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對抗癌症的新超級武器

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    癌症會影響所有人--
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    尤其是那些反覆發作,
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    具高入侵性、抗藥性的癌症,
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    即使我們給病患做最好的治療,
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    病況也毫無起色。
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    分子工程
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    在極微小的尺度運作,
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    可以提供令人振奮的新方法
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    來跟最具攻擊性的癌症搏鬥。
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    癌症是一種非常聰明的疾病。
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    很幸運的,我們能運用現有的藥物和手術
    來有效地治療ㄧ些癌症。
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    但是針對其他的癌症,
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    這些治療完全無效,
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    腫瘤仍舊會繼續生存或者再度復發。
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    即使我們持續投放最強烈的藥物。
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    我們可以把那些
    非常具攻擊性的癌症,
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    想像成漫畫書中的超級壞蛋。
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    它們既聰明,
    又善於適應環境,
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    而且擅長求生。
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    而且就像現今的超級壞蛋一樣,
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    它們的超能力來自基因突變。
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    那些腫瘤細胞內變異的基因
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    能夠編譯出一種嶄新、
    令人難以想像的生存模式,
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    使癌細胞在歷經最好的化療之後
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    仍然能夠存活下來。
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    例如,癌細胞有一種基因
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    能夠在藥物接近細胞還沒發揮作用之前,
    讓細胞把藥物推走。
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    你可以把它想像成
    細胞成功地把藥物吐出來。
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    這只是超級壞蛋--癌症
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    眾多基因把戲中的一個例子而已。
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    原因皆是突變基因。
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    當我們面對一個擁有
    驚人能力的超級壞蛋,
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    我們需要一種
    嶄新而強勁的攻擊模式。
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    實際上,我們可以讓基因無法運作。
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    其關鍵是一種
    被稱為siRNA的組分子,
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    它是一種短遺傳密碼序列,
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    它能使細胞阻斷某個特定基因。
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    每個 siRNA 分子可以關閉
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    細胞內一個特定的基因。
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    自從發現它後,多年來科學家們
    都對基因阻斷器在醫療方面的應用很感興趣。
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    但是有一個問題:
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    siRNA 在細胞裡運作良好,
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    但是如果它接觸到
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    存在於我們的血液或者
    身體組織中的酵素,
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    它就會在瞬間降解。
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    它在身體運行的旅途上
    需要被包裝,受到保護
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    直到抵達最終目標
    --癌細胞裡面。
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    所以這是我們的策略:
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    我們給癌細胞一劑 siRNA,
    也就是基因阻斷器,
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    來抑制讓癌細胞存活的基因的表現,
    接著利用化學藥物把癌細胞擊垮。
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    但是我們怎樣進行呢?
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    運用分子工程,
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    我們可以設計出一種能在血液中
    自由游走的超級武器,
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    它要小得可以穿過血流,
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    穿過腫瘤組織,
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    微小得可以留在癌細胞內。
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    為了順利完成這個任務,
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    它的大小必須是
    人類頭髮的百分之一。
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    現在請近距離看看我們
    如何製造這個奈米粒子。
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    首先由奈米粒子的核心開始。
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    它是一只含有化療藥物
    的細小膠囊。
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    那是一種真正能結束
    癌細胞生命的毒藥。
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    我們將會在這顆核心的周圍
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    包裹一層非常薄的
    siRNA 奈米膜。
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    這是我們的基因阻斷器。
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    因為 siRNA 是強力負極電荷,
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    所以我們可以利用一層
    正極的聚合物保護膜來保護siRNA。
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    兩個異性電分子
    因為互相吸引
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    繼而黏在一起,
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    並提供了一層保護層
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    防止 siRNA 在血流中降解。
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    我們差不多完成了。
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    (笑聲)
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    但是我們還要
    考慮到一個大障礙。
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    其實可能是所有
    障礙中最大的一個。
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    我們怎樣善用這種超級武器呢?
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    每種優良的武器
    都需要瞄準目標。
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    我們要把超級武器
    瞄準腫瘤內的
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    超級壞蛋細胞。
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    但是我們體內有一種
    天然的免疫防衛系統:
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    血流裡有一種細胞
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    能夠辨認出原本
    不存在於身體的東西,
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    繼而破壞或消滅它們。
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    猜猜看怎麼了?我們的奈米粒子
    被視為一種外來物。
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    我們要把奈米粒子
    偷渡過腫瘤防護系統時,
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    必須掩飾它,讓它通過
    身體排除外物的機制,
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    於是我們再增加
    一層負極電膜,
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    包圍這個奈米粒子,
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    這有兩個目的。
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    第一,外層是天然電荷,
