在美国加州奥克兰一处工业园区的深处,Counter Culture Labs(反文化实验室),这家生物技术实验室,隐匿于一扇不起眼的仓库门后。然而,走进这扇门,你或许会发现眼前的场景和对生物技术的未来感想象截然不同:没有闪烁着冰冷光芒的无菌车间,没有最精尖高端的全新设备,只有一排排桌子合并的简易实验台,和来自二手市场的旧仪器。它们被科学家和志愿者们重新布线、调试,持续运转着。空气里弥漫着酵母和化学溶剂混杂的味道。
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图 | Counter Culture labs(来源:WHYY)
就是在这个看似有些简陋的地方,正在进行着一场极具挑战的任务:Open Insulin Project(胰岛素开源项目)。这个项目的目标是通过逆向推导,公开可复制的胰岛素生产方案,让这一数百万糖尿病患者的救命药,回归成为普通人也能负担的公共医疗产品。
将时间轴回溯到 1923 年,科学家弗雷德里克·班廷爵士(Frederick Banting)在和搭档共同发现胰岛素这一历史性药物后,拒绝了多家医药公司将其专利私有化的请求。因为他坚决认为:“胰岛素技术不属于我。它属于世界。”随后,他和搭档以仅仅 1 美元的价格将专利转让给多伦多大学,意在让胰岛素成为一款平民药物,解救更多人的生命。
然而,随后的一个世纪,这份慷慨被资本层层消磨。
随着重组 DNA 技术(Recombinant DNA Technology)的成熟,大型制药公司开始对胰岛素分子进行精细修饰,研发出作用更持久或起效更快的“类似物”(Analogs)。这些微小的分子结构改变,催生了新的专利,为巨头们提供了持续的垄断工具。通过这种“专利叠嶂”策略,巨头们——诺和诺德(Novo Nordisk)、礼来(Eli Lilly)和赛诺菲(Sanofi)——将三种主要产品牢牢控制在手中。如今,全球胰岛素市场已膨胀至 270 亿美元。
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图 | 三家胰岛素巨头(来源:Wikipedia)
只是在从 2002 年到 2013 年十年间,这种维持着无数生命的的药物,价格在美国飙升了近三倍。(数据显示,患者年均胰岛素总支出从 231 美元激增至 736 美元)
这也是 Open Insulin Project 项目启动的直接原因。
作为实验室的核心人物,安东尼·迪·弗朗科(Anthony Di Franco)的身份既是开源胰岛素项目的发起人,同时也是一位I 型糖尿病患者。对他来说,生存与否,完全取决于定期注射胰岛素这种药物。迪·弗朗科清醒地意识到,这不是一个简单的市场问题,而是一场技术被少数垄断、生存权利被公然定价的社会问题。
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图 | Anthony Di Franco 在实验室中(来源:Makery)
“我们被困在了一个悖论里,”安东尼·迪·弗朗科的话语中带着无奈与愤慨,“一种近一百年前就被发明出来、生产成本并不高的药物,为何在今天能成为压垮许多家庭的负担?”
这种悖论最终以生命为代价。2017 年,22 岁的大学生亚历克·史密斯(Alec Smith),在退出父母的医保后,因为无法负担每月超过千元的药费,被迫试图定量配给胰岛素注射量。最终,他死于致命的糖尿病酮症酸中毒(Diabetic Ketoacidosis, DKA)。
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图 | Alec Smith 的母亲看着儿子的死亡证明(来源:npr)
这起事件引发了公众的大规模关注与讨论,其中也包括迪·弗朗科。
他决定做些什么。
虽然他的学术背景是计算机科学,与医学毫不相关。但是在他看来,胰岛素生产的垄断困境,与软件领域的“闭源”(Closed Source)和“专利墙”问题类似。“如果连救命的技术都被锁起来,那技术本身就成了压迫的工具,”他这样说道。
由此,一个大胆的想法诞生了:能否像开发 Linux 系统那样,用“开源”(Open Source)的模式来制造胰岛素?这不仅仅是简单的信息共享,更是对生物技术生产流程的完全解放。它意味着将整个生产工艺全部公开——基因序列、微生物菌株、发酵流程、纯化步骤等,让任何具备基本生物实验室能力的人和机构都能自行生产。
他决定建立一个科学社区,招募专门的志愿者和科学家,以“非专利”的方式进行胰岛素合成技术的推导和研究。反文化实验室由此成立。
