尹烨:人类如果成为多行星物种,在太空中吃什么?如何繁衍?

与世界对话|将来可以在太空建立小规模药厂,反向降低制药成本
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尹烨:人类如果成为多行星物种,在太空中吃什么?如何繁衍?

2022年11月8日至13日, 第十四届中国国际航空航天博览会在广东珠海举行。11月9日,在凤凰卫视集团、珠海航展有限公司主办,凤凰网承办的“2022与世界对话·中国航空航天论坛”上,华大集团首席执行官、执行董事、华大基因副董事长尹烨先生在圆桌论坛环节表示,很多医学难题在太空环境中都会有意想不到的突破,比如制药技术、癌症预防、干细胞技术等等研究都能借助太空环境取得进一步的成果。他认为,在航空航天领域,国家力量和商业力量并不矛盾,可以交相辉映,协心同力。此外,太空是一个天然的基因库,因为整个太空几乎没有湿度,温度又极低,在这样的条件下,人类就有机会把文明在太空中保存一份。

对于多行星物种的问题,尹烨从生命科学的角度考虑,提出人类在太空中如何繁衍,如何实现营养供给等问题。最后,尹烨总结道,外太空和生命科学天然就会结合在一起,这两者都能激发人类的神性,激发人类向遥远的未来和对人类的自身不断地探求的过程。以下是尹烨发言实录:

凤凰卫视霍伟伟:我知道尹烨先生对于中国空间站的兴趣很高。在问您中国空间站的一些成果如何应用到您的科研领域之前,要问您一个问题:现在的中国空间站,航天员们如果生病,有小病的话可以靠吃药解决,如果有一些大的病,地面会给予一定的支持。我知道您之前有一个很大胆的设想,就是将来能不能建一个在空间站的医院呢?您有这个想法吗?

尹烨:对,这是一个很好的问题。现在能不能在空间站建医院,它里面涉及到一个非常简单的数学问题,就是一公斤的东西,送上去要多少钱?现在马斯克的报价大概是五千美金一斤,美国以外的国家可能要更贵一点,甚至送一斤或一公斤的东西到太空要十多万人民币。所以我们可以想象,一些特别复杂的医疗器械是上不去太空的,比如说核磁、CT,把这些东西送上太空的成本是极其高昂的,而且也难以维护。但是如果我们越来越多的人都上到太空了,这就是一个必须要考虑的问题。所以一方面要开发小型的医疗设备,包括简单的手术机器人。毕竟在几百公里的范围内,我们的通讯还是秒级的。我们能看到,现在中国的空间站已经可以实现多方通话了,而且直播的时间从原来可能只有几分钟,到现在可以长达一个小时。所以通过远程和中继技术实现远程医疗,对太空进行医疗指导甚至做手术,这都是可能的。但是小型的手术设备是我们要跟上去的,这是一个必须要解决的问题。

凤凰卫视霍伟伟:在周武女士讲到商业力量参与航天的时候,我看到您一直在频频点头。比如马斯克就在航天方面做了很多大胆、成功的尝试,您有没有想尝试的欲望呢?

尹烨:其实,首先必须还是得有国家的力量,应该说不管是SpaceX(太空探索技术公司)或者任何一个商业机构,它大量的原创性的科学发现,基础科研和基础设施部分,像美国还是得益于NASA(美国航空航天局)。中国更不用说了,航空航天的发展肯定离不开国家大量的技术投入。但商业力量在一些特殊的领域,可能效率会更高,或者说更加有自己的一定的灵活性。我想,国家力量和商业力量这两者应该是一个并轨的方式,他们之间发展彼此不矛盾,反而可以交相辉映,未来既有我们国家队的力量,也可能有商业的力量,大家共同去协作。

凤凰卫视霍伟伟:其实不少的医学团队都在寻找一个太空环境去研究杀死癌细胞的问题。2019年,来自挪威、法国、荷兰和比利时的研究团队共同发起了一项叫“太空肿瘤”的计划,2019年时获批在中国空间站进行实验,这个项目的重点是为癌症的预防、治疗提供一些新的视角。您从中国空间站关于生命科学、生物技术等领域的一些国际合作,包括中国自身的科研进展的角度来看,医学难题在空间站会有新的突破吗?

