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这14位青年才俊可能改变未来医疗

今年MIT又评选出了35位,下面14位是跟医疗健康行业有千丝万缕联系的创新人物。让我们来一一认识他们,和他们的创新发明。


《麻省理工学院技术评论》创刊于1899年,是全球历史最悠久的权威科技杂志之一。TR35杰出青年创新人物评选是《麻省理工学院技术评论》为表彰青年创新人物而设立的固定评选制度,每年从全球范围内评选出35位学术界和工业界的35岁以下科技创新精英(TR35),这些获奖者的研究成果正引领科技发展潮流,改变世界的未来。


这14位青年才俊可能改变未来医疗


1.Polina Anikeeva 32岁

她发现了一种记录大脑活动的方法

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“在MIT读博期间,我主要研究量子点发光二极管,当时没有一点儿生命科学基础,后来我在斯坦福大学的Karl Deisseroth神经科学实验室呆了两年。当时他们正在开发一种控制大脑方法,并希望利用这种方法研究大脑,我深深的被他们的研究震惊了。 但是,那个时候他们使用的工具太大,太笨重,根本就没本法开展深入的研究。因为我有光学和纳米学的背景,因此我觉得我应该可以比他们做的更好。这也是我在MIT创建实验室的基础和初衷。” Polina Anikeeva说。


现在Polina Anikeeva的实验室主要有两个研究方向:一个是使用光纤制备多功能的神经探针。另外就是要弄清楚,我们是否能够通过一种无线和非侵入性的方式与神经系统产生交互。

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Polina Anikeeva的最终目的是想弄清楚特定的神经活动与特定的行为之间的关系。现在她们正在尝试提高数据的分辨率,这将有利于她们破解神经回路。


那Polina Anikeeva的研究到底有什么用呢?假如你的脊髓受到损伤,你想恢复正常身体的正常功能,这时Polina Anikeeva能够使用她的方法记录受伤部位两侧的神经信号,并将信号转换成模式刺激,这样就可以在受伤的脊髓上建立连接两侧的桥梁,因此身体的功能也就可以恢复正常了。


2.Canan Dagdeviren 30岁

她的发明可以告诉你护肤品到底有没有用,还可以用来检测皮肤癌

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当你的母亲向你抱怨,她不知道买的护肤霜是否有用时,你该怎么办?一位来自土耳其的材料科学家Canan Dagdeviren,她给她妈妈发明了一种可以测量皮肤微弱变化的设备,解决了她妈妈的困惑。后来Dagdeviren发现,这款设备还有一个更有价值的用途:筛查皮肤癌。它可以发现早期的皮肤癌,让患者避免痛苦的活检(从身上取一块肉,痛苦!)。

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皮肤癌的早期症状是患病部位的皮肤会稍稍突起。事实证明,Dagdeviren的的柔性设备要远比医生的手指好用。它可以拉伸,并覆盖在需要检测的皮肤上,然后就可以自动完成检测。


当Dagdeviren在伊利诺伊大学香槟分校攻读博士学位时,她还开发出一种可植入的发电装置,将这个装置永久植入体内,它可以从运动的器官中获取能量。这个装置可以作为电池为心脏起搏器充电。这一发明解决了起搏器电池巨大,且每隔5到8年更换一次给患者带来的痛苦。


3.Travis Deyle 32岁

作为Google隐形眼镜团队一员的他,又发明了可以无线充电的送药机器人

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Travis Deyle于2011年获得了佐治亚理工学院电子与计算机工程系(ECE)博士学位。在那里,他师从Charles C. Kemp博士,开展医疗机器人的研究。目前是Google不公开医疗保健项目的一员,主要负责机器人相关研究。


从Travis Deyle的个人主页不难看出,Travis Deyle是个相当有才的小胖哥。他不仅仅是Google隐性眼镜研发团队的成员;他还跟同事创办了一家女设计师拍卖衣服和配饰的网站Lollipuff.com。

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Travis Deyle的另一个看家本领是设计机器人。他发明的无线充电机器人,在挂上充电装置之后,可以一直活动,这将大大的拓展了机器人的使用范围。


