改革先鋒10 安卓卡開啟網路發明的新時代

文/楊慧莉 |2015.01.17
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文/楊慧莉

癌症,至今仍是人類健康的頭號殺手,但如能及早發現,並非不治之症。因此,癌症初期的篩檢工具便至關重要。目前,已有許多個人和團隊投入這方面的研發。其中,最引人矚目的,莫過於極具開創精神的青少年安卓卡。他善用網路資源發明了胰臟癌初期的檢測試紙,不僅未來將造福潛在患者,更因此開啟了網路發明的新時代。未來,「發明」將不再是特定族群的專利,任何人只要有心解決問題、改善世界,都能藉助網路,成為發明家。


初生之犢  勇於嘗試無畏失敗

傑克.安卓卡(Jack Andraka, 1997-)出生於美國馬里蘭州,父親為土木工程師,母親為麻醉醫師,有一個兄長;十三歲時,眼見一位熟識長輩死於胰臟癌,不捨之下,激起他對此病症一探究竟的動力。

於是,他上谷歌網頁探尋相關統計數據,卻驚訝地發現高達百分之八十五的確診病例診斷時機都為時已晚,導致病患只剩百分之二的存活率。究其原因是,診斷機制老舊、不準且昂貴(約需八百美元),而且診斷前需經醫師的有力懷疑。這讓他決定研發新的胰臟癌初期檢測方式,而新方式需兼具便宜、快速、簡單、靈敏、低侵入性等優勢。不過,前提是他得先找到胰臟癌的生物標記,即初期患者血液中某種數量超標,因而可作為罹患依據的蛋白質。

遍尋關鍵標記

當安卓卡投入研究後,才發現胰臟癌的診斷機制何以多年來停滯不前:問題出在潛在標的達八千種,要從這八千種蛋白質中篩選出唯一的標記猶如茫茫大海中撈針。但他仍逐一檢視,在試過四千種蛋白質,耐性都快磨光之際,終於找到關鍵標記——一種叫做「間皮素」的蛋白質。

找到後,新的問題接踵而至:用什麼方法偵測到這種在胰臟癌患者血液中過量的蛋白質?結果,他在最「了無新意」的地方靈光乍現:高中生物課。

由於已自學許多生物方面的知識,安卓卡上生物課時總是坐在教室後方看「閒書」。有一回,他正讀著谷歌上一篇關於「奈米碳管」的文章。奈米碳管是一種由碳原子組成的細長管柱,直徑只有頭髮的五萬分之一;儘管體積小,其導電的特性讓它有如材料科學中的英雄。

正當安卓卡對手邊文章感到興味盎然,背景的「諄諄教誨」聲也同時在耳邊響起。他聽到老師在講授某些抗體會對特定蛋白質產生反應。於是,他突發奇想:何不把抗體放進奈米碳管裡,讓抗體能藉由碳管的電導變化顯示出對特定蛋白質的反應,以此及早偵測出細胞癌變?

歷經嚴格審問

此外,安卓卡還想到要用紙張承載纖細而脆弱的碳管。於是,他構思出這樣一個點子:放些水在碳管裡,再加進抗體,混和後,再拿張紙浸泡其間,把紙晒乾後就成了好用的癌症篩檢試紙。

為了落實構想,安卓卡隨即意識到自己需要一間實驗室,因為他「不可能在自家廚房的流理台上做癌症研究,老媽會不高興的」。

為了這間實驗室,他鎖定約翰.霍普金斯大學和美國國家衛生組織一些專職胰臟癌研究的教授、科學家後,便發出兩百封求助信函。信中,他表明初衷,還附上預算、材料清單、時間表、流程等。他以為自己的創意之舉會引人側目,讓人發出這樣的喟嘆:「哇,你真是天才,簡直就是世上的救星!」

但結果事與願違,只有約翰.霍普金斯醫學院的馬以區(Anirban Maitra)博士給予正面回應,其他的都回絕了。不過,就算這位在校擔任病理學、腫瘤學等科目的教授願意陪他玩,卻也沒馬上鬆口,而是把他找來「拷問」一番。當時,教授辦公室瞬間擠進了二十位博士研究生,拋出一個個讓他難以招架的問題。儘管他被問得幾乎啞口無言,但終歸還是申請到夢寐以求的實驗室。

未來的愛迪生

經過「嚴刑拷打」後的安卓卡,這時才發現自己的構想漏洞百出,尚未成熟。緊接著的七個月,他每天放學就直奔實驗室「填補漏洞」,常連周末假期也賠上了,甚至工作到午夜,要靠白煮蛋和巧克力棒補充體力,他的母親則為了接送兒子回家,常在附近停車場等著等著打起盹來。就連十五歲的生日,安卓卡也選在實驗室度過。

歷經艱辛,安卓卡終於成功發明出癌症初期篩檢試紙。透過這張試紙獲得的檢測只需三美分、五分鐘搞定,比現行的胰臟癌檢測便宜兩萬六千倍、快一百六十八倍、靈敏度高出四百多倍;最重要的是,精確度幾乎達百分百,讓胰臟癌能及早被發現、被治療,治癒率可高達百分百。

