1
00:00:00,557 --> 00:00:04,235
過去可容納一個電晶體的空間，

2
00:00:04,259 --> 00:00:07,638
我們現在可以放進 10 億個。

3
00:00:07,638 --> 00:00:11,553
這使得過去一個房間大小的電腦

4
00:00:11,557 --> 00:00:14,166
現在可以放進你的口袋裡了。

5
00:00:14,166 --> 00:00:17,609
你可能會說，未來的東西會是小的。

6
00:00:17,609 --> 00:00:18,838
身為一位工程師，

7
00:00:18,838 --> 00:00:22,847
我被這個電腦的 
微型化革命所啟發。

8
00:00:22,847 --> 00:00:24,219
而身為一位醫師，

9
00:00:24,223 --> 00:00:29,966
我在想，我們是否可以利用它來降低

10
00:00:29,970 --> 00:00:35,537
癌症 ─ 地球上成長最快速的疾病之一
的死亡人數。 


11
00:00:35,543 --> 00:00:36,818
現在，當我這樣說時，

12
00:00:36,822 --> 00:00:40,620
大部份聽到的人會說， 
我們是研究癌症治療的。

13
00:00:40,620 --> 00:00:41,907
的確是！

14
00:00:41,907 --> 00:00:43,082
但事實上，

15
00:00:43,086 --> 00:00:45,897
有一個不可思議的機會 
可以拯救生命，

16
00:00:45,911 --> 00:00:49,794
就是藉由癌症的早期發現與預防。

17
00:00:49,794 --> 00:00:55,164
全球因癌症死亡的病例
超過 2/3 是可預防的 ，


18
00:00:55,188 --> 00:00:58,388
經由使用我們現今已有的方法，

19
00:00:58,406 --> 00:01:01,335
像是接種疫苗、定期篩檢，

20
00:01:01,335 --> 00:01:04,322
當然，戒菸也是。

21
00:01:04,322 --> 00:01:07,929
但即使現在我們已經有
最好的工具與科技，

22
00:01:07,929 --> 00:01:13,706
某些腫瘤要開始成長十年後
才能被偵測出來， 


23
00:01:13,706 --> 00:01:18,180
那時的癌細胞已多達 5 千萬個了。

24
00:01:18,180 --> 00:01:19,877
要是我們有更好的科技，

25
00:01:19,877 --> 00:01:22,987
可以更早偵測到更多這些致命的癌症，

26
00:01:23,011 --> 00:01:24,343
也就是在它們可以被移除

27
00:01:24,343 --> 00:01:26,558
或剛長出時，那該有多好？

28
00:01:26,558 --> 00:01:31,147
讓我向各位說明 
微型化科技將如何讓我們做到。

29
00:01:31,147 --> 00:01:33,438
這是一般實驗室裡的一台顯微鏡，

30
00:01:33,452 --> 00:01:37,028
病理學家用它來觀察組織的樣本，

31
00:01:37,028 --> 00:01:39,920
例如活體切片或子宮頸抹片檢查。

32
00:01:39,927 --> 00:01:42,015
這台 $7000 美金的顯微鏡 ，

33
00:01:42,019 --> 00:01:45,295
會被某些受多年專業訓練的人

34
00:01:45,299 --> 00:01:48,128
用來找出癌細胞。

35
00:01:48,128 --> 00:01:51,202
這一張圖是來自我的 
一位萊斯大學的同事

36
00:01:51,202 --> 00:01:52,794
麗貝卡·理查茲卡頓，

37
00:01:52,798 --> 00:01:56,645
她和她的團隊所做的
就是把顯微鏡縮小成為一個


38
00:01:56,645 --> 00:01:58,644
價值十元的零件，

39
00:01:58,648 --> 00:02:01,924
並且可以裝在光纖的末端上。

40
00:02:01,924 --> 00:02:05,577
意思是，不需要從病人身上取出檢體，

41
00:02:05,581 --> 00:02:07,250
送到顯微鏡下觀察，

42
00:02:07,250 --> 00:02:10,240
而是你可以把顯微鏡放到病人體內。

43
00:02:10,260 --> 00:02:14,639
並且，不需要專家來檢視影像，

44
00:02:14,639 --> 00:02:20,075
你可以訓練電腦區分
正常細胞與癌症細胞。


45
00:02:20,075 --> 00:02:21,284
這很重要，

46
00:02:21,284 --> 00:02:24,335
因為他們發現在郊區工作，

47
00:02:24,335 --> 00:02:27,608
即使有一台行動篩檢箱型車，

48
00:02:27,608 --> 00:02:30,459
可以開到社區裡進行檢查，

49
00:02:30,459 --> 00:02:31,864
及收集檢體

50
00:02:31,888 --> 00:02:35,124