Travis Deyle发现很多疾病负担者,都不能坚持按时服药,这大大降低了药物的治疗效果,现在也没有很好的方法可以提高患者对药物的依从性。因此Travis Deyle开发了这款可以按时给患者送药的机器人。这一发明对于那些需要护理的患者来讲尤其有用,因为它不仅知道什么时候送药,送多少药,还会给患者端茶倒水。如果家里有个萌萌的机器人给你端茶倒水送药,你对药物的依从性是不是立马提升?难怪Google打算利用他的发明提高自己在健康管理领域的实力。


4.Gozde Durmus 30岁

只需看看你细胞悬浮的高度,她就知道你是不是生病了

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细胞的死亡、癌变或对药物的响应,都会发生物理变化。但是检测单个细胞变化的仪器是十分复杂而昂贵,这也是为什么大多数时候病理医生需要将病变的细胞在实验室里培养一段时间再分析;为什么医生只能通过患者用药之后的反应,判断药物的效果。


Gozde Durmus发明了一种简单、快速的检测细胞物理变化的方法:把细胞悬浮在磁场里,看看它们可以上升多高。白血细胞、红血细胞、癌细胞以及单细胞病原菌,因为它们的密度特征不同,会上升到不同的高度,所以可以通过悬浮的方法轻易将他们区分开。Gozde Durmus还发现,如果病原菌对抗生素产生了响应,它就不能再磁场中上升到正常情况下的高度,这个时候就可以立即判断,当前使用的药物是有效的。目前看来,这种检测仅需要一个小时就可以检测抗生素是否有效。


Durmus小时候住在土耳其,她曾经感染过一种细菌,由于不知道哪种抗生素有效,迫于无奈,只好接受了3年的治疗,才找到合适的抗生素。正因为有此经历,Durmus才觉得快速的个性化用药监测,对患者来讲是非常重要的。


5.Gilad Evrony 33岁

他用单神经元基因组测序告诉你“你脑子有问题”的原因

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利用单神经元基因组测序技术对300个神经元进行测序,哈佛医学院研究员Gilad Evrony发现了一个惊人的秘密:大脑内相邻脑细胞的遗传密码有时会不相同。这一发现有助于加深对与年龄相关的认知衰退和大脑紊乱疾病(例如癫痫和精神分裂症)的了解。


Gilad Evrony对遗传密码的差异做了精确的分析,发现有些精神疾病是从最初几个坏掉了的细胞开始的。这些变异显然不是从父母那里继承来的,而是后天突发变异造成的,并会随着时间的推移在大脑内积累,最终导致神经错乱,于是“神经病”就不幸的发生了。


Gilad Evrony的研究成果对于我们认识神经元只是个开始。目前,美国国立卫生研究院组织了一批实验室,使用Gilad Evrony的方法研究精神疾病。Gilad Evrony给自己发明的方法去了个高大上的名字“大脑的显微镜”。


6.Jun Ge 32岁

他让我们未来用“小花”生产药品

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生产药品通常是一个杂乱的事情。需要使用有毒的溶剂和大量的能量催化一些关键的化学反应,不仅污染环境,还浪费能源。因此,清华大学的戈钧希望通过使用自然的催化剂–具有生物活性的酶–改变这一现状。

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其实很多人都有过这种想法,因为自然界中生物体内的很多反应都是由酶来催化的,节能而环保。但是,将生物酶用在工业生产中却要面临一系列的问题:酶在整个生产过程中往往不能保持良好的性能;而且使用酶时,必须将它们固定到其他材料上去,这会大大降低酶的活性。但是戈钧在几年前就有了一个想法。

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在斯坦福做博后那会儿,戈钧预计在含酶的反应液里加入铜离子,也许会有助于酶的稳定与活化。因此,他尝试在反应液中加入铜离子,当他加入铜离子之后,意想不到的事情发生了:在试管底部出现了一些沉淀,这些沉淀犹如蛋白和水晶做成的小花,非常漂亮。值得注意的是,这些包含在“纳米花”结构里的酶,活性比之前提高了7倍以上。他的这项研究成果,2012年作为封面文章,发表在国际著名期刊Nature Nanotechnology上。


