初中生轟炸醫學界,一張試紙改變傳統癌症檢測方法!
在出櫃後不久,一位叔叔因胰腺癌而逝,此時他甚至不知道什麼是胰腺。
或是因年少輕狂,不知何為艱難,對他而言,「問題只是機遇的偽裝」。
奇思妙想要變成現實,從來都是道阻且長,除了努力和堅持,別無它法。
美國有位名叫 Jack Andraka 的少年,在上初中生物課的時候,有了一個關於如何檢測胰腺癌的靈感,沒有止步於臆想,少年選擇踏上全新領域的漫漫征途,並在 2012 年 15 歲之際,斬獲英特爾國際科學與工程大獎賽(Intel ISEF)最高獎,獲得 75000 美金。
「我意識到這是現代醫學的滯後」
胰腺癌可謂是癌症之王,早期極難被發現,晚期又難以治療,即便手術成功,平均存活期也只有 17 個月,帕瓦羅蒂、喬布斯等人皆因胰腺癌而逝。
可以說,患了胰腺癌,就如同被宣告死亡。然而,值得我們注意的是,胰腺癌早期的治癒率其實可接近 100%,這意味著,早期檢測的準確率越高,得以被挽救的生命越多。
很可惜,我們現行的胰腺癌檢測方法,技術原理數十年未更新過,準確率不高,對早期的診斷更是無計可施。與此同時,檢測費用昂貴,並不適合低收入患者排查病症。
意識到這是現代醫學的滯後,Jack 決意革新!
尋找胰腺癌的「化身」
Jack 認為,作為一種病症的「檢測方法」,應該便宜、快速、簡單、敏感、無副作用、能篩選。
傳統驗血檢測胰腺癌的難度在於,人體血液里含有巨量蛋白質,找到對應的能判斷為胰腺癌的那一種,猶如大海撈針。
Jack 讀到一篇文章,該文列舉了胰腺癌患者血液里所含的 8000 多種蛋白質,由此, Jack 也開始了漫長的篩選過程,決心找出其中胰腺癌的「化身」。
他說:「也許是我年少輕狂,不知何為艱難。」
年少輕狂,卻不意味著無知。Jack 以科學的方式進行著實驗,避免無用功。
「我設定了嚴格的篩選條件符合條件的蛋白質,必須存在於所有類型的胰腺癌中,早期血液里的含量要高,但僅限存在於患者體內。」
縱然設定了嚴格標準,篩選過程仍舊不輕鬆,如同愛迪生試錯千百遍,才找到燈泡命中的鎢絲,Jack 在進行了 4000 次按部就班的篩選工作後,才終於在臨近崩潰之際找到了答案——間皮素。
間皮素,一種抗原。原始間皮素被酶解成兩部分,氨基端部分溶於水,可進入血液和尿液。
胰腺癌患者血液中間皮素的濃度極高,而且在最早期就已出現,因此可以作為早期檢測的標準。
與此同時,卵巢癌、肺癌患者中的間皮素也呈現這一特點,所以,如果 Jack 成功,意義將不止於胰腺癌。
無趣的生物課,有趣的思維
在確定了特定的蛋白質後,研究方向就轉向了如何檢測。Jack 本來對此一籌莫展,始終找不到對的出路,卻在生物課上被撞出一點火花,就此燃成了熊熊烈火。
當時的上課內容為「抗體」,介紹不同的抗體只識別不同抗原。老師在講課,而 Jack 在桌子下偷看科學雜誌,正好讀到一篇文章,介紹了「碳納米管」的各種性質,而其中的一項性質——高導電性,引起了 Jack 的注意。
兩相結合,Jack 突然靈光一現:
「只要把特定抗體和碳納米管結合,當含有間皮素的物質加入,在與抗體反應後,碳納米管的性質就會被影響,而這恰好成為我們能探測的信息。」
200 次的請求,7 個月的探索
接下來的實驗,需要充足的條件才能滿足,Jack 決心找一間實驗室。
他擬定了預算和材料列表、實驗進度和程序,電郵給約翰霍普金斯大學,以及國家衛生研究院等與胰腺癌研究相關的 200 位教授和專家們,期待著肯定與讚揚。
「我以為他們會說,「你真是個天才」、「你將會拯救全人類」,結果並沒有,我收到了 199 封回絕信,其中一位在回信中說道,「別浪費大家的時間」。」
好在 Jack 收到了 Anirban Maitra 教授拋來的最後一根稻草——「年輕人,也許我能幫你。」
Anirban Maitra ,約翰霍普金斯大學教授,胰腺癌方面的研究專家,看著就很慈祥啊
在經過教授和博士們的問題轟炸後, Jack 終於得到了實驗室的使用權。
Jack 初步設想的結合抗體和碳納米管的方法很簡單,就是將兩種液體直接混合,並將試紙浸入,再取出來晾乾,即可得到試紙。
然而,當他開始研究後,卻發現一步一個坑,原本認為完美無暇的程序,似乎突然出現了無數的漏洞,令他抓狂。
在接下來的 7 個月里,Jack 固執地和這些漏洞杠上,除了上課,他幾乎將所有的時間都耗在實驗室。
爆肝的成果是,他的「測癌試紙」,檢測時間為 5 分鐘,比現行的通用方法速度快168倍,敏感了400倍,而成本僅需 3 美分,便宜了 26000 倍。
其最大的意義是,近 100% 的準確率,能檢測出最早期的患者,換回近 100% 的存活率。
榮譽後的前行
Jack 的「測癌試紙」,因碳納米管而具有導電性,滴入患者的血液或尿液後,其中的間皮素會與抗體結合,使抗體膨脹;間皮素濃度越高,抗體膨脹越明顯。
抗體的膨脹,改變了碳納米管的電子性能,使其導電性和電子信號變弱,並顯示為「測癌試紙」生物感應信號。