尹烨:对,它真正的突破,好多是我们想不到的。有些过去的实验是颠覆了我们之前的认知的。举个例子,比如说2015年到2016年,斯科特,一对双胞胎兄弟,一个上到太空,一个留在地球,一共340天。等上太空的那个人下来以后,比较两个人有什么区别。比如,我们知道细胞的长寿受端粒的影响——这是一个诺贝尔奖的发现,在太空那个人的端粒是长的还是短的?我们都觉得他受辐射厉害,太空还有像HZE这种高能粒子的轰击,结果发现他的端粒反而变长了,就觉得很奇葩。

但第二个问题,因为宇宙空间还是有大量的高能粒子,所以让他的细胞产生了很多的突变,他血液里面的突变多了。所以人们预测,他可能患肿瘤的概率,当年推算是大概会高5%-6%左右。但实际上他在地球上再生活一段时间,这些症状也就消失了。还有他的骨密度肯定会变化,这是大家都能想到的,因为他在太空失重了。所以在这种微重力环境下,我们能看到过去一些很难制备的药品,不管是来自于微生物源的,或者是来自于细胞源的,都跟以前完全不一样了。现在确实有太空制药技术,就是在太空上利用微重力环境,反而能制造出在地球上远远达不到的制作效率,因为太空没有重力。有一些微生物的生长、发酵在太空是完全不一样的。包括肿瘤,心脑血管疾病,在微重力环境下,我们都能收获到一些全新的想法。如果不是实实在在地把人送上去,我们靠自己模拟和预测是永远不会接近于真实世界的。

而且中国其实在原来的太空诱变育种上,利用太空射线让植物种子产生突变,本来做的都很好。所以我想,随着中国空间站,“问天”舱以后越来越大,功能越来越齐备,我们能看到更多这样好的科学成果,能够领先于世界,应用于全人类。

凤凰卫视霍伟伟:还有一个问题,这样制出的药会不会太贵了?大家用不起。您之前讲过一个非常经典的话,“药啊药,大家用得起才是好药”。

尹烨:我刚才讲的恰好是一个反向降低制药成本的措施。太空制药可以产生的效率,在一部分药品上,能达到相比地球上效率的上百倍甚至上万倍,就是因为利用了太空的微重力环境。所以其实这样的药即使送上去,再送下来之后,成本还低于在地球上的制药,当然我说的是一部分药品。所以我想,以后可能在太空上建一个小规模的药厂、啤酒厂、咖啡厂,可能都是一个比较好的想法。

尹烨:人类如果成为多行星物种,在太空中吃什么?如何繁衍?

凤凰卫视霍伟伟:您有没有想上去太空的意向,有没有对航天的一种追求呢?

尹烨:是的,“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”,我们现在中国的深潜器,比如说“奋斗者”号,就是丁抗团队研究的,去年华大董事长汪建也带着我们几个同事下去海底了。真的在10909米的海底,那是1000个大气压。我们没有想象过,那个地方的生物量还是很多。如果没去到那里,光凭大家的臆想,是无法想象生命的适应性的。所以如果有一天有机会,我也想上去太空看看。当然能回来更好,回不来也未必就不能接受。

凤凰卫视霍伟伟:您如果进入到中国空间站,第一个想做的事情是什么?

尹烨:其实太空对生物来说,有一个特别重要的内容,它是一个天然的基因库,因为整个太空几乎没有湿度,温度又极低,只有几个开尔文。所以基因在这样的条件下存储,是可以保存到千万年,甚至亿年级别的,这是地球上没有的条件。而现在的基因不仅仅是可以存储物种,还可以存储数据。全世界目前所有的数据,大概只要13公斤的DNA就全部存完了。这样的话,人类就有机会把文明在太空保存一份,我就很想做这个。

凤凰卫视霍伟伟:对于多行星物种,您会从哪个视角去切入?