並把它們送回醫院做分析，

51
00:02:35,128 --> 00:02:36,492
過幾天後，

52
00:02:36,496 --> 00:02:39,173
受測女士們接到
檢查結果不正常的電話，


53
00:02:39,187 --> 00:02:40,824
並被要求到醫院來，

54
00:02:40,828 --> 00:02:45,721
但她們至少有一半不會來，
因為付不起旅費。


55
00:02:45,721 --> 00:02:49,165
藉由整合顯微鏡與電腦分析，

56
00:02:49,165 --> 00:02:52,007
麗貝卡和她的同事
已經可以做出一台

57
00:02:52,021 --> 00:02:55,827
同時具有診斷與治療設施的廂型車。

58
00:02:55,827 --> 00:02:58,555
意思就是，他們可以直接在現場

59
00:02:58,569 --> 00:03:01,276
做診斷與治療，

60
00:03:01,276 --> 00:03:03,828
這樣就沒人會錯過追蹤了。

61
00:03:03,831 --> 00:03:08,149
這僅是一個微型化科技
如何拯救人命的案例之一。

62
00:03:08,149 --> 00:03:09,325
身為工程師，

63
00:03:09,325 --> 00:03:12,090
我們認為這就是微型化，

64
00:03:12,090 --> 00:03:14,561
你把一個大的東西變小了。

65
00:03:14,561 --> 00:03:16,826
但我稍早跟各位提到
有關於電腦


66
00:03:16,830 --> 00:03:19,096
改變了我們的生活，

67
00:03:19,100 --> 00:03:23,791
當它們變得
小到可以讓我們帶到任何地方時。


68
00:03:23,791 --> 00:03:28,501
在醫學上，
有什麼東西是相對等的改變呢？


69
00:03:28,501 --> 00:03:31,657
如果你有一個偵測器，

70
00:03:31,657 --> 00:03:35,939
它小到可以在你的體內循環，

71
00:03:35,946 --> 00:03:38,359
並靠它自己找到腫瘤，

72
00:03:38,383 --> 00:03:41,082
而且還能把訊號傳到體外呢？

73
00:03:41,082 --> 00:03:43,176
這聽起來有點像科幻小說，

74
00:03:43,180 --> 00:03:47,413
但實際上，奈米科技 
已經可以讓我們做到了。

75
00:03:47,415 --> 00:03:52,296
奈米科技已經讓我們能夠
把製造偵測器的零件


76
00:03:52,320 --> 00:03:55,867
從原本是頭髮寬度即100微米

77
00:03:55,867 --> 00:03:58,440
縮更小到其 1/1000，

78
00:03:58,444 --> 00:04:00,366
也就是100奈米。

79
00:04:00,370 --> 00:04:03,570
這樣就有很大的影響了，

80
00:04:03,583 --> 00:04:09,276
也就是說，材質實際上
以奈米規格改變其特性。


81
00:04:09,279 --> 00:04:11,807
就拿黃金這個普遍的材質來說，

82
00:04:11,807 --> 00:04:15,152
當你把黃金磨到奈米粒子的大小，

83
00:04:15,152 --> 00:04:19,078
它會從金色變成紅色。

84
00:04:19,082 --> 00:04:22,915
如果你再拿一個更奇特的材質， 
像是硒化鎘 ──

85
00:04:22,915 --> 00:04:25,113
一個大而黑的晶體，

86
00:04:25,117 --> 00:04:27,728
若把它製成奈米大小，

87
00:04:27,742 --> 00:04:29,335
然後放進一種液體裡，

88
00:04:29,335 --> 00:04:31,183
並以光線照射它

89
00:04:31,187 --> 00:04:32,373
它們會發光。

90
00:04:32,377 --> 00:04:38,018
它們會發出藍色、綠色、
黃色、橘色、紅色的光，

91
00:04:38,032 --> 00:04:40,887
僅依據它們的大小不同。

92
00:04:40,887 --> 00:04:44,900
這太神奇了！你可想像 
這樣一個在宏觀世界裡的物體嗎？

93
00:04:44,914 --> 00:04:51,505
就好比你衣櫃裡那些 
全都是棉製的牛仔褲，

94
00:04:51,505 --> 00:04:56,200
會依它們的尺寸大小
而有不同的顏色。

95
00:04:56,212 --> 00:04:58,978
（笑聲）

96
00:04:58,982 --> 00:05:00,526
所以，身為一位醫師，

97
00:05:00,530 --> 00:05:02,774
讓我感興趣的

98
00:05:02,778 --> 00:05:07,058
不只是材質
會依奈米規格的大小而改變顏色；


99
00:05:07,058 --> 00:05:11,135
它們在你身體裡面的 
運行方式也會改變。

100
