药的研发成本越来越高，与此同时，新药价格更是高昂，让普通家庭越来越难以承受。不少人为治病而背负了巨额债务，甚至倾家荡产。如果能有廉价的药品，那会造福多少患者？美国马里兰大学巴尔的摩分校的戈文德·拉奥教授意识到这个问题，扛起了开发新时代廉价药的重任。

喜欢鼓捣发明的年轻人

为什么拉奥要研究开发廉价药品，而不去研究其他高大上的东西？这是因为拉奥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贵的事物，人们更需要能满足基本需求的廉价的发明。

拉奥来自印度的一个小手工业者家庭，祖父能制造和修理很多精巧的小工具，还特别省吃俭用。祖父对工程学的热爱和省吃俭用的精神传承给了拉奥。拉奥在十几岁时已经能无师自通，用从杂货店购买的小零件，自己组装收音机了。这是拉奥人生中第一台收音机，它比商店出售的成品便宜得多，而且收音很清晰、信号稳定，拉奥首次展现了自己在发明创造上的天赋。

拉奥长大后，深入学习了工程学的知识，他先后在印度理工学院和美国德雷塞尔大学学习化学工程学，毕业后致力于设计化学反应传感器。但是，因为他幼年的经历和在祖国印度看到的贫困情景，他希望自己制造的东西不仅仅是“富人的玩具”，而应该让更多的穷苦大众都能使用上。

拉奥确实发明了一些廉价的小东西，比如早产儿纸板保温箱。拉奥发现，印度有很多早产儿用不起医用保育箱，而自制的简陋保育箱消毒措施又不到位，有些患病的婴儿会把病原体传染给下一个入住的婴儿，许多婴儿因此丧命，每约10秒钟就有一名婴儿死亡。能不能让符合医疗标准的保育箱像婴儿车一样廉价，走入家家户户呢？拉奥团队制作了这样一个保育箱，它由三个部分组成——纸板培养箱、温度控制器和太阳能电池。温度传感器固定在婴儿身上，放在保育箱中，传感器将婴儿体温反馈给控制器，控制器负责加热空气，并通过导管维持保育箱内的空气流通。这个保育箱的成本不到5美元，如果客户有额外的需求，还可以购买配件进行补充，比如可以监测心率和呼吸的传感器等。这样一来，许多婴儿都可以住进为他们量身打造的小房子了。

公文包里开药厂

拉奥专门捣鼓“便宜玩意”的名声传出去后，引来了药理学博士杰夫·林的关注，他曾经是阿富汗战争的随军医生。2003年，林救治了一名头部受伤的美国士兵，伤员的血压和脉搏很不稳定，很难进行进一步治疗。如果是在城镇医院的手术室中，只要给他注射一种叫溴隐亭的药物就可以了，但是在战区医护室里，并没有配备这种药物。为了救治病人，林要求美国空军从德国兰德斯图尔将这种药物空运过来，为此花了一大笔运输费用。战争结束后，林服务于美国国防高级研究计划局，他决心制造一个“便携药厂”，在需要的时候可以快速制造出所缺的药物。

其实拉奥不是第一个林找来制造“便携药厂”的科学家，在他之前已经有几拨科学家参与这个计划。美国麻省理工学院的合成生物学家蒂莫西·卢制造了一个冰箱大小的“制药厂”，它分为两个“部门”：第一个“部门”专门负责制造化学药物，它有四个腔室，分别连接着不同的管道，这些管道就像调制奶茶一样，将不同的小分子物质运输到腔室中，将它们混合成化学药物——这个“部门”可以生产四种药物，分别是抗组胺药二苯胺、麻醉药利多卡因、镇静药地西泮和抗抑郁药氟西汀。第二个“部门”负责生产当前最热门的生物药物，例如疫苗和抗生素等。这个部门的“工人”是一种叫做毕赤酵母的真菌，“工人们”需要进行基因工程改造，才能生产出人们需要的蛋白质类药物。

卢的化学药“部门”表现得很好，已经基本符合林的需求，但是他的生物药“部门”有个明显的缺点，那就是“工人”太贵了，“劳务成本”太高。而“廉价实用”正是拉奥捣鼓各种发明的目的，想让“便携药厂”更便宜，找他准没错，于是林邀请拉奥加入了他们的研究。

拉奥没有让林失望，他很快想出了解决方法。首先，拉奥将两个“部门”拆成了两个“子公司”，化学药和生物药分别在两个公文包大小的设备中独立生产。这样一来，“便携药厂”就灵活多了，需要生产什么药物就可以独立购买模块和相应的原材料，成本也比购买整套设备要少得多。

接着，拉奥“聘请”了更廉价的“工人”：DNA、酶、内质网和核糖体等细胞组分。在DNA的指导下，酶、内质网和核糖体等细胞组分会按部就班地生产出需要的蛋白质和脂质类药物。“新工人”的优势很明显，它们不再需要进行基因工程的加工，还能生产多种类型的蛋白质药物。更重要的是，人们已经掌握了裂解细胞、提取和保存细胞器的技术，生物公司里可以买到廉价的制备好的酶和细胞器，这样“劳务成本”就大大降低了。

拉奥改进后的“药厂”生产出的第一款生物药是粒细胞集落刺激因子（GCSF），这是一种中性粒细胞分泌的免疫物质，能用于癌症的治疗。“便携药厂”生产出的GCSF，纯度与市售药品一样，在动物身上进行的药效检测实验显示，它也与市售药品具有相同疗效。

“便携药厂”在民间

拉奥对“便携药厂”的改进并没有结束，因为与专门为军队服务的林不同，拉奥更希望自己的发明让普通民众也能用得起，所以他还想让他的“药厂”更廉价和更实用。

拉奥现在正在改进附加模块，他希望改进后能增加药物产量或增加“药厂”的功能，目前有一个附加模块已经有了一些进展，那就是木质多功能微流体装置。这是什么东西呢？简单地说，就是一个木头制成的可以用来验血的设备。当然，除了血液，它还可以检验许多化学物质，甚至能用于检验“便携药厂”生产的药物是否有效。有了它，“便携药厂”生产的药物就不再需要送到药监局进行检测了。

微流體检验装置其实早就有了，科学家们在小小的塑料片上刻上一道道凹槽，再在凹槽里滴入极少量化学试剂，通过检测样本与化学试剂的反应结果，就能判断样本的性质。拉奥对微流体检验装置做了改进，他用廉价的桦木胶合板取代了塑料片，然后在木板上涂了一层薄薄的特氟隆。特氟隆就是不粘锅的涂层材料，木板上涂了特氟隆就可以防止样本和检测试剂渗入木材的孔隙中，节约试剂也提高准确性。

拉奥的木质微流体装置成本比塑料微流体装置便宜了10倍以上，而且也更加环保。尽管便宜了这么多，但是性能同样良好，当他们用这个装置检测蛋白质和活细菌的性质时，得到了与塑料微流体装置同样的结果。但拉奥还不满意，他认为木板上的特氟隆涂层还能换成更廉价环保的材料，比如蜂蜡或天然植物油。

进一步的实验还在进行中，也许未来的“便携药厂”上会出现这个模块。当你按操作步骤生产出药物后，你可以将药物和病人的血液一起滴入微流体装置中，通过检测病菌的活性和数量来判断生产出来的药物是否有效。

将来某一天，“便携药厂”真的走入民间的话，许许多多的人都将受益于此，因为不仅能及时获得所需的药物，也必将大大减少在药物上的开销，至少运输和仓储费用将能显著减少。我们也将牢记拉奥“神农”对此做出的贡献。

木质微流体装置