7.Zhen Gu 34岁

糖尿病患者已经厌倦了针刺,他的发明是终结者

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糖尿病患者必须每天数次检测血糖,并注射胰岛素。尽管胰岛素的不当注射会导致一系列的并发症,但是糖尿病患者却没得选择。


顾臻,这位南京大学的高材生,现在是北卡罗来纳大学的研究员,他曾获得美国糖尿病学会青年科学家奖,还曾登上美国《时代周刊》的封面。


顾臻的奶奶在他读大学期间因糖尿病并发症去世。目前,顾臻正在开发一款可以更好的释放胰岛素的装置。最近他发明了一种指甲盖大小的贴片,贴片的一面覆盖了100多个微型针头。当你把贴片放在皮肤上时,你会感觉到那些细小的针头瞬间进入你的血管。贴片上的每一个针腔里都充满了胰岛素和酶。这些针腔是有渗透性的,允许血糖渗透进入。当血糖水平升高时,针腔中的酶将葡萄糖转换成酸,这种酸会破坏针腔,释放胰岛素到血液里,达到降低血糖的作用。这些针腔经过特殊处理,不至于在瞬间全部被破坏掉,所以具有长时间控制血糖的能力。


此外,顾臻还研发了外壳中参入透明质酸(透明质酸是一种可以与癌细胞表面的蛋白结合的物质)的纳米颗粒,当纳米可以结合到癌细胞上之后,癌细胞会将整个纳米颗粒吸收,最后包被在纳米颗粒里的抗癌药物便可以定向投递到癌细胞,在消灭癌细胞的同时,还避免了药物对正常细胞的损害。


8.Cigall Kadoch 30岁

她让癌症的“软肋”变得显而易见

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目前,很多癌症发生的生化机制还不是很清楚,这就给治疗带来了很大的麻烦。


Cigall Kadoch在斯坦福大学攻读博士学位期间,在对罕见癌症滑膜肉瘤进行研究时,发现了调节基因表达的BAF蛋白复合物和该癌症的发生之间存在联系。她和同事随后的研究表明,至少20的癌症患者体内发现了BAF基因的突变。这一重大发现,开启了针对BAF突变位点的靶标药物研发。


BAF在细胞里的工作是打开和关闭DNA,控制基因在正确的时间表达。当BAF发生突变,它就会多管闲事,启动那些本不该它控制的基因,最终促进癌症的发生。因此,如果研发出针对BAF突变的药物,将使很多患者受益。


9.Jini Kim 34岁

拯救奥巴马医保网站计划的七侠之一

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2013年11月一天凌晨2点,一个电话改变了Jini Kim的命运。白宫需要这位谷歌前产品经理帮助打理Healthcare.gov,这个网站是帮助人们购买健康保险的,目前这个网站充满了问题。从她登机去往白宫那天起,便开始了没日没夜的工作。半年之后,她离开Healthcare.gov时,已经有800万人在上面购买过健康保险。Jini Kim的工作促进了奥巴马政府的医疗改革,真是功不可没。


10.Dena Marrinucci 33岁

她让早期癌症无处遁形

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血液中的癌细胞是很难被发现的,除非它已经扩散到关键的位置,并影响到你的健康。


Epic Sciences是成立于2008年,旨在通过细胞检测和分析技术,发现早期癌症。Dena Marrinucci是Epic Sciences的联合创始人。实际上血液中的肿瘤细胞是极其难找的,因为平均每100万个血细胞中才会有一个肿瘤细胞。因此,在血液里找肿瘤细胞无异于在干草堆里找针。市面上已经有很多在血液中寻找肿瘤细胞的方法,但是由于它们只利用一种标志物或者只是通过细胞的大小来区分肿瘤细胞,因此这些方法效率很低。


Epic Sciences公司发明的这种方法,几乎可以找到血样里的所有肿瘤细胞。与那些效率低下的公司相比,Epic Sciences采用了更多方法,因为它不仅检测细胞基因组的异常,还检测包括蛋白质表达等其他生物标志物。这种组合的检测方法,大大的提高了Epic Sciences检测早期癌症的水平。


