0:00:00.368,0:00:04.197
我們现在正面臨全球人們健康的挑戰

0:00:04.197,0:00:09.650
而目前尋找以及研發新藥[br]太過昂貴、耗時

0:00:14.360,0:00:18.074
且大多以失敗收場

0:00:18.074,0:00:20.491
這樣的方式是無效的

0:00:20.491,0:00:25.409
也代表迫切需要新式療法的病人得不到治療

0:00:26.209,0:00:29.707
疾病也就無法被醫治

0:00:29.707,0:00:32.790
我們似乎花越來越多的金錢

0:00:32.790,0:00:36.886
花在研發的每一個十億美元

0:00:36.886,0:00:40.715
都得到更少成功上市的藥

0:00:40.715,0:00:43.932
更多的錢，更少的藥。嗯

0:00:43.932,0:00:45.852
到底發生了什麼事？

0:00:45.852,0:00:48.447
嗯，有多種因素牽扯其中

0:00:48.447,0:00:50.468
但我認為最重要的原因是

0:00:50.468,0:00:52.865
在進入人體臨床試驗之前

0:00:52.865,0:00:59.015
目前用來測試藥物是否有效[br]或是否安全所使用的工具讓我們相當失望

0:01:03.655,0:01:09.034
它們無法預測在人體內會發生的事

0:01:09.034,0:01:13.771
目前有兩種主要的工具

0:01:13.771,0:01:17.812
那就是細胞培養以及動物試驗

0:01:17.812,0:01:21.132
我們先來說說第一種，細胞培養

0:01:21.132,0:01:24.285
好，細胞在我們的身體裡面快樂地工作著

0:01:24.285,0:01:26.340
我們把它們從正常生長環境中取出來

0:01:26.340,0:01:29.289
並丟到這些培養皿的其中之一

0:01:29.289,0:01:30.874
希望它們依然能夠運作

0:01:30.874,0:01:33.067
結果並不意外[br]它們不能

0:01:33.067,0:01:34.729
它們不喜歡那樣的環境

0:01:34.729,0:01:39.037
因為這跟身體裡面的環境完全不同

0:01:39.037,0:01:41.108
動物試驗呢？

0:01:41.108,0:01:46.903
的確，動物能夠提供有用的訊息[br]牠們告訴我們在複雜器官結構中細胞的變化

0:01:49.953,0:01:53.301
我們學到了很多生物學的相關知識

0:01:53.301,0:01:56.199
但是通常來說

0:01:56.199,0:02:03.595
動物模型並無法預測使用某種特定藥物時[br]在人體內發生的事

0:02:03.601,0:02:05.980
所以我們需要更好的工具

0:02:05.980,0:02:07.733
我們需要人體細胞

0:02:07.733,0:02:12.074
但是我們要找到讓它們[br]在體外也能「快樂」的方法

0:02:12.074,0:02:14.980
我們的身體是個動態的環境

0:02:14.980,0:02:16.820
一直在活動著

0:02:16.820,0:02:19.011
我們的細胞也是這樣

0:02:19.011,0:02:24.575
它們也處於動態的環境、感受持續的作用力

0:02:24.575,0:02:28.460
因次如果我們想讓細胞「快樂」的在體外生活

0:02:28.460,0:02:30.986
我們就得成為細胞建築師

0:02:30.986,0:02:38.561
去設計、建造、監控細胞們的另外一個家

0:02:38.561,0:02:42.173
在維斯研究所（Wyss Institute），我們已經做到了

0:02:42.173,0:02:45.197
我們把它叫做晶片上的器官

0:02:45.197,0:02:46.988
我這裡正好有一個

0:02:46.988,0:02:49.803
它真美，對吧？[br]但卻是如此地不可思議

0:02:49.803,0:02:56.961
在我手上的是一個在晶片上[br]會呼吸、活生生的人類的肺

0:02:56.961,0:02:59.089
它不只是美

0:02:59.089,0:03:01.529
它能做強大到令人驚歎的事

0:03:01.529,0:03:05.308
在晶片上的細胞是活的

0:03:05.308,0:03:07.858