Jack 革新的胰腺癌檢測方法,低價而高效,成為 2012 Intel ISEF 大賽的冠軍,並轟動了整個醫學界。
Jack 還受到了奧巴馬的接見。
並且接觸到社會各界大牛。
譬如柯林頓。
譬如庫克。
研究成果所帶來的榮譽,沒有讓少年沾沾自喜、止步不前,而成為一種繼續前行的自信與動力。
就「測癌試紙」而言,Jack 認為要投入生產,走向社會,肯定還需要數年時間,之後他也許會將技術轉交給美國著名的醫學實驗室 Quest 和 Labcorps 。
Jack 開始轉向新的研究,在獲獎的次年研發了一種新型拉曼光譜儀設備(可用來探測爆炸物、環境污染、檢測疾病等),只有手機大小,售價僅需 15 美元,而市面上的拉曼光譜儀為售價近 10 萬美元的巨型設備。
之後 Jack 創辦了自己的公司,並且著力於研究「納米機器人」在醫療方面的可能,未來如何,值得期待。
天才非一日之功
「他從小好奇心就特別重,不懂的都想弄懂,所以我得經常小心照看他,免得他又拆了什麼」。
Jack 身為醫院麻醉師的媽媽說。
Jack 生活在一個非典型的美國家庭里,這個家庭不熱衷足球和棒球,而痴迷於茶餘飯後討論各種科學理論,他們家裡堆滿上千本科學書籍。
無論什麼問題,Jack 都被鼓勵自己尋找答案。Jack 的父母甚至會故意製造問題,讓他解決,Jack 的父親告訴他,「問題是機遇的偽裝」。久而久之,Jack 就養成了科學的思考方式,並在生物學和數學方面展現天賦。
Jack 自小就喜歡搗鼓一些研究,包括對低水頭大壩的平安改良,用發光細菌檢測水中的毒素,以及研究納米顆粒對其他大顆粒的影響等,而這些項目也讓他滿載各類科學競賽的獎牌。
父母的這種引導型教育方式,教育出的不只是天馬行空膽大無畏的 Jack ,同時還有大 Jack 兩歲的哥哥 Luke 。
Luke 同樣在科學方面具有天賦,是 Jack 最親密的競爭對手。
13 歲時的科學展覽項目,在全國中學生科學競賽中獲得第 4 名。
15 歲時就礦井酸液排放對環境影響這一方向的研究,獲得 Intel ISEF 獎項及其「天才獎學金」共 96000 美元。
16 歲時獲得麻省理工學院 THINK 大獎 (Technology for Humanity guided by Innovation, Networking, and Knowledge)。
可怕的一家人
生而逢時的「圖靈」
Jack 在 13 歲時就在學校公開自己的同性性向,與因「同性戀」而被迫害的圖靈(人工智慧之父,年僅 41 歲疑似自殺而逝世)不同,Jack 的父母鼓勵他追求自己真正的價值,而不要因性向否定自己。
他仍在一種樂觀、向上的環境中,不斷地進行著自己的研究,未因性向而被科學領域拒於千里之外。
事實上,在出櫃後不久,直至 Jack 一位叔叔因胰腺癌而逝前,他甚至連胰腺是什麼都不知道,在決心開始研究後,給予他起步階段最大幫助的便是互聯網,他在學生之友谷歌和維基百科上搜查了大量相關文獻,用於補充自己的理論知識。
「我們身處於互聯網時代,而互聯網恰是一個平等的地方,無關性別、年齡、學歷,甚至是性向,唯有想法才是最重要的。」
如果你也在不經意間,有了什麼靈感,請肆意地去嘗試,就算你所思考的觀點,被批判為毫無可能的方向,它也可能正好就是最值得創新的那一點——
而眾人也將於無聲處聽驚雷,並最終為你喝彩。
科學,不計較你的年齡
年輕,也足以影響世界
-----------
更多資訊,進入
「創次方」|全球創意科技錦囊
微信號ID:chuangcifang1
-----------
※能夠降低多種癌症發病風險的神奇藥物!
※對化療say goodbye!DNA損傷修復技術將癌症扼殺在搖籃中!
※美國波士頓大學:喝酒跟癌症之間的關聯是什麼?
※《癌症研究》:食品添加劑或會誘發直腸癌
※癌症最常見的6大誤區
TAG:癌症 |
※測癌試紙橫空出世 癌症診斷像驗孕一樣簡單
※試管嬰兒判懷孕的兩種方法:早孕試紙和血HCG檢查
※早孕試紙檢測宮外孕沒有科學依據
※用試紙檢測艾滋病?
※胎兒性別測試紙合法嗎?
※一組精美的試紙作品!
※提高早孕試紙準確率的方法
※女子用試紙檢測顯示已懷孕!去醫院檢查竟然是流產?
※用排卵試紙檢測懷孕?你分得清排卵試紙和早孕試紙嗎?
※早孕試紙一深一淺是懷孕嗎?用驗孕棒或是驗孕試紙如何檢測一下?
※無良商家又來騙孕婦,這種檢測胎兒性別的試紙不靠譜
※什麼?排卵試紙和早孕試紙不是一回事?
※試紙監測排卵小動作包含「大學問」
※試紙不要放冰箱——血糖儀和試紙的保存注意事項!
※驗孕試紙能測出宮外孕嗎 要怎樣才能判斷
※備孕媽媽一直測不到「排卵試紙強陽」的原因和解決辦法
※H5N1禽流感病毒野外快速檢測試紙
※測完血糖後血糖儀和血糖試紙應該怎樣保存?
※備孕媽媽如何正確的使用排卵試紙,如何正確的安排同房?內附檢測排卵試紙經驗分享