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    那是人體內的高水合多醣。
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    它可以在奈米粒子周圍
    製造一層水分子。
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    這有隱形斗蓬的效果。
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    這隱形斗篷讓奈米粒子
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    能夠藉著血液的流動,
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    移動到足以到達腫瘤的距離,
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    而不會被身體消滅。
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    第二,這層高水合多醣含有
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    可以和腫瘤細胞
    結合的分子。
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    一旦結合了,癌細胞
    就會吸收奈米粒子。
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    現在奈米粒子就在
    癌細胞的內部,
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    準備展開行動了。
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    好,我也有同感。出發吧!
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    (掌聲)
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    首先調動 siRNA。
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    它需要數小時才見效。
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    因為要足夠的時間去抑制
    癌細胞生存基因的表現,
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    我們現在已經使這些基因
    的超能力無法運作。
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    剩下來的是沒有
    特殊防禦的癌細胞。
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    接下來,化療藥物
    從核心釋放,
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    徹底且有效率地
    破壞腫瘤細胞。
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    只要我們有足夠的基因阻斷器,
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    就能對付不同種類的突變,
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    有機會能剿滅腫瘤,
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    讓壞蛋一個也不剩地消失。
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    所以我們的策略是如何進行的?
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    我們利用動物測試
    這些奈米結構粒子,
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    運用極具攻擊性的
    三陰性乳腺癌做實驗。
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    三陰性乳腺癌的基因表現
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    讓癌症藥物一接近它就被排除。
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    通常,阿黴素是治療乳癌
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    第一線療程的藥物。
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    於是我們首先只投放
    阿黴素來治療動物。
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    腫瘤生長速度減緩了,
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    但仍生長迅速,
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    在兩週後,腫瘤的大小
    就增加了一倍。
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    接下來,我們試了
    我們的綜合超級武器,
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    用化療泵注射
    siRNA奈米粒子,
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    加上,在內核放置阿黴素。
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    看!我們發現
    腫瘤不僅停止生長
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    而且還縮小,
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    有些腫瘤甚至完全消失
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    腫瘤真的復原了。
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    (掌聲)
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    這個方法最棒的地方是
    可以個人化。
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    我們針對不同的突變和腫瘤的防護機制
    添加不同層次的 siRNA,
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    我們也可以把不同的藥物
    放進毫微粒核心。
  • 8:12 - 8:15
    當醫生學習如何替病人檢測
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    以及了解特定腫瘤的基因類型時,
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    他們可以幫助我們
    決定哪類病人
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    可以受惠於這個療法
    和採用哪種基因阻斷器。
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    卵巢癌對我而言
    具有特別的意義。
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    它是一種很具攻擊性的癌症,
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    部分原因是因為它通常在
    病症末期才被診斷出來,
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    那時候癌細胞已經根深蒂固
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    而且它有多種基因突變。
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    經過第一輪化療後,
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    有 75% 的病人
    會再次復發癌症。
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    而且它通常會以
    抗藥性的型態回到身體。
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    惡性的卵巢癌
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    是最壞的超級壞蛋之一。
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    我們現在要把我們的
    超級武器瞄準它,
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    希望能夠將它擊潰。
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    作為一個研究員,
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    我通常不會替病患做臨床治療。
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    但最近我遇見一位卵巢癌倖存者媽媽
    Mimi和她的女兒Paige,
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    我深受他們母女兩人的
    樂觀和力量啟發,
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    她們的故事展現了
    勇氣和互相扶持。
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    在活動中,我們談論關於
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    治療癌症的不同科技。
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    Mimi 的雙眼泛淚
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    她說她了解我們
    這些努力的成果
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    可以讓她對下一代
    充滿了希望,
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    包括她的親生女兒。
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    這令我非常感動。
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    我們不只是做
    精密的科學研究,
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    還能改變人們的人生。
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    這是在分子尺度中
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    運用工程的力量。
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    我知道在像Paige
    這樣的學生,在進入職涯後,
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    他們會開創很多
    嶄新的可能性,
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    來解決世界上的
    重大醫療衛生議題——
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    包括卵巢癌、
    精神疾病、傳染病
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    就像化學工程已
    為我開了一扇門,
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    提供我世上最小的分子規模工程,
    來治癒世上大規模的人類。
  • 10:20 - 10:21
    謝謝
  • 10:21 - 10:30
    (掌聲)
Title:
對抗癌症的新超級武器
Speaker:
寶拉.哈蒙德
Description:

癌症,是一種非常聰明且善於適應環境的疾病。寶拉.哈蒙德(Paula Hammond),一位醫學研究人員和教育者,她說,我們需要一種嶄新且強勁的攻擊模式來擊潰它。她和她在麻省理工的同事,研發出一種,只有人類頭髮寬度的百分之一的奈米級粒子,它可以治療最具攻擊性、抗藥性的癌症。讓我們一起瞭解這個分子級的超級武器,並加入哈蒙德的任務,一起對抗這個會影響我們所有人的疾病——癌症。

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Video Language:
English
Team:
TED
Project:
TEDTalks
Duration:
10:42

Chinese, Traditional subtitles

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