且處於動態環境

0:03:07.858,0:03:10.939
能夠和不同種類的細胞交互作用

0:03:10.939,0:03:14.439
有很多人嘗試過在實驗室裡培養細胞

0:03:14.439,0:03:17.595
他們試過很多種方法

0:03:17.595,0:03:20.222
他們甚至試過在實驗室裡培養迷你的器官

0:03:20.222,0:03:21.771
我們並不那麼做

0:03:21.771,0:03:28.001
我們只是在這小小的晶片上[br]創造了最小的功能單位

0:03:28.491,0:03:34.495
這些單位代表了細胞在我們體內所經歷的[br]生化反應、作用機能和機械應變

0:03:37.685,0:03:40.717
它們怎麼運作呢？讓我告訴你們

0:03:40.717,0:03:46.987
我們運用了電腦晶片的技術來創造[br]這些規模和細胞以及生長環境相仿的結構

0:03:50.077,0:03:52.141
其中有三條液體通道

0:03:52.141,0:03:55.853
在中間部分有兼具通透性以及彈性的膜

0:03:55.853,0:03:59.260
在這些膜上我們可以放上人體細胞[br]例如肺部細胞

0:03:59.260,0:04:03.535
下層則有微血管細胞

0:04:03.535,0:04:09.174
然後我們就可以對晶片施加[br]伸展以及收縮這些膜的作用力

0:04:10.684,0:04:16.464
而在中間的細胞就會受到[br]在我們呼吸的時候所承受的作用力

0:04:16.714,0:04:19.874
就如同在我們體內的時候一樣

0:04:19.874,0:04:22.274
最上方的通道有氣流流過

0:04:22.274,0:04:28.122
然後帶有養分的液體會流過血液通道

0:04:28.462,0:04:32.931
晶片是很漂亮，但是我們要怎麼利用呢？

0:04:32.931,0:04:37.006
這些小小的晶片具有相當不可思議的功能

0:04:37.006,0:04:38.512
讓我告訴你們吧

0:04:38.512,0:04:44.449
例如，加入細菌細胞就能夠模擬肺部感染

0:04:44.679,0:04:47.611
然後加入人類白血球

0:04:47.611,0:04:51.570
白血球在我們體內[br]扮演抵抗細菌入侵的角色

0:04:51.570,0:04:54.739
當它們接受到因感染而引起的發炎反應時

0:04:54.739,0:04:59.511
就會經由血管進入肺部並吞嗜細菌

0:04:59.511,0:05:05.069
你們將會看到這個在真正的人類肺部發生的過程[br]發生在這片晶片上

0:05:05.069,0:05:08.612
我們標記了白血球[br]所以你們能夠看到它們正常流過

0:05:08.612,0:05:12.170
當它們偵測到感染時，就會開始黏附（細菌）

0:05:12.170,0:05:17.298
黏附之後，就會試著從血管這一側進入肺部

0:05:17.838,0:05:24.046
如你所見，我們能夠[br]捕捉到單一一顆白血球

0:05:25.286,0:05:29.857
黏附、擺動著穿越細胞層、細胞核

0:05:29.857,0:05:32.278
到達膜的另外一側

0:05:32.278,0:05:37.362
就在這裡，白血球將會[br]吞噬擁有綠色標記的細菌

0:05:37.362,0:05:44.284
在小小的晶片上，你見到了我們身體[br]對感染的最基礎反應

0:05:45.504,0:05:49.274
這就是所謂的免疫反應

0:05:49.274,0:05:51.675
相當令人興奮

0:05:51.675,0:05:54.018
現在我想分享這張圖片

0:05:54.018,0:05:56.656
不只是因為它很美

0:05:56.656,0:06:02.589
也因為它告訴了我們[br]很多細胞在晶片上所發生的事

0:06:02.589,0:06:07.159
它告訴我們這些[br]來自肺部細小氣管中的細胞

0:06:07.159,0:06:10.918
其實有著你能夠想像得到的毛髮狀結構

0:06:10.918,0:06:12.383
這些構造稱為纖毛

0:06:12.383,0:06:15.293
它們的作用是把黏液掃出肺部

0:06:15.293,0:06:16.832
對。黏液。真噁心

0:06:16.832,0:06:19.272
但是黏液其實非常重要

