无论是医院的药房还是你自己居家的药箱,其中所容纳的药物都称得上是五花八门,从止痛药、避孕药到抗生素和绷带,可谓应有尽有。
考虑到人类健康的复杂性和用于治疗疾病、伤痛和其他健康问题的不同方法,如今的药物品类已经十分庞杂了。
然而,当我们展望不久的将来时,我们不难发现这一整套药品体系有必要进行一次重大的改革。事实上,医疗技术的稳步发展将彻底改变现有的治疗方法。
基因与个性化药物
“到2030年代,我们药箱里的药品应该比今天更加个性化。”美国威尔·康奈尔医学院(Weill Cornell Medicine)生理学和生物物理学教授Olivier Elemento说,“这一趋势将由与基因组测序相关的成本大幅降低以及对药物和基因组之间相互作用认识提高所推动。”
正如 Elemento 也指出的那样,随着新药获得批准的速度越来越快,未来将会有更多的治疗选择。“每个人的药箱都会彼此迥异,处方的药物类型、组合和剂量将比现在更加个性化,而且它们将基于你的基因专门开发。”
墨西哥新莱昂州自治大学(Universidad Autónoma de Nuevo León)纳米生物技术研究小组的首席科学家J. Ruben Morones-Ramirez也认同未来的药物将被个性化设计,他说这样做是为了确保药物对每个人的“兼容性”。更重要的是,我们未来的基因测序能力将使我们能够设计出针对感染性病原体的治疗方法,如抗菌剂和抗病毒药物。
“针对病毒和细菌疾病的疗法开发将是廉价且快速的。”Morones-Ramirez说,“一旦发生感染,患者将能够立即进行测试,对可能引起感染的病原体进行排序,然后适当的治疗方法将被设计、生产并送货上门。”
坦白来说,这种个性化的药物可能会很昂贵,而且不是每个人都能享受到。但是,希望这些药物能够慢慢地为所有人所用,并且,希望随着时间的推移,价格会越来越低。
体内的“细菌工厂”
除了个性化药物,2030年代的药箱里将会出现一个新的“成员”,那就是细菌,或者更准确地说,是活着的微生物。
事实上,我们体内的所有微生物群一直在人体的健康和发病方面发挥着重要作用,哈佛大学怀斯研究所(Wyss Institute at Harvard University)的研究科学家和分子生物学家Peter Q. Nguyen说。
他解释道:“这就是利用所谓的有益微生物或益生菌。但是,如果我们能够改造这些微生物,使它们在我们体内产生治疗性分子呢?”
Nguyen设想了类似可编程工厂的工程细菌群,它们可以直接在我们体内按需生产所需药物。
他说:“我们不再需要在一个集中的工厂里生产、提纯、包装、运输以及储存药物,也不用每天服用多次。相反,这些工程微生物将在你的肠道中生长,并在你体内连续几天、几周或几个月产生你选择的治疗方法。”
Nguyen说,待你的病痊愈了之后或你不再需要这些细菌群了,你要做的就是喝一种含有无害化学物质的特殊溶液,这种化学物质可以让微生物从我们的身体中排出。
对此,Morones-Ramirez也认同我们未来的大部分药物都将是“活”的。
他解释说:“活体疗法是由一个活体细胞或微生物组成的,它将被整合到一个合成材料中进行递送。这些治疗方法最终可用于治疗癌症和各种传染病。”
“在不久的将来,药物将由转基因的活细胞、微生物和/或噬菌体以及病毒组成,这将使我们的治疗方法更加智能。”他补充说。
总的来说,Morones-Ramirez认为我们的药物将随着时间的推移稳步改善。他预测,最终,一些超级复杂的疗法将需要使用具有多种功能的纳米级机器人来治疗不同的疾病。
Morones-Ramirez 说,未来的治疗方法将“用于监测、检测和显示异常的生物功能”。在我们体内,这些可能的干预措施将在检测到我们身体的异常功能后,产生并提供一种特定的治疗方法。
从“治疗疾病”向“预防疾病”
不仅仅是治疗疑难杂症,未来的药物也会被用来对抗衰老。华盛顿大学的病理学家、衰老生物学专家马特·凯伯林(Matt Kaeberlein)希望在2030年代看到这些类型的药物被广泛使用。