00:05:11,135 --> 00:05:13,956
而我們將運用這種觀察方式

101
00:05:13,960 --> 00:05:16,154
來製作更好的癌症偵測器。

102
00:05:16,158 --> 00:05:18,691
讓我向各位解釋一下，

103
00:05:18,691 --> 00:05:20,913
這是身體裡面的一條血管，

104
00:05:20,913 --> 00:05:23,688
圍繞著血管的是一個腫瘤。

105
00:05:23,688 --> 00:05:26,744
我們把奈米粒子注射到血管裡面，

106
00:05:26,748 --> 00:05:31,468
然後觀察它們如何從
血流中進到腫瘤裡面。

107
00:05:31,468 --> 00:05:35,846
結果我們看到 
許多腫瘤的血管有漏洞，

108
00:05:35,846 --> 00:05:40,616
所以奈米粒子會從血流漏向腫瘤，

109
00:05:40,628 --> 00:05:44,132
它們是否會漏出去 
取決於它們的大小。

110
00:05:44,132 --> 00:05:45,299
在這影像

111
00:05:45,299 --> 00:05:49,684
較小、100奈米的 
藍色奈米粒子正在漏出去，

112
00:05:49,698 --> 00:05:53,114
較大、500奈米的紅色奈米粒子

113
00:05:53,118 --> 00:05:54,915
則留在血流當中。

114
00:05:54,919 --> 00:05:57,042
所以身為一位工程師，

115
00:05:57,046 --> 00:06:01,058
依據我所製作的物質大小，

116
00:06:01,062 --> 00:06:05,233
可改變它在你身體裡的去處。

117
00:06:05,249 --> 00:06:09,911
在我的實驗室，我們最近 
作出一種癌症奈米偵測器，

118
00:06:09,915 --> 00:06:15,473
它小到可以進入身體並找尋腫瘤，

119
00:06:15,477 --> 00:06:19,589
我們設計它用來監聽腫瘤的侵犯：

120
00:06:19,593 --> 00:06:24,936
腫瘤需要製造這些
化學訊號的樂音來擴散。


121
00:06:24,936 --> 00:06:27,864
腫瘤為了要從它長出來的
組織突破出去，

122
00:06:27,864 --> 00:06:30,574
它必須製造一種 
稱為「酵素」的化學物質，

123
00:06:30,598 --> 00:06:33,762
來穿破組織架構而出。

124
00:06:33,763 --> 00:06:39,035
我們設計這些奈米粒子
可被腫瘤酵素活化，


125
00:06:39,035 --> 00:06:45,456
一個酵素一小時內
可活化一千個這種化學反應。

126
00:06:45,462 --> 00:06:50,624
用工程術語來說，我們稱這種 
1:1000 比率為一種放大率，


127
00:06:50,633 --> 00:06:52,825
它會變得超靈敏。

128
00:06:52,829 --> 00:06:57,212
所以我們製造出一種 
超靈敏的癌症偵測器，

129
00:06:57,220 --> 00:07:02,130
但我要如何把這個活化訊號傳到體外，

130
00:07:02,144 --> 00:07:03,902
我要從那裡著手呢？

131
00:07:03,906 --> 00:07:07,478
為此，我們要再利用另一個
奈米規格生物學，


132
00:07:07,482 --> 00:07:09,656
而這與腎臟有關。

133
00:07:09,659 --> 00:07:11,985
腎臟是一種過濾器，

134
00:07:11,996 --> 00:07:17,195
它的功能就是將廢物
從血液濾出並排入尿液，


135
00:07:17,195 --> 00:07:19,879
其實腎臟所過濾的物質

136
00:07:19,883 --> 00:07:22,895
也是根據大小而定。

137
00:07:22,901 --> 00:07:24,861
所以在這影片，各位可以看到

138
00:07:24,865 --> 00:07:27,904
任何小於 5 奈米的物質，

139
00:07:27,904 --> 00:07:32,023
會從血液通過腎臟而排入尿液，

140
00:07:32,027 --> 00:07:35,177
其他比較大的物質會被留下來。

141
00:07:35,177 --> 00:07:40,143
好，如果我做了一個
100 奈米的癌症偵測器，

142
00:07:40,147 --> 00:07:42,639
然後把它注射到血流裡面，

143
00:07:42,643 --> 00:07:48,093
它會漏入腫瘤裡面，
被腫瘤酵素活化，


144
00:07:48,097 --> 00:07:50,483
並釋放一種微小訊號，

145
00:07:50,483 --> 00:07:53,719
小到可以被腎臟過濾出來，

146
00:07:53,723 --> 00:07:55,921
然後排到尿液裡面，

147
00:07:55,925 --> 00:08:00,586
這樣在體外