截至目前已经有26个抗肿瘤制药公司在采用Epic的技术。


2004年,Marrinucci在圣地亚哥研究生院斯克里普斯研究所做研究时,她的奶奶被诊断出患有晚期黑色素瘤。后来医生给她的祖母做了PET扫描。 “通过PET扫描,我看到了很多病灶”她说。 “这就是我们正在努力改变的(指在早期发现癌症,避免癌症的转移)。”


11.Elizabeth Mormino 33岁

她比你先知道你要得老年痴呆

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Elizabeth Mormino知道现在再去救她数年前被诊断为老年痴呆的祖父,为时已晚。虽然老年痴呆到现在仍旧无药可医,但是她的发现可以为患者指出一条治疗的新途径。


Mormino通过组合两种成像技术(PIB-PET 和 MRI),检测β-淀粉样蛋白的存在。β-淀粉样蛋白是在老年痴呆症患者大脑中发现的,研究发现β-淀粉样蛋白的出现意味着你的认知能力即将下降。尽管已经有研究人员使用PIB-PET成像技术,看到患者大脑中的β-淀粉样蛋白,但是这项技术并不能准确的分析它们的位置。Mormino发现将PIB-PET和MRI结合使用,能够准确的判断β-淀粉样蛋白聚集的位置。


Mormino的研究成果可以帮助科研人员更好的研究老年痴呆症。


12.Rikky Muller 34岁

她用硬件帮助我们治疗“神经病”

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去年,奥巴马政府的大脑计划资助了Rikky Muller的一个项目。这个项目计划开发一种感知和调节大脑异常电波的系统,该系统将用于帮助严重紧张和大脑创伤应激性疾病的治疗。Rikky Muller是色列出生的企业家,是Cortera Neurotechnologies的联合创始人,目前正在开发一款直接与大脑交互的植入性硬件设备。以色列是一个伟大的国家,重视会出现一些拯救人类的先进技术。


13.Michelle O’Malley 33岁

她想用厌氧微生物为我们制造出更好药品

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化学工程师O’Malley正在研究一种厌氧微生物(遇到氧气就会挂掉),希望通过她的研究可以生产更好的生物燃料和药物。


但是厌氧菌的培养时极其困难的,实际上她位于加州大学圣巴巴拉分校实验室也是美国唯一一家能够研究厌氧菌的实验室。


目前O’Malley正在研究厌氧菌的生物学特性,比如交流,分泌物等等。这些是利用厌氧菌生产药品的第一步。由于厌氧菌研究的比较少,目前厌氧菌产生的很多酶类,我们基本一无所知。


14.Rahul Panicker 34岁

这位有爱心的印度欧巴在用实际行动关注早产儿的健康成长

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“人类在100年前就知道,保持早产儿的体温可以大大提高他们的存活率。然而,在全世界很多地方,这个常识并没有给新生儿带去温暖。


“2007年我和斯坦福大学的三个同学去尼泊尔做实地考察。我们意识到的第一个问题是,低成本并不总是能解决问题。捐赠孵化器被用作文件柜,一是因为没有电,二是因为他们也不会用。我们还发现,医生不是我们的用户,家长才是需要重点关注的用户,因为只有家长才关心孩子的死活。


“我们想出了一个解决方案,仅需要传统孵化器成本的1%,而且使用它并不需要专业知识。它采用相变材料(随温度变化而改变物质状态并能提供潜热的物质),可以在没有电的情况下,为早产儿提供6个小时的恒温呵护。” Rahul Panicker说。


目前,Rahul Panicker的孵育器已经在15个国家,保护了20万的早产儿。


时至今日,人类的进步越来越依赖于科技的进步与发展。正是这些奋斗在科研一线,默默无闻的科研工作者的无止境的探索,呵护着人类健康长寿。感谢MIT这样的机构每年的评选活动,让我们知道都是哪些人在我们幸福生活的背后,默默的付出。

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