在美國加州奧克蘭一處工業園區的深處,Counter Culture Labs(反文化實驗室),這家生物技術實驗室,隱匿于一扇不起眼的倉庫門后。然而,走進這扇門,你或許會發現眼前的場景和對生物技術的未來感想象截然不同:沒有閃爍著冰冷光芒的無菌車間,沒有最精尖高端的全新設備,只有一排排桌子合并的簡易實驗臺,和來自二手市場的舊儀器。它們被科學家和志愿者們重新布線、調試,持續運轉著。空氣里彌漫著酵母和化學溶劑混雜的味道。
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圖 | Counter Culture labs(來源:WHYY)
就是在這個看似有些簡陋的地方,正在進行著一場極具挑戰的任務:Open Insulin Project(胰島素開源項目)。這個項目的目標是通過逆向推導,公開可復制的胰島素生產方案,讓這一數百萬糖尿病患者的救命藥,回歸成為普通人也能負擔的公共醫療產品。
將時間軸回溯到 1923 年,科學家弗雷德里克·班廷爵士(Frederick Banting)在和搭檔共同發現胰島素這一歷史性藥物后,拒絕了多家醫藥公司將其專利私有化的請求。因為他堅決認為:“胰島素技術不屬于我。它屬于世界。”隨后,他和搭檔以僅僅 1 美元的價格將專利轉讓給多倫多大學,意在讓胰島素成為一款平民藥物,解救更多人的生命。
然而,隨后的一個世紀,這份慷慨被資本層層消磨。
隨著重組 DNA 技術(Recombinant DNA Technology)的成熟,大型制藥公司開始對胰島素分子進行精細修飾,研發出作用更持久或起效更快的“類似物”(Analogs)。這些微小的分子結構改變,催生了新的專利,為巨頭們提供了持續的壟斷工具。通過這種“專利疊嶂”策略,巨頭們——諾和諾德(Novo Nordisk)、禮來(Eli Lilly)和賽諾菲(Sanofi)——將三種主要產品牢牢控制在手中。如今,全球胰島素市場已膨脹至 270 億美元。
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圖 | 三家胰島素巨頭(來源:Wikipedia)
只是在從 2002 年到 2013 年十年間,這種維持著無數生命的的藥物,價格在美國飆升了近三倍。(數據顯示,患者年均胰島素總支出從 231 美元激增至 736 美元)
這也是 Open Insulin Project 項目啟動的直接原因。
作為實驗室的核心人物,安東尼·迪·弗朗科(Anthony Di Franco)的身份既是開源胰島素項目的發起人,同時也是一位I 型糖尿病患者。對他來說,生存與否,完全取決于定期注射胰島素這種藥物。迪·弗朗科清醒地意識到,這不是一個簡單的市場問題,而是一場技術被少數壟斷、生存權利被公然定價的社會問題。
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圖 | Anthony Di Franco 在實驗室中(來源:Makery)
“我們被困在了一個悖論里,”安東尼·迪·弗朗科的話語中帶著無奈與憤慨,“一種近一百年前就被發明出來、生產成本并不高的藥物,為何在今天能成為壓垮許多家庭的負擔?”
這種悖論最終以生命為代價。2017 年,22 歲的大學生亞歷克·史密斯(Alec Smith),在退出父母的醫保后,因為無法負擔每月超過千元的藥費,被迫試圖定量配給胰島素注射量。最終,他死于致命的糖尿病酮癥酸中毒(Diabetic Ketoacidosis, DKA)。
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圖 | Alec Smith 的母親看著兒子的死亡證明(來源:npr)
這起事件引發了公眾的大規模關注與討論,其中也包括迪·弗朗科。
他決定做些什么。
雖然他的學術背景是計算機科學,與醫學毫不相關。但是在他看來,胰島素生產的壟斷困境,與軟件領域的“閉源”(Closed Source)和“專利墻”問題類似。“如果連救命的技術都被鎖起來,那技術本身就成了壓迫的工具,”他這樣說道。
由此,一個大膽的想法誕生了:能否像開發 Linux 系統那樣,用“開源”(Open Source)的模式來制造胰島素?這不僅僅是簡單的信息共享,更是對生物技術生產流程的完全解放。它意味著將整個生產工藝全部公開——基因序列、微生物菌株、發酵流程、純化步驟等,讓任何具備基本生物實驗室能力的人和機構都能自行生產。
他決定建立一個科學社區,招募專門的志愿者和科學家,以“非專利”的方式進行胰島素合成技術的推導和研究。反文化實驗室由此成立。
經過多次實驗和研究后,他們最終瞄準的是復制長效胰島素“甘精胰島素”(Insulin Glargine,商品名“Lantus”),這是一種關鍵的、市場價值極高的類似物。團隊選擇畢赤酵母(Pichia pastoris)作為表達的“微型工廠”。這是一種在工業界廣泛使用的微生物,具有表達高濃度蛋白質的潛力。但挑戰在于如何將編碼胰島素前體的基因序列成功植入,并誘導其高效、正確地合成出具有生物活性的蛋白質。
