中国科学家将利用天舟一号货运飞船的微重力环境，试验专门为航天员开发的一种骨质疏松干预药物在真实太空中的作用，这种药未来让普通人也能受益。

4月20日发射的天舟一号不仅要为天宫二号在轨补加推进剂，也就是试验对未来空间站建设和运营至关重要的“太空加油”技术，同时还将开展一系列科学实验。

清华大学生命科学学院合成与系统生物学中心主任陈国强介绍，这是中国首次在太空对抗骨质疏松治疗药物3-羟基丁酸（3HB）开展试验。

骨质丢失：天上一日，地上一年

陈国强说，正常骨组织承受重力和运动两种刺激，两者相结合、相互作用诱导的一系列生理、生化过程维持骨组织的坚实结构。而太空微重力环境使航天员所受重力消失，相应的骨骼负荷减少,从而导致快速的骨质丢失乃至骨质疏松。

“中国神话故事《西游记》中描述：天上一日，下界一年。而航天员在太空失重中一天丢失的骨质相当于在地上一年丢失的骨质。”陈国强说。

研究发现，微重力环境中，航天员每月平均有0.5%至2%的骨质丢失,特别是承重骨(跟骨、胫骨、股骨、椎骨)部位，比非承重骨(挠骨、尺骨)更加严重。回到地球后,航天员骨质恢复时间要长于飞行时间2至3倍,甚至不能完全恢复。微重力主要是抑制了成骨细胞的分化，也伴随着破骨细胞的大量生长，最终引起骨组织结构的变化。

骨质疏松是骨组织结构的退化过程，现今的治疗办法尚无可能使这一过程逆转。目前治疗骨质疏松症常使用的药物主要有：钙剂、雌激素、维生素D、异丙氧黄酮类和二磷酸盐类药物等。“虽然这些药物能够降低骨折的几率，在某种程度上提高骨密度，但是它们作用的确切机理至今尚未清楚，也或多或少存在一定的副作用，如有的药物可诱发肿瘤、心血管疾病等。”陈国强说。

此外，这些药在地面条件下有一定疗效，但对于微重力诱导的骨质疏松疗效并不理想。因此，亟待开发出安全、有效、大量使用不会有副作用的抗骨质疏松药物以减缓微重力引起的骨质流失。

在模拟微重力条件下3HB对骨形成具有促进作用（清华大学供图）

小小细菌为人类制药

陈国强介绍，3-羟基丁酸（3HB）是一种天然存在于哺乳动物体内酮体的主要成分之一，以前曾被用于治疗癫痫。“我们发现这种药物对骨形成具有促进作用，能够促进成骨细胞增殖、分化及矿化，抑制破骨细胞的异常活化，在模拟微重力条件下作用明显。”

此外，3HB还能够改善组织损伤、蛋白代谢以及代谢紊乱。同时因为3HB具有很好的穿透性并且能快速地扩散到外周组织，已有文献报道使用外源的3HB（口服或者注射）来治疗一些疾病及损伤，如出血性休克、心肌损伤、大面积烧伤和脑供氧不足、缺氧症以及缺血症等。

3HB（(3-羟基丁酸）是PHA（聚羟基脂肪酸酯）的降解产物，目前发现3HB具有促进成骨细胞的作用，是潜在的抗骨质疏松症药物（清华大学供图）

陈国强说，以前作为治疗癫痫药物的3HB是化学合成的，有两个光学异构体。而他的团队利用微生物，也就是小小的细菌发酵制造出3HB。“利用生物制造出来的药物，与人体内的3HB结构完全相同，因而更加安全。”

“我们在地面模拟微重力的环境，把小鼠的后腿悬吊起来，对比服药和未服药的小鼠，发现未服药的有很严重的骨质疏松，而服用了3HB的小鼠，骨质为正常。”陈国强说。

他说，由于此次天舟一号不能带动物上天，所以该项实验对比成骨细胞样本在使用和未使用3HB的情况下有何不同。显微镜拍摄的图像可被及时传回地面。

“我们希望在真实的太空微重力环境下开展试验。待获得国家食品药品监督管理总局的批准，就可进入临床试验。”陈国强说。

他说，虽然中国已经在神舟系列飞船、天宫二号空间实验室上开展了很多科学实验，但是空间科学实验机会还是很少。“我们这个项目已经开展了十多年研究才有这次上天的机会，所以我们非常珍惜，希望在未来中国空间站上能够持续开展更多系列实验。”

科学家在培养细胞（清华大学供图）

探索太空亦造福百姓

为探索太空而发展出的科学技术亦能造福普通人。这种例子很多，比如尿不湿最初被发明出来是为了解决宇航员长时间在太空行走中的内急问题；而重症监护病房是应上世纪70年代对选中登月的宇航员进行健康检测的需要而诞生的。而为航天员开发的抗骨质疏松药物未来普通人也能用上。

专家介绍，骨质疏松被称为 “无声杀手”，早期患者无症状，一旦出现症状，骨钙常常丢失达50%以上。骨质疏松症伴有骨脆性增加，易于发生骨折，是目前世界上绝经后妇女、中老年人中发病率、死亡率及保健费用消耗较高的疾病之一。

陈国强说，骨质疏松的发病率已经跃居世界各种常见病的第7位，每年全世界有890万骨折病例，平均每三秒钟就有一例。中国现有约9000万骨质疏松症患者。骨质疏松发生率占60岁以上老年人的56%，在绝经后妇女中发生率更高，约为60%至70%。

随着中国人口的日益老龄化，老年性疾病，特别骨质疏松症的发病率也在同步增长。科学家预计， 2050年中国骨质疏松症病人将激增至2亿多人，占人口的13.2%。

“我们希望我们研发的这种药物不仅仅是给航天员使用，也能让普通百姓用上，解决骨质疏松这个世界性问题。”陈国强说。