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杰克·安德拉卡:15岁发明“测癌试纸”改写抗癌史

2015-10-12来源:贝壳社/珊瑚礁 阅读: 【字号:
导读: 杰克•安德拉卡认为,要是叔叔的癌症能够早一些被发现,结果可能就不会这样了。悲痛之下,这位15岁的少年开始从Google上查找资料,希望能够找到应用于胰腺癌早期筛查的准确而实用的方法。
胰腺癌是一种十分常见的恶性肿瘤,诊断和治疗都十分困难,发病率和死亡率近年来明显上升。5年生存率<1%,是预后最差的恶性肿瘤之一。胰腺癌早期的确诊率不高,手术死亡率较高,而治愈率很低。由于胰腺癌极大的危险性,其也被称为“癌症之王”。

胰腺癌之所以生存率极低,很大程度上是由于其早期的检测方法十分落后,且检测成本高、准确率低、速度慢,在美国,检测胰腺癌用的还是60年前的方法,不仅慢而且贵,需要 800 美元还不在医保范围内,还有 30% 的误诊率。因此,85%的患者被确诊患癌时,癌细胞已经扩散全身。

15岁少年和他的“测癌试纸”:一滴血可知癌变

杰克•安德拉卡(Jack Andraka)是美国马里兰州克朗斯维尔市一名15岁的普通中学生,故事从他一位如叔叔一般的亲人因罹患胰腺癌去世开始。

杰克•安德拉卡认为,要是叔叔的癌症能够早一些被发现,结果可能就不会这样了。悲痛之下,这位15岁的少年开始从Google上查找资料,希望能够找到应用于胰腺癌早期筛查的准确而实用的方法。

在上网查看了一堆论文后,安德拉卡终于从一份科普杂志上读到了一篇关于碳纳米管的文章,这让他产生了灵感。他开始通过网络做进一步研究,比如去专业的数据库查资料。

他利用一个涵盖超过 8000 种蛋白酶的数据库,在里面寻找目标,经过 4000 次寻找,终于找到了一种合适的蛋白酶:间皮素。

杰克•安德拉卡和美国总统奥巴马

为什么要选择这种蛋白酶呢?因为这种糖蛋白虽然很普通,但一旦患上胰腺癌、肺癌或是卵巢癌,血液中间皮素的含量就会异常高,并且在患病早期就能被发现。而如果发现得足够的早,此时患者的生存率几乎是 100 %。但要如何在血液里排他性地检测间皮素?

之前所说的那篇关于碳纳米管的论文让他找到了解决方法,那就是抗体。每一种蛋白都有特定的抗体相对应,可以通过检测抗体来发现间皮素。

最终,他通过一年的时间,用“间皮索”抗体和碳纳米管制成了一种特殊材料,然后覆盖在普通滤纸上,做成一种“测癌试纸”。

碳纳米管能使“测癌试纸”具有导电性,当测试者将一滴血液滴到这种“测癌试纸”上后,如果血液中拥有“间皮素”,那么将会和抗体结合,从而使抗体膨胀增大;如果血液中拥有的“间皮素”更多,将会使更多的抗体膨胀,从而能够改变碳纳米管的电子性能,使碳纳米管的导电性和电子信号变得更弱,而这种改变将可以通过“测癌试纸”上的生物感应信号显示出来。所以测试者只需提供一滴血进行测试,通过试纸上的一些色调变化,就能精确测出自己血液中的“间皮素”含量程度。

200封求助信,199次拒绝

然而一开始,由于安德拉卡没有高科技实验工具来制造这种“碳纳米管”试纸,以及检测他的神奇测癌方法,所以杰克只好向多名美国科学家求助,希望他们能让他使用实验室来优化和验证他的神奇测癌方法。

虽然安德拉卡在邮件中详细的介绍了自己的检测原理、项目计划、预算和时间表等,并在网上搜了一堆正在做相关研究的教授的联系方式,给 200 名教授写了信,却收到 199 个教授的拒绝信,只有一个教授回“有可能”。那个教授是霍普金斯大学病理学和肿瘤学教授阿尼邦•梅特尔(Anirban Maitra)。

TED演讲视频(建议wifi下打开,土豪随意)

杰克• 安德拉卡在 2013 年 TED 大会演讲

安德拉卡在自己的TED演讲中描述了第一次和阿尼邦•梅特尔教授见面的场景:“我和阿尼邦•梅特尔(AnirbanMaitra)教授见面时,做了一个很长的面试,在面试过程中吸引了越来越多的博士加入,他们问了越来越多的问题。问我流程的细节。还好我认真复习了,我收到的回信里有一封很有用,一个教授系统地分析了我的实验步骤,一条一条给我指出它们都是错的。在面试前我就像复习大纲那样自己研究了那封信。”

之后的七个月,安德拉卡一直在约翰・霍普金斯大学的实验室里验证和改进他的“测癌试纸”,而阿尼邦•梅特尔教授显然也给了他极大的帮助。而安德拉卡也在约翰・霍普金斯大学中的实验证明,他的神奇测癌方法不但完全可行,并且几乎比现在所有的癌症测试方法都更加先进和快速。

杰克•安德拉卡(中)参加米尔肯机构全球会议,这是全球著名的创新机构

据了解,用安德拉卡的神奇测癌法检测一次血液的成本,只需3美分,并且5分钟就能得知测试结果,而测癌精确度更是超过90%,要比目前医学界流行的检测方法速度快上168倍、价格便宜26667倍,并且敏感度和有效度更是高达400倍!

不过更令医学界深感兴奋的是,安德拉卡发明的简单测癌方法可以用来检测其他各种癌症,因为只需对这种神奇“测癌试纸”上的检测材料做些不同的改变,就能轻易检测出各种不同癌症的生物标记。

获奖与质疑

目前许多美国科学家都已经认同安德拉卡的神奇发明,还有人宣称这项医学发明甚至有望改变整个医学史的进程。

2012年11月,美国《史密森学会杂志》在华盛顿市向15岁的杰克颁发了一年一度的美国青少年成就创意奖;之后,他还击败了来自70个国家的1500名参赛者,获得了2012 年“英特尔科学奖”,以及75000美元的奖学金,用来奖励他的发明和成就。

杰克• 安德拉卡获得 2012 年“英特尔科学奖”,图为他一路狂奔到领奖台

虽然受到了很多的称赞,但安德拉卡的检测方法还是受到了一些科学人士的质疑。有相关人士表示,间皮素在乳腺癌组织中的表达有助于乳腺癌的诊断,但其表达与肿瘤生物学行为的关系以及具体作用机制还有待于进一步研究。

并且目前已知的肿瘤标记物也不是用于癌症筛查的,而是主要用于治疗上的监测。癌症的确诊还需再借助相应肿瘤标志物和进一步的影像学证据,如CT、核磁共振以及最终的病理诊断,才能作出明确的结论。

美国FDA的官员也表示,测癌试纸作为一种诊断试剂,通过FDA的审批会比新药快得多,但是要正式面市至少还需要两三年的时间。

(责任编辑:admin)
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