尽管遏制碳排放的紧迫性日益提高，但就其对全球碳足迹的贡献而言，整个医疗保健行业，尤其是制药行业，很少像其他行业那样受到可持续发展界的关注。
加拿大麦克马斯特大学 2019 年的一项研究评估了大型制药公司报告的排放量，发现该行业的排放量比汽车行业更多，碳密集度更高。现在，该行业正在探索解决方案，大多数大型制药公司的目标是到 2030 年实现碳中和。
制药的碳足迹贯穿其整条供应链，从活*药性**物成分（API）的原材料，到生产、包装与分销。
大多数合成化学药物的关键原材料离不开石化行业。目前的小分子中间体/API 制造，几乎完全依赖于不可持续的前体。除了在药物合成的某些特定步骤中使用生物催化剂，真正可持续生产的合成小分子药物非常罕见。
近日，可持续生物科技公司 DoubleRainbow Biosciences 宣布 实现世界首例商业规模的天麻素生物合成生产。 天麻素是一种天然镇痛药，在制药和消费者健康行业具有广泛的应用。
（来源：DoubleRainbow Biosciences）
天麻素是兰科植物天麻的主要生物活性化合物，天麻是一种在亚洲已有 2000 多年药用历史的植物，用于治疗抽搐、破伤风、头痛、癫痫、头晕、麻木、风湿病和瘫痪。1984 年，中国监管机构批准天麻素作为非成瘾性镇静剂和镇痛剂用于药物，天麻素及其乙酰衍生物被用作治疗神经衰弱、头痛和偏头痛的非处方药。在其他一些国家则作为膳食补充剂使用。
全球天麻素市场预计将在未来五年内以可观的速度增长，因为到 2030 年，全球镇痛药行业预计将达到 506 亿美元。随着对创新个性化疗法需求的增加，以及为了更好地管理或预防慢性疼痛和阿片类药物滥用，来自中草药的天麻素已准备好进入世界各地的新市场。
DoubleRainbow 依托 HARMONY 和 PRISM 两大技术平台，通过合成生物学发酵生产天麻素，使其无需依赖化学合成与野生或种植的天麻植物。
分子生物合成平台 HARMONY 解码有价值的生物活性化合物的生物合成途径，并通过合成生物学可持续地重建它们——在生物工程细胞工厂中重建自然合成途径，以提供有价值的分子，并通过修饰使生产更加高效。
酶修饰平台 PRISM 以开发糖基化药物为重心。利用前所未有的酶库将天然或合成药物与功能性糖化过程联系起来，以对新的、现有的或以前废弃的药物化合物进行修饰改造，进一步挖掘药物分子的特异性和疗效。
（来源：DoubleRainbow Biosciences）
DoubleRainbow Biosciences 的联合创始人翁经科说，“天麻素是一种强大的天然镇痛药，在传统医学文化中有着丰富的使用历史。基于这一背景，我们努力挖掘与天麻素相关的机制途径，以探索其独特的止痛和精神理疗特性。”
翁经科是 Whitehead 研究所成员、麻省理工学院生物学副教授，探索植物新陈代谢的起源和进化，以及植物如何利用离散的小分子与周围环境相互作用。
2016 年，机缘巧合之下，他与当时还是耶鲁大学全职教授的的许田教授（注：许田教授于 2018 年 4 月全职加入西湖大学，现担任遗传学讲席教授兼副校长）相识。“我一直从事植物代谢生物学，许教授在利用 AI 开发针对多种疾病的药物方面经验丰富，我们觉得可以把各自的专长相结合，利用合成生物学的全新手段，发掘植物天然产物的活性分子，以应用于药物开发。”
经过一年的筹备，两人于 2017 年联合创办了 DoubleRainbow Biosciences。成立至今总共筹集了 2600 万美元资金。
翁经科认为，将各种生物宿主（如细菌、真菌和植物细胞）的代谢工程与酶工程相结合的合成生物学，将为未来小分子药物生产带来一次绿色革命。“几项原理验证研究表明，使用生物化学代替合成化学可持续地生产复杂的类药物分子是可行的；然而，我们仍然远未广泛采用这种新方法作为新的行业标准。”他评论道。
翁经科预测，这项变革过程的第一步，将是逐步用酶催化反应取代小分子中间体/API 的合成化学生产过程。他指出，酶催化反应通常是有效的，高度选择性的，并且在温和的条件下发生。
除了天麻素，DoubleRainbow 正在推进丰富的生物合成化合物管线，目标是到 2025 年提供十几种商业规模的医药产品。 目前，DoubleRainbow 已实现红景天苷的规模化生产。 红景天苷是翁经科实验室早期研究的一种药用植物分子，对多种临床适应症有潜在的疗效。
据悉，翁经科实验室已经解析出多个植物药用天然产物的代谢途径，包括红景天苷、卡瓦内酯以及枸杞素。
参考资料：
1.https://www.bakersfield.com/ap/news/double-rainbow-announces-world-s-first-commercial-scale-biosynthetic-gastrodin-a-natural/article_c3c7036a-5a79-523a-9840-ace7276180fd.html
2.https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.11.204
3.https://www.biospectrumasia.com/analysis/25/21154/big-pharmas-green-ambitions-.html