由於與胰臟癌共用相同的生物標記,卵巢癌和肺癌的患者未來也將因為此先進的檢測法而受惠。

不僅如此,相同的檢測法只要變更抗體、鎖定不同的蛋白質,也能追蹤到其他疾病,從心臟病、瘧疾到愛滋病等。

安卓卡的這項傑出發明後來讓他贏得英特爾科學競賽大獎,獎金高達七萬五千美元,再加上其他林林總總的科學獎章,累積金額高達十萬美元。目前,他已為自己的發明申請專利,未來還需經美國食品藥品管理局的認可,以及與生技公司合作量產上市,才能真正造福潛在患者。

但在此之前,這位坦言自己喜歡嘗試並無畏失敗的初生之犢已在科學界聲名大噪,當初助他一臂之力的馬以區教授甚至公認他為「我們這個時代的愛迪生」,預測未來還會有更多的發明出自於他。不管馬以區教授是否言中,安卓卡絕對是愛迪生心目中的天才:「百分之一的靈感加上百分之九十九的汗水。」

家庭 影響 父母開明  兄友弟恭

安卓卡年紀輕輕就成為癌症初期新檢測法的發明人,除了證明「英雄出少年」,也讓人好奇他究竟出自一個什麼樣的家庭。

鼓勵天馬行空

儘管父母的工程和科學背景多少影響安卓卡的發展,但其實身教和言教才是關鍵。

與一般家庭一樣,安卓卡的父母也立家規,但都是些為人處世的基本原則,與扼殺創意無涉,如「尊重人、把自己的功課做好、為人誠實,以及注意自身安全」。他的父親表示,他與妻子不想訂一堆規矩阻礙孩子思考。

最重要的是,安卓卡的父母教導孩子正面看待世上多數問題,因為「它們往往是偽裝的機會,而創新則源自不滿」,而且以身作則地常在餐桌前,帶領孩子集思廣益,把別人的研究想法拿出來討論,看看自己是否有其他不同的做法。

手足良性競爭

安卓卡的母親表示,他們可能不像有些家庭這麼酷愛運動,但家中倒是訂了一堆科學期刊。這些雜誌想必有助於兄弟倆往科學之路發展。

除了安卓卡,其兄亦是科學好手,甚至比弟弟更早現身科學競賽場上,只不過稍晚出道的弟弟一出馬就拔得頭籌。自此,兩人就沒停止過較勁。有趣的是,兩人截至目前為止,都各有兩項發明專利,表現平分秋色。

儘管都對科學有興趣,兄弟倆所好並非完全相同。安卓卡獨鍾醫學和生物學,其兄則偏好化學和物理學。當弟弟對化學和物理學有不解之處,哥哥就會耐心解惑,反之亦然。這時,他們不再是競爭對手,而是彼此的良師益友。

網路 秀才 一機在手  開啟改變

除了傑出的科學表現,安卓卡對自己性向的態度也令人激賞。

十一、二歲時,他發現自己有同性戀傾向。一開始,他有些擔心出櫃後會遭同學排擠,不過他最後突破心防,告訴了一些好友。當此事輾轉傳到安卓卡父母的耳裡時,雙親再度拿出開明的態度,鼓勵兒子勇敢做自己,因為「比起性向,當一個誠實而懂得關心別人、善用自己潛力的人更重要」。他們也提醒兒子正視這樣的現實:有人可能會因他的性向而不喜歡他,但他卻仍可藉由行動,向不支持他的人證明同性戀者也同樣能對社會作出傑出的貢獻。

科學人坦蕩蕩

安卓卡的一些親戚雖接受他的性向,但要他盡量保密,以免影響未來的前途。安卓卡對此敬謝不敏,他認為「科學人不該躲躲藏藏,重要的是你的想法和工作品質,忠於自己真的很重要」。

安卓卡曾以網路人才之姿受邀出席美國國情咨文的盛會。會中,他深感榮幸地坐在蘋果電腦現任總裁庫克的旁邊。雖然安卓卡和庫克都是同志,但他們當時的話題卻繞過這部分,而專注於胰臟癌的討論,庫克的朋友、前蘋果總裁賈伯斯即死於胰臟癌。

出櫃後的安卓卡望眼看去,發現科學界像他這樣的人還真不多,他希望自己能成為「同性戀社群」的青年榜樣,激發此族群的其他年輕朋友投入科學、科技、工程和數學(簡稱STEM)的研究。

網路蘊藏契機

喜歡鑽研的安卓卡並沒有顯得特別老成,交友群都屬同年齡層,而他也非成天逗留於網路世界的宅男,摺紙、遛狗、泛舟等都是他的嗜好,他還是國家青少年輕艇隊隊員。

儘管非網路宅男,安卓卡對世人的建言卻是:「善用網路」解決世上各種疑難雜症,尤其是谷歌與維基網頁。每天,他都會上谷歌網一、兩個小時,藉由查看一些很棒的文章見識到全球諸多創新者的視野。

而安卓卡從自己的發明之旅中學到的寶貴一課即是:網路世界蘊藏「改變世界」的契機,許多問題都可藉由網路迎刃而解,最棒的是,它讓一切可行,你不必是位擁有多重學位的教授,也照樣能讓自己的想法付諸實現。

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