生物學的逆向工程,遠比軟件克隆復雜得多。它沒有可直接復制的源代碼,只有堆積如山的學術論文和故意模糊關鍵步驟的過期專利文件。Open Insulin Project 的志愿者們必須從這些浩如煙海的文獻中,逆向推導出完整的、可行的生產路徑。
在 Counter Culture Labs,志愿者們自行組裝生物反應器(Bioreactor),反復調試溫度、pH 值和營養供給。他們需要克服的不僅是純化技術(將目標蛋白從復雜的發酵液中分離提純)的難題,更有如何用低成本、可獲取的設備完成高精度任務的挑戰。
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(來源:prototypes for humanity)
歷經近九年的努力,團隊在 2024 年 6 月迎來了階段性的勝利。
轉折點出現在一次為期六天的生物反應器試驗中。項目核心成員、加州大學伯克利分校的博士生凱·奧金(Kay Hokin)和團隊使用蛋白凝膠電泳(Protein Gel Electrophoresis)和 Western Blot(蛋白質印跡法)這兩種生物化學的“金標準”檢測方法,確認了反應器中成功產出了目標蛋白——具有生物活性的甘精胰島素。
“當你看到那個特定的條帶(Band)在膜上顯現出來時,你知道所有的努力都沒有白費,”在一次采訪中,奧金回憶道,語氣中帶著難以抑制的激動。
一旦項目真正成功,根據該項目的謹慎估算,建立一個小型開源胰島素生產線的成本可以控制在數萬美元,這與大型藥廠動輒數百萬的投入相比,簡直是天壤之別。分攤到每位患者身上的月度藥費成本可能僅為令人難以置信的 7 到 20 美元。這個數字,與大型藥企在無保險覆蓋下動輒數百美元的月度賬單相比,無疑是巨大的救贖。
然而,勝利只是暫時的。團隊清楚地意識到,從“做得出來”到“穩定、大批量地生產,橫亙著下一道巨大的鴻溝:
首先,由于項目人員、資金都比較有限,目前合成的產量和質量仍不穩定。重復實驗和純化工藝的持續優化會一直成為關鍵的障礙。
同時,他們還面臨著監管機構的嚴格審查:由于生物制劑分子結構復雜、生產工藝敏感,任何雜質均可能影響免疫原性。申請人必須通過臨床試驗才能進一步推動藥品真正應用,其中最昂貴的是Ⅰ期及通常需要的Ⅲ期人體臨床試驗。跨越這些監管門檻預計需耗費 3000 萬至 2.5 億美元,這對任何草根組織來說都是一座難以逾越的成本高山。
路雖長遠艱難,但開源胰島素的故事并未止步于奧克蘭的倉庫。它的藍圖和初步成果通過互聯網傳遍了全球,在比利時、澳大利亞,以及在醫療資源更為緊張的非洲大陸,都出現了愿意嘗試該方案的實驗室和團隊。合作網絡迅速擴展為一個由全球 24 名活躍志愿者組成的開放協作網絡,合作實驗室和分支機構遍布喀麥隆、塞內加爾、津巴布韋等國。
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圖 | 非洲開源科學實驗室:Mboa Lab ( 來源:Mboa Lab )
這些長期受困于基礎醫療資源短缺和高昂進口藥費的非洲地區,成為了 Open Insulin Project 最活躍的陣地。在這些社區,對胰島素的本地化、低成本制造需求極為迫切。開源配方的到來,意味著他們可以通過更靈活、適應當地條件的去中心化制造(Decentralized Manufacturing)模式,徹底繞開復雜的全球供應鏈和跨國藥企的定價。
如今,Open Insulin Project 的工作還在持續進行著。這項工作已經遠超生產一種藥物本身,它提供了一個關于希望的范本,證明在公共利益的關鍵領域,人們有能力通過知識的開源和協作,維護自身的權益。
“這不僅僅是關于胰島素本身,”迪·弗朗科總結道,“這是關于我們如何定義創新和公平。是要一個由少數公司控制、利潤最大化的未來,還是一個由社群驅動、知識共享、旨在解決實際問題的未來?”
這場始于奧克蘭倉庫的生物行動,正試圖用開源的精神,將班廷爵士那個“1 美元”的承諾,重新帶回現代。因為確保救命的科技,理應是一種公共品。
1.https://openinsulin.org/our-blog/
2.https://openinsulin.org/recent-insulin-glargine-results-from-counter-culture-labs/
3.https://en.wikipedia.org/wiki/Open_Insulin_Project
4.https://time.com/5709241/open-insulin-project/
運營/排版:何晨龍
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