经过多次实验和研究后,他们最终瞄准的是复制长效胰岛素“甘精胰岛素”(Insulin Glargine,商品名“Lantus”),这是一种关键的、市场价值极高的类似物。团队选择毕赤酵母(Pichia pastoris)作为表达的“微型工厂”。这是一种在工业界广泛使用的微生物,具有表达高浓度蛋白质的潜力。但挑战在于如何将编码胰岛素前体的基因序列成功植入,并诱导其高效、正确地合成出具有生物活性的蛋白质。
生物学的逆向工程,远比软件克隆复杂得多。它没有可直接复制的源代码,只有堆积如山的学术论文和故意模糊关键步骤的过期专利文件。Open Insulin Project 的志愿者们必须从这些浩如烟海的文献中,逆向推导出完整的、可行的生产路径。
在 Counter Culture Labs,志愿者们自行组装生物反应器(Bioreactor),反复调试温度、pH 值和营养供给。他们需要克服的不仅是纯化技术(将目标蛋白从复杂的发酵液中分离提纯)的难题,更有如何用低成本、可获取的设备完成高精度任务的挑战。
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(来源:prototypes for humanity)
历经近九年的努力,团队在 2024 年 6 月迎来了阶段性的胜利。
转折点出现在一次为期六天的生物反应器试验中。项目核心成员、加州大学伯克利分校的博士生凯·奥金(Kay Hokin)和团队使用蛋白凝胶电泳(Protein Gel Electrophoresis)和 Western Blot(蛋白质印迹法)这两种生物化学的“金标准”检测方法,确认了反应器中成功产出了目标蛋白——具有生物活性的甘精胰岛素。
“当你看到那个特定的条带(Band)在膜上显现出来时,你知道所有的努力都没有白费,”在一次采访中,奥金回忆道,语气中带着难以抑制的激动。
一旦项目真正成功,根据该项目的谨慎估算,建立一个小型开源胰岛素生产线的成本可以控制在数万美元,这与大型药厂动辄数百万的投入相比,简直是天壤之别。分摊到每位患者身上的月度药费成本可能仅为令人难以置信的 7 到 20 美元。这个数字,与大型药企在无保险覆盖下动辄数百美元的月度账单相比,无疑是巨大的救赎。
然而,胜利只是暂时的。团队清楚地意识到,从“做得出来”到“稳定、大批量地生产,横亘着下一道巨大的鸿沟:
首先,由于项目人员、资金都比较有限,目前合成的产量和质量仍不稳定。重复实验和纯化工艺的持续优化会一直成为关键的障碍。
同时,他们还面临着监管机构的严格审查:由于生物制剂分子结构复杂、生产工艺敏感,任何杂质均可能影响免疫原性。申请人必须通过临床试验才能进一步推动药品真正应用,其中最昂贵的是Ⅰ期及通常需要的Ⅲ期人体临床试验。跨越这些监管门槛预计需耗费 3000 万至 2.5 亿美元,这对任何草根组织来说都是一座难以逾越的成本高山。
路虽长远艰难,但开源胰岛素的故事并未止步于奥克兰的仓库。它的蓝图和初步成果通过互联网传遍了全球,在比利时、澳大利亚,以及在医疗资源更为紧张的非洲大陆,都出现了愿意尝试该方案的实验室和团队。合作网络迅速扩展为一个由全球 24 名活跃志愿者组成的开放协作网络,合作实验室和分支机构遍布喀麦隆、塞内加尔、津巴布韦等国。
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图 | 非洲开源科学实验室:Mboa Lab ( 来源:Mboa Lab )
这些长期受困于基础医疗资源短缺和高昂进口药费的非洲地区,成为了 Open Insulin Project 最活跃的阵地。在这些社区,对胰岛素的本地化、低成本制造需求极为迫切。开源配方的到来,意味着他们可以通过更灵活、适应当地条件的去中心化制造(Decentralized Manufacturing)模式,彻底绕开复杂的全球供应链和跨国药企的定价。
如今,Open Insulin Project 的工作还在持续进行着。这项工作已经远超生产一种药物本身,它提供了一个关于希望的范本,证明在公共利益的关键领域,人们有能力通过知识的开源和协作,维护自身的权益。
“这不仅仅是关于胰岛素本身,”迪·弗朗科总结道,“这是关于我们如何定义创新和公平。是要一个由少数公司控制、利润最大化的未来,还是一个由社群驱动、知识共享、旨在解决实际问题的未来?”
这场始于奥克兰仓库的生物行动,正试图用开源的精神,将班廷爵士那个“1 美元”的承诺,重新带回现代。因为确保救命的科技,理应是一种公共品。
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/
运营/排版:何晨龙
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