Kaeberlein说:“这些药物将通过针对生物衰老的分子机制,减缓或逆转衰老的功能衰退,从而使人们更健康。”这与现有的医学体系形成了鲜明的对比,毕竟,现在大多数人都只是使用药物来试图治愈病人的疾病,或者更常见的是,仅仅缓解症状。
而从“治疗疾病”向“预防疾病”转变也是Elemento预见到的一个发展趋势。
“由于大型健康数据库(如All of Us研究项目和英国生物库)的出现,科学家们正在更好地寻找哪些现有的药物和补充剂可以降低患病风险。”Elemento解释说,“关键是,科学家们开始了解到这些药物预防疾病的功效也取决于你的基因。”
旧药的新用途
几十年来,各种药物和药物组合被用来治疗一系列的心理疾病。精神病学家和精神药物管理专家马克·埃利奥特(Mark Elliott)在谈到大脑处方药的未来时并不那么乐观,他说目前的方法在未来20年内不可能有太大变化。
他解释说:“自从上一款新型精神健康药物被发现以来,已经过去了30多年了。”他指的是20世纪80年代末开发的SSRI(五羟色胺再摄取抑制剂),如百忧解(Prozac)等。他说,自那时以来的创新基本上是对先前存在的化学品的小修小改。
在过去的30年里,“药典”并没有什么变化,但科学家们已经开始将他们的注意力转移到不同类别的化学品上,即大麻素化合物、盐酸氯胺酮和裸盖菇素,以及其他致幻剂。
Elliot说:“我认为这将会有一个持续的转变,即利用、再利用和改造旧的化学品、植物基化学品和历史上非法的药用化学品,其中一些可能会进入我们的药箱。”
而看似激进的治疗方法(比如使用 MDMA 来治疗创伤后应激障碍)最终可能会投入使用,尽管目前还不清楚这是否会很快发生,或者这种干预措施是否会成为我们的治疗备选。
不止药物
同样值得指出的是,药箱里不仅有药品,还有绷带之类的东西。那么15年后绷带会是什么样子呢?如果苏黎世联邦理工学院和新加坡国立大学的最新研究成功,那么我们可以看到一种新型绷带,它可以帮助血液凝固且不粘附在伤口上。
该研究的共同作者Athanasios Milionis在2020年的一份声明中解释说:“有了这种奇妙的新材料,我们可以避免在更换绷带时伤口再次裂开。伤口反复裂开是一个大问题,主要是因为在更换绷带时感染的风险特别高。”
2030年代可能的其他绷带创新还包括向身体输送药物的绷带(同时不留疤痕)、将皮肤拉在一起以快速愈合的绷带,以及同样能加速伤口愈合的电子绷带。
谈到2030年的伤口愈合,东卡罗莱纳大学的生物医学工程师Michelle Oyen预测,我们将不需要绷带,甚至不需要现代水凝胶条。
相反,我们将使用“组织工程皮肤”,它将修复皮肤,而不仅仅是起到遮盖作用。这些绷带将由在实验室中培养的皮肤细胞组成。组织工程皮肤除了治疗伤口外,还可以用来治疗白癜风、黑色素瘤、牛皮癣和水泡病等疾病。
除了以上这些,甚至就连2030年代的药箱本身也将发生翻天覆地的变化。
Elemento说,2030年的药箱将更加智能,可以监测我们的药品摄入量,当我们忘记吃药时提醒我们,并在我们的药物用完时自动进行补充。他还设想了一种智能电子药丸,一旦服用,就可以检查我们的胃和结肠是否有早期疾病的迹象,包括癌症和自身免疫性疾病。
预计到2026年,全球智能药丸(装有微型电子器件的可消化胶囊)市场,包括支持的工具和技术,将达到63.4亿美元。这些药丸通过记录与健康有关的重要生物标志物,然后将这些信息传递给病人佩戴的设备。除了诊断疾病,智能药丸还可用于定向给药、病人监测和坚持用药。
同样,Elemento预测在我们的未来会看到更少的药片。他说,我们将越来越多地转向3D打印药片,在这种情况下,一个药片可以包括许多药物,这种趋势可能会提高药物治疗的持久性。
“更重要的是,我希望我们能将找出更好的方法来满足个性化饮食和体育活动计划,使之更容易被纳入我们的日常生活中。”他说
虽然目前在医疗保健还存在方方面面的缺陷,世界上的各种医疗系统也亟需大幅度的改进。但我们仍然期待以上种种令人激动的医疗创新会惠及每一个人。