0:06:19.272,0:06:23.312
黏液會抓住顆粒、病毒、潛在過敏原

0:06:23.312,0:06:27.163
而這些纖毛會將黏液清出肺部

0:06:27.163,0:06:31.494
當它們被例如香菸等等破壞的時候

0:06:31.494,0:06:34.302
就沒辦法正常作用，也就無法將黏液清掉

0:06:34.302,0:06:38.119
這會導致支氣管炎之類的疾病

0:06:38.119,0:06:44.057
纖毛以及黏液的清除[br]也和囊性纖維化等嚴重疾病有關

0:06:45.227,0:06:48.777
但是有了這些晶片的功能

0:06:48.777,0:06:53.114
我們就能夠著手尋找新的治療方法

0:06:53.114,0:06:55.066
這些晶片並不侷限於肺

0:06:55.066,0:06:56.950
我們也有了腸道晶片

0:06:56.950,0:06:58.980
就是這個

0:06:58.980,0:07:04.111
我們將人類小腸細胞放進腸道晶片中

0:07:04.111,0:07:09.659
它們會持續蠕動並傳導到所有的細胞

0:07:10.139,0:07:12.697
因此我們能夠模擬許多功能

0:07:12.697,0:07:16.653
就如同你在人類小腸所見的一般

0:07:16.653,0:07:22.854
現在我們可以開始建立腸燥症的模型了

0:07:22.854,0:07:26.847
這種疾病困擾了很多人

0:07:26.847,0:07:32.563
它讓人變得虛弱[br]而且好的治療方法不多

0:07:32.563,0:07:39.076
現在我們正在實驗室裡[br]研發一系列不同的器官晶片

0:07:40.876,0:07:44.295
然而，這項技術的真正強大之處

0:07:44.295,0:07:48.965
在於我們能夠用液體使它們產生連結

0:07:48.965,0:07:55.363
細胞之間有液體流通[br]因此我們可以把多個晶片連結在一起

0:07:55.853,0:08:00.066
形成一個所謂的「人類晶片」

0:08:00.066,0:08:03.075
我們真的很興奮

0:08:03.075,0:08:07.170
我們並不會過度重製人類

0:08:07.170,0:08:12.812
我們的目標是再造足夠的功能性

0:08:13.352,0:08:17.926
讓我們得以更好的預測體內會發生的事

0:08:17.926,0:08:24.284
舉例來說，我們已經可以去探索[br]使用了噴劑藥物後所發生的事

0:08:24.284,0:08:27.270
氣喘病人使用吸入劑之後

0:08:27.270,0:08:31.822
我們可以探尋藥物是如何進入肺部、身體

0:08:31.822,0:08:33.576
會影響哪些器官，例如心臟

0:08:33.576,0:08:35.484
它會改變心跳嗎？

0:08:35.484,0:08:37.125
他有毒性嗎？

0:08:37.125,0:08:39.133
他會經由肝臟清除嗎？

0:08:39.133,0:08:41.285
他會經由肝臟代謝嗎？

0:08:41.285,0:08:43.176
它會經由腎臟排泄嗎？

0:08:43.176,0:08:48.028
我們可以開始研究藥物在體內的動態反應

0:08:48.028,0:08:51.596
這將會是革命性的改變

0:08:51.596,0:08:57.977
不僅僅是針對製藥工業，也會影響很多不同的產業[br]包括化妝品工業

0:08:59.307,0:09:04.150
未來將可以利用我們[br]正在實驗室裡研發的皮膚晶片

0:09:04.150,0:09:10.086
在不需要動物試驗的情況下來測試[br]這些產品裡的成分對皮膚是否安全

0:09:12.676,0:09:18.787
我們可以測試每天都會[br]接觸到的化學製品是否安全

0:09:18.787,0:09:22.518
例如家庭清潔劑裡面的成分

0:09:22.518,0:09:28.650
我們也可以將器官晶片利用在[br]生物恐怖主義以及輻射暴露方面

0:09:31.070,0:09:36.216
我們可以將它們用在伊波拉病毒[br]或是其他致命性疾病[br]例如SARS

0:09:41.356,0:09:46.158
器官晶片也得以改變未來的臨床試驗方式

0:09:46.568,0:09:51.595
目前，平均來說臨床試驗的對象都太單一了