尹烨:首先,如果把宇宙想成直径是920亿光年,年龄大概是136亿年,只有两种可能:要不然就是太空上有大量的类地行星,上面都有生命;要不然就是都没有生命,或者说生命很罕见。不管是遍地都是生命,还是生命很罕见,有两个问题是值得我们去深思的。我们的朋友在哪?或者别人有没有知道我们在存在,这是第一个问题。

第二个问题是大家基本上非常明确的。也就是说8亿年以后,我们地球上不太可能还有生命,50亿年的时候,地球可能已经没有了。因为太阳会先膨胀,再变成一颗更小的小恒星。但实际上离我们最近的,比如在1万年以后,我们每一天会多一秒,这是可以很容易算出来的,我们看到的很多天象可能都跟今天会不一样了。但是飞机发展到今天才119年,1903年我们才有飞机。阿波罗登月是在1969年7月20号,到今天也就五十几年的时间。人类在太空,包括中国人在太空取得的成果已经是在过去几十年无法想象的。所以我相信,我们肯定会造出可以适合于深空旅行的航天器。

那么在这个过程中,对我来讲,我们要考虑的可能更多的还是生命本身的问题,比如说刚才周武老师讲了一个很有趣的问题,在太空怎么繁衍?比如说我们的飞船,充其量我们能造出1/10光速的飞船,这可能已经是目前我们理解的物理的极限了,因为它毕竟还要考虑能量的消耗。那其实人类到任何一个稍微靠边的行星,可能都要几十年甚至上百年,我们在太空一定要几代。那还能像地球一样的生孩子吗?还是需要有人造子宫?还是需要有一些胚胎技术?是不是要有医疗机器人替我们去疗愈,是不是会有更多的监护监测的设备,能够配合我们去做这种智慧的医疗?还有,我们吃什么?如果我们把人送到火星上,一千公斤食物就是一个非常小的概念,如果都跟《独行月球》里沈腾这个吃法,那可能食物没几天就没了。所以我们还要实现在太空当中能自己去种植,发展农业,甚至现在有人提出养殖昆虫、海藻,来完成我们在太空中的营养供给问题,所谓的地球圈一号、二号、三号都在讨论这个问题。

其实外太空和生命科学,它们天然就会结合在一起,这两者都能激发人类的神性,激发人类向遥远的未来和对人类的自身不断地探求的过程。

凤凰卫视霍伟伟:生保系统建立起了在外太空生活的保障。那么这些技术可不可以落到我们的身边去应用?您对于这些生保系统如何去落到我们身边,更好转化成一些科技成果,有怎样的一些看法?

尹烨:太空当中有非常多的一些应用,其实当阿波罗应用之后,它有上万个专利都转化成民用了,而且都是它自己主动去做的。当年肯尼迪讲了一句很重要的话,“我们之所以选择登月,并不是因为这件事很容易,而是因为它很难。”上个世纪的曼哈顿原子弹计划,阿波罗登月计划,包括我们参与的人类基因组计划,都是把一个全世界级别或者至少是大国级别的超级工程,不断地转化为民用商用的过程。就拿刚才两位老师提到的再生水技术来说,其实我们在太空当中制备的再生水,它的水质是非常好的。那同样的,它用到的新材料、过滤技术、像超纯技术完全可以在现实生活中来使用,比如现在的碳纳米管等等。

也就是说,太空上提出了一些极限的苛刻的要求,降一两个数量级以后再民用,这是一个特别好的转化。不仅仅是军民融合,像这种深层次的科民融合,实际上都是可以把一些高精端的,过去的“王谢堂前燕”,稍微一降维就变成了“寻常百姓家”。我们是非常看好在太空上产生大量的成果的,更不用说在我这个领域,我们看到的干细胞研究,免疫细胞研究,包括辐射以后的基因编辑修复,这些其实最好的实验场所,数据的获得就是要在太空上才能得到完成的。

凤凰卫视霍伟伟:您刚才谈到了干细胞研究,我们想问您,从专业的角度,干细胞研究升到太空之后,会有什么我们想不到的一些成果会出现?请您假想一下。

尹烨:干细胞研究中国已经做了很久了,已经至少有几年的时间了,人还没上去,细胞都已经上去转了好多圈了。不仅仅是人的细胞,熊猫的细胞也已经上去过太空了。在这个过程中,首先,细胞进入到了失重状态,这是以前在地球上的细胞没享受过的待遇。第二,它在这种微重力或者失重力状态,它产生的很多性质,包括它溶液当中的一些物质的均相分布形成的微结晶,我们以前没遇到过,这在制药上就有很大的一个差别。第三,在太空,纯细胞直接扔到舱外就行,太空中就几个开尔文,它比今天的液氮还要再低几十度,这是随时都可以取用的一种设备。未来如果再生医学进一步发展,结合干细胞技术和基因编辑技术,将来的航天员自行在太空当中做抗衰老修复,这就是一个自己就可以操作的医疗技术和设备。

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