就有我可以偵測到的訊號了。


148
00:08:00,588 --> 00:08:02,650
好，但還有一個問題。

149
00:08:02,664 --> 00:08:04,430
這是一個很微小的訊號，

150
00:08:04,430 --> 00:08:06,726
我要如何偵測呢？

151
00:08:06,730 --> 00:08:08,975
訊號其實只是一種分子，

152
00:08:08,989 --> 00:08:11,676
是我們工程師設計出來的分子。

153
00:08:11,680 --> 00:08:14,878
它們完全是合成的，
我們可以設計它們，

154
00:08:14,878 --> 00:08:18,131
讓它與我們選擇的工具完全相容。

155
00:08:18,145 --> 00:08:21,607
如果我們要用一種 
相當靈敏的昂貴設備 ──

156
00:08:21,611 --> 00:08:23,605
叫做質譜儀，

157
00:08:23,605 --> 00:08:26,670
那麼我們會製造
一種特定質量的分子。


158
00:08:26,670 --> 00:08:30,370
或許我們想讓它 
不那麼昂貴且方便攜帶，

159
00:08:30,394 --> 00:08:34,197
那麼我們會製造 
能被試紙抓住的分子，

160
00:08:34,201 --> 00:08:35,925
就像驗孕一樣。

161
00:08:35,929 --> 00:08:38,575
事實上，現在有很多的試紙測試方法，

162
00:08:38,575 --> 00:08:43,711
已廣泛應用在「試紙診斷」領域了。

163
00:08:43,711 --> 00:08:46,717
好的，我們做這個有什麼用處呢？

164
00:08:46,717 --> 00:08:48,313
接下來我要告訴各位的是

165
00:08:48,317 --> 00:08:50,173
身為一位終身研究員，

166
00:08:50,173 --> 00:08:52,386
我想對各位訴說我的夢想。

167
00:08:52,396 --> 00:08:54,519
我不能說這是個承諾；

168
00:08:54,519 --> 00:08:56,025
但它至少是個夢想。

169
00:08:56,025 --> 00:08:59,626
我認為我們都必須有夢想 
來讓我們向前邁進，

170
00:08:59,640 --> 00:09:03,597
甚至，特別是癌症研究人員。

171
00:09:03,601 --> 00:09:07,130
我要告訴各位我期望 
我的技術將來會有何進展，

172
00:09:07,130 --> 00:09:10,139
我的團隊和我都會盡心盡力地

173
00:09:10,139 --> 00:09:13,291
讓這期望成真。

174
00:09:13,291 --> 00:09:15,007
好的，我要開始了。

175
00:09:15,011 --> 00:09:18,386
我夢想有一天，

176
00:09:18,390 --> 00:09:21,665
大家不用再使用昂貴的篩檢設備

177
00:09:21,665 --> 00:09:23,194
來做大腸鏡檢查

178
00:09:23,198 --> 00:09:24,541
或乳房攝影檢查

179
00:09:24,545 --> 00:09:26,583
或子宮頸抹片檢查，

180
00:09:26,585 --> 00:09:28,324
而是你可能扎一針，

181
00:09:28,328 --> 00:09:29,998
等一個小時，

182
00:09:30,012 --> 00:09:33,647
然後在試紙上做尿液檢測即可。

183
00:09:33,647 --> 00:09:35,640
我想像這甚至

184
00:09:35,640 --> 00:09:41,790
不需要穩定的電流 
或專業醫療人士在檢驗室裡就可能做到。


185
00:09:41,800 --> 00:09:43,656
或許他們可以遠隔千里

186
00:09:43,656 --> 00:09:46,850
僅用智能手機連結影像即可。

187
00:09:46,850 --> 00:09:48,609
我知道這聽起來像是個夢想，

188
00:09:48,613 --> 00:09:51,762
但在實驗室，
我們已經用在老鼠身上了，


189
00:09:51,762 --> 00:09:58,595
對於偵測肺癌、大腸癌及卵巢癌，
這比現行方法更有用。

190
00:09:58,603 --> 00:10:00,857
而這也意味著我期望

191
00:10:00,861 --> 00:10:09,377
有一天，在病人腫瘤開始成長的10年內，
我們就可以偵測到。

192
00:10:09,377 --> 00:10:13,263
在各行各業、世界各地的人都能受惠，

193
00:10:13,263 --> 00:10:16,015
這會促成早期治療，

194
00:10:16,019 --> 00:10:21,677
藉由早期發現，
我們能比今日拯救更多人的性命。


195
00:10:21,686 --> 00:10:22,888
謝謝！

196
00:10:22,888 --> 00:10:30,375
（掌聲）