長途太空旅行成現實?抗骨質流失新葯動物測試有正面效果

2023-09-21 09:10:25 最後更新日期:2023-09-21 13:18:28
William Lam

現實中只是個小職員的軍武 / 科普愛好者


2 russiancosmo在太空站住上半年甚至一年的太空人,回到地球時經常要給人抬出來,除了重新適應重力的問題外,更多是因為在長年太空工作中,腿部的冗肉與骨骼都受到無重環境相當程度的削弱。(圖片來自phys.org)

長期於太空逗留其中一個最重大的問題,是人體骨骼中的骨質密度會隨時間急劇衰減,就算保持較長時間的帶氧運動,太空人每個月仍會損失 1-2% 骨質密度,逗留半年(一次空間站任務)對太空人的影響就已相當可觀的影響,更何況太空人日後可能需要長駐月球進行開發任務並面對低重力環境;若面對的是將來往返火星的任務,就算用上核動力,少說都要一年;若維持化學能火箭推動,最少都要三年;一年左右的太空任務,據過去經驗至少要一年時間才能恢復下肢骨質密度,若果是三年的話,由於以前從未嘗試過,骨質流失可能對骨骼造成永不能復原的影響。

AA Nuclear Jan23 1200x675就算用上核熱火箭引擎可以減少往反火星超過一半時間,但現時利用離心力製造人工重力的科技還未成熟,且現階段太空船結構也未必適合高速旋轉所需強度,所以屆時核動力火箭,幾乎肯定未有人工重力這回事,而骨質流失的問題,只會隨時間增加而愈加嚴重。(Credit: General Atomics Electromagnetic Systems)

 

為解決這個問題,馬薩諸塞州福賽斯研究所的研究團隊改良了可促進骨質生長並由人體分泌的NELL-1分子,使其可以直接進行皮下注射,嘗試讓其直接促進骨質生長。這種名為BP-NELL-PEG 的改良藥物已在2017年注射在40隻小鼠上,然後給帶往國際太空站進行研究。這40隻小鼠分成兩批,分別逗留太空站32天和63天,讓科學家能比對葯物對於兩個不同時間的無重力狀態下,對小鼠的骨質維持有什麼作用。

最近研究團隊在《自然》雜誌上發表的研究報告"Bisphosphonate conjugation enhances the bone-specificity of NELL-1-based systemic therapy for spaceflight-induced bone loss in mice" 顯示,對於不同部分骨頭而言,BP-NELL-PEG不但在生物半衰期上較NELL-1長3倍,達15.5小時,能讓骨骼吸收更多,間接促進療效,而且有相當明顯的延緩骨質減少,甚至加強骨質的效果,尤其對下脊骨而言;另一方面,BP-NELL-PEG暫時來看仍沒有可見的副作用,似乎甚有繼續研究下去的價值。

AA Nucle研究團隊展示40隻被送進ISS的小鼠中,20隻注射定量測試葯劑BP-NELL-PEG,另20隻只注射PBS(磷酸鹽緩衝生理鹽水),以及同樣比例規模在地面研究中心測試的小鼠群的比較,並分成三個主要骨骼Lumbar(下脊骨)、Femur(大腿骨)和Fibia(脛骨)、由圖中可以見到初步實驗效果。(圖片來自論文 Bisphosphonate conjugation enhances the bone-specificity of NELL-1-based systemic therapy for spaceflight-induced bone loss in mice)

 

當然,如果只能針對太空人長期低重力環境,那這種葯物的開發成本將會極大,但就現在初步研究可見,這葯在地球上同樣能發揮作用:研究人員同時在地面安排對另外40隻小鼠施葯,研究顯示這40隻沒暴露在太空環境的小鼠,骨質密度同樣有增加,即是說,至少在動物實驗上,這似乎還能用來對抗骨質疏鬆症,減少骨質流失,而由於很多發達國家人民在進入晚年後,骨質流失及骨質疏鬆症頻發,且經常骨折,若果BP-NELL-PEG能真正成為可量產葯物,那將會有非常非常大的需求。現在似乎就等該種葯物要怎樣改良至更適合人類服用,同時展開臨床測試了。

AA Nucle2不過話說回來,全球多國都步入老年化社會,骨質疏鬆問題成為普遍健康問題,若BP-NELL-PEG能研發成功,似乎更會成為搶手成葯。(圖片來自默連結)

 

有趣的是,這個研究的主要參與者,由姓名看都是亞洲人且華裔佔大多數。

發佈於 科學新知
By 2023-09-21

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