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這12個科幻電影般的發明,將改變2020年的醫療與健康產業

2019/12/03 , 評論
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Photo Credit: Reuters/達志影像
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文:TIME STAFF
譯:劉松宏

口袋大小、袖珍型超音波儀器的價格比醫院的機器便宜50倍(還可以連接到你的手機)。虛擬實境的技術可以加快復健速度。在檢查肺部腫瘤方面比醫學專家更優秀的人工智慧。這些都是目前以驚人速度轉變醫學領域的一些創新發明。

沒有人能夠預知未來,但至少可以利用以下12種新發明和概念窺見一斑。如同發明的人一樣,這些創新發明也立於醫療保健的先驅地位。以下列表並非盡覽無遺,亦不是僅此而已,下列只是一部分可能在2020年重寫公共衛生和醫學的代表發明物。

大衛・亞伯尼(David Abney):由無人機遞送的醫療用品

自三月以來,國際快遞公司美商優比速(UPS)一直在進行一項名為Flight Forward的實驗計劃,該計劃使用無人機在北卡羅來納州羅里市一家醫院的兩間分院之間(相距150碼)運送包括血液或人體組織在內的重要醫療樣品。

雖然跑得很快的長跑選手幾乎可以像無人機一樣迅捷地跑完這段距離,但是作為一項概念驗證計劃,它成功了。美國聯邦航空管理局(FAA)於10月批准了該公司在接下來兩年內將此計畫擴大到全美國的20家醫院。該服務項目的UPS執行長大衛・亞伯尼(David Abney)說道:「我們希望UPS的Flight Forward計畫總有一天能成為我們公司重要的一部分。」該服務將提供尿液、血液和組織樣本以及藥物和可輸送血液等醫療必需品。

在開拓空運方面,除了UPS,Google母公司Alphabet旗下的無人機送貨服務公司Wing同樣獲得了FAA類似但卻限制更多的批准,可以同時為連鎖藥局沃爾格林(Walgreens)和聯邦快遞(FedEx)遞送產品。在迦納共和國(Ghana)和盧安達(Rwanda),由矽谷創業公司Zipline公司經營的無人機已經在向鄉村遞送醫療用品。

克莉絲汀‧萊姆克(Christine Lemke):最龐大的大數據

全世界有75億人口,其中有數千萬人使用智慧型手錶等可穿戴設備,或是血壓計等更傳統的設備來追蹤身體的健康狀況。如果有一種方法可以匯集多達數百萬人的所有數據,並使其全部匿名但可以檢索,那麼醫學研究人員將擁有強大的工具來進行藥物研發、生活方式研究乃至更多用途。

總部位於加利福尼亞州的大數據公司Evidation開發了這種工具,能夠從300萬名志願者中取得的資訊提取數萬億個數據點。Evidation與賽諾菲(Sanofi)和禮來公司(Eli Lilly)等製藥廠商合作以解析這些數據;這項工作已經促成數十項經過同行評審的研究,其中主題涉及從睡眠、飲食到認知健康模式等。對於Evidation正在執行項目之一的創始者克莉絲汀‧萊姆克(Christine Lemke)而言,觀察新技術是否能夠有效測量慢性疼痛是出於個人原因:萊姆克患有罕見的遺傳疾病,會引起頻繁的背痛。

Evidation正在與布萊根婦女醫院(Brigham and Women’s Hospital)合作進行該項目。

Big Data
Photo Credit: Escola Santa Anna @ Flickr CC BY ND 2.0
道格‧梅爾頓(Doug Melton):糖尿病的幹細胞療法

第一型糖尿病影響了125萬個美國人,但其中兩個人尤其受到哈佛生物學家道格・梅爾頓(Doug Melton)的關注:他的女兒艾瑪(Emma)和兒子山姆(Sam)。

第一型糖尿病的治療方式可能涉及終生謹慎飲食、注射胰島素以及每天進行數次的血糖測試。梅爾頓(Melton)找到了另一種方法:使用幹細胞創建能夠產生胰島素的替代β細胞。他從10年前就開始著手這項工作,當時幹細胞的研究激起了大眾的希望和爭議。2014年,他與其他人共同創立了生技公司Semma Therapeutics(名稱取自Sam和Emma)來開發這項技術,並於今年夏天被福泰製藥公司(Vertex Pharmaceuticals)以9.5億美元的價格收購。

該公司已經創造了一種小型可植入體內、能夠容納數百萬個替換β細胞的儀器,使得葡萄糖和胰島素能夠通過並將免疫細胞杜絕在外。梅爾頓說道:「如果這個儀器在人體中能夠像在動物實驗中一樣發揮作用,那麼人們將可能永不會再罹患糖尿病,糖尿病患者也能夠跟我們這些沒有糖尿病的人一樣自由飲食玩樂。」