0:09:52.525,0:09:55.851
通常是中年、通常是女性

0:09:55.851,0:09:59.838
你不會看到臨床試驗的對象有孩童

0:09:59.838,0:10:03.385
但是我們每天都會餵孩子吃藥

0:10:03.385,0:10:08.565
而我們所擁有的安全性資料都來自於成人

0:10:10.205,0:10:11.999
孩童並不是成人

0:10:11.999,0:10:15.132
他們可能會有不同於成人的反應

0:10:15.132,0:10:21.060
人群和人群之間也會有遺傳差異[br]這可能會導致有負面藥物反應的危險族群

0:10:25.520,0:10:30.437
想像我們可以把彼此有差異的[br]族群細胞取出並放在晶片上

0:10:30.827,0:10:32.791
並創造一個族群晶片

0:10:32.791,0:10:36.698
這絕對會改變臨床試驗的做法

0:10:36.698,0:10:39.530
而這正是研究團隊正在努力的方向

0:10:39.530,0:10:44.791
工程師、細胞生物學家、醫師[br]所有人正通力合作

0:10:46.561,0:10:50.092
現在 Wyss Institute 已經有了相當不可思議的成果了

0:10:50.092,0:10:52.263
它集合了各方的大成

0:10:52.263,0:10:56.845
生物學影響了工程以及建造的定義

0:10:58.645,0:11:00.048
這真是令人興奮

0:11:00.048,0:11:03.612
我們正和業界進行重要的合作

0:11:03.612,0:11:08.784
例如一家專精於大規模數位製造的公司

0:11:10.584,0:11:14.922
他們將會協助我們製造不止一個[br]而是數以百萬計的晶片

0:11:15.712,0:11:20.270
讓我們得以將晶片交給盡可能多的研究人員

0:11:20.270,0:11:24.486
而這就是這項科技潛力的關鍵

0:11:24.486,0:11:27.023
現在，讓我來介紹我們的儀器

0:11:27.023,0:11:31.630
這台儀器是我們目前實驗室裡的原型

0:11:31.630,0:11:39.316
它能提供我們連結十個[br]或更多的晶片所需要的工程控制

0:11:40.566,0:11:42.795
此外，它也能辦到其它很重要的工作

0:11:42.795,0:11:45.639
它擁有很簡單的使用介面

0:11:45.639,0:11:48.629
因此一個像我一樣的細胞生物學家[br]也可以進到實驗室

0:11:48.629,0:11:52.569
把一片晶片放進[br]像這台一般的原型機卡匣中

0:11:52.569,0:11:57.260
然後把卡匣放進機器裡，就像放 CD 一樣

0:11:57.260,0:12:00.009
插上電並播放。輕鬆容易

0:12:00.009,0:12:02.523
現在，讓我們來想像一下[br]未來可能發生的事情

0:12:02.523,0:12:07.744
假設我能把你的幹細胞放進晶片裡

0:12:10.974,0:12:14.475
這就像是你個人的晶片

0:12:14.475,0:12:17.683
現在在這裡的每個人都是獨立個體

0:12:17.683,0:12:23.760
個體差異代表我們對藥物[br]可能有天差地遠或無法預測的反應

0:12:27.210,0:12:31.598
我個人在幾年前有很嚴重的頭痛

0:12:31.778,0:12:34.191
完全沒辦法搖頭、思考[br]「好吧，我要嘗試些其它方法」

0:12:34.191,0:12:39.489
我吃了一些Advil。十五分鐘以後我就因為嚴重氣喘發作而在前往急診室的路上了

0:12:40.099,0:12:41.929
很明顯地，我並沒有死

0:12:41.929,0:12:47.541
但是很不幸地，有些藥物的負面反應是致命的

0:12:48.711,0:12:50.652
那我們要怎麼避免呢？

0:12:50.652,0:12:53.232
嗯，可預見的是有一天將出現

0:12:53.232,0:12:55.575
Geraldine 晶片

0:12:55.575,0:12:57.324
Danielle 晶片

0:12:57.324,0:12:58.797
你的晶片

0:12:58.797,0:13:01.185
個人化醫療。謝謝

0:13:01.185,0:13:05.339
（掌聲）