阿巴西‧埃內‧奧本(Abasi Ene-Obong):一個更具多樣性的全球生物資料庫

一項主流局限性可能會阻礙個人化醫學時代的發展:擁有白種人血統的人數在全球人口中佔少數,但在人類基因組研究中卻佔了將近80%,這件事會在藥物研究方面造成盲點。

34歲的阿巴西‧埃內‧奧本(Abasi Ene-Obong)博士創立了54gene以改變這一現況。這家總部位於奈及利亞(Nigeria)、以非洲的54個國家命名的創業公司從整個非洲大陸中的志願者購買基因素材,使得藥物研究與發展更加公平合理。54gene同樣意識到非洲殖民剝削的醜陋歷史,如果其他公司透過非洲人基因研發出可銷售的藥物進而獲得利潤的話,非洲也應該從中受益:因此在與其他公司合作時,54gene會優先考慮那些將非洲國家納入營銷計劃的藥物公司。

埃內‧奧本說道:「如果我們成為藥物發明路徑的其中一部分,那麼或許我們也能成為將這些藥物運往非洲之路的一部分。」

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Photo Credit: Reuters / 達志影像
肖恩・帕克(Sean Parker):一種顛覆性的癌症研究方法

新經濟的最初顛覆者之一將其能力帶入了醫學研究領域。由音樂分享網站Napster聯合創辦人、前臉書總裁肖恩・帕克(Sean Parker)建立的帕克癌症免疫療法研究所(The Parker Institute for Cancer Immunotherapy)是各大頂尖機構組成的關係網絡,包括紀念史隆・凱特靈癌症中心(Memorial Sloan Kettering)、史丹福大學、MD安德森癌症中心等等。

其目標,是要找出並消除傳統研究中創新發明的各種阻礙。例如,所有參與研究的機構都已同意接受任一個別機構的審查委員會批准決定,帕克說道:「這使得我們能夠在數周內,而不是數年內,進行重大的臨床試驗,而且成本也較低。」也許最重要的是,帕克希望以其市場敏銳度來為該項目注入靈感,他說道:「我們會依循研究人員的發現,然後將我們的資金投入到商業化中。」之後便可以透過授權產品,或將其分拆成一家公司。

自2016年成立以來,該研究已經讓11個項目進行臨床試驗,並協助了約2000篇研究論文的完成。

湯馬斯・雷登(Thomas Reardon):可以讀懂你思緒的腕帶

一個男人戴著看起來十分厚重的黑色手錶、盯著面前的電腦螢幕上一隻小小的數位恐龍跳過障礙物。男人的手一動也沒動,但是他正在控制著恐龍——用頭腦來控制。

他手腕上的設備是CTRL-kit,幾乎可以在人們想到某個特定動作的同時立即檢測出從運動神經元沿著手臂肌肉傳到手部的電脈衝。設備製造商CTRL-Labs的執行長兼聯合創始人、該裝置的製作者湯馬斯・雷登(Thomas Reardon)說道:「我希望機器來執行我們想讓其完成的事,並且也希望我們不要被機器所奴役。」

神經科學家里爾登(Reardon)表示智慧型手機時代的彎腰姿勢和敲擊按鍵代表「人類倒退了一步」,他在過去帶領了微軟公司(Microsoft) 網頁瀏覽器(Internet Explorer)的開發。雷登表示這項技術可以為中風或截肢患者以及帕金森氏症、多發性硬化症和其他神經退化性疾​​病患者開闢新的復健和溝通形式。

喬納森・羅斯伯格(Jonathan Rothberg):口袋內的超音波儀器

全球有超過40億人口無法享有醫學成像的技術——這些人將可以從手持超音波設備Butterfly iQ中得益。

耶魯大學遺傳學研究員、連續創業家喬納森・羅斯伯格(Jonathan Rothberg)想出了如何將超音波技術應用到晶片上的方法,不是使用醫院中價值十萬美元的機器,取而代之的是使用一個可以連接到iPhone應用程式、價格2000美元的隨身物品,這個儀器也於去年開始向醫療專業人員出售。

羅斯伯格說道:「我們的目標是將產品銷往150個可以負擔得起的國家。而蓋茨基金會(Gates Foundation)正於53個負擔不起的國家/地區分發這項產品。」這項設備不如大型機器一樣精確,也無法在世界的繁榮地區取代真正的機器,但這項儀器可以使掃描變得更加方便。羅斯伯格說道:「曾幾何時,溫度計僅能用於醫療用途、血壓帶僅能在醫療中心使用,而現在民主化健康照護能夠在多個層級中實現。」

Gynaecologist Patel carries out an ultrasound examination on a surrogate mother at the Akanksha IVF center in Anand town
Photo Credit: Reuters / 達志影響
莎拉維亞‧謝堤(Shravya Shetty):診斷癌症的人工智慧

肺癌的症狀通常要到晚期才會出現,但這個時期已難以治癒。以電腦斷層掃描對高危險族群進行早期篩檢可以降低死亡風險,但也具有電腦斷層本身的風險。美國國立衛生研究院(National Institutes of Health)發現,接受放射線成像掃描的患者中有2.5%被放射科醫生誤診為偽陽性後,接受了不必要的侵入性治療——有時甚至會產生致命的後果。

莎拉維亞‧謝堤(Shravya Shetty)認為人工智慧可能是其解決方案。謝堤是Google Health團隊的研究負責人,該團隊在過去兩年中建立了在診斷肺癌方面優於放射科醫生的AI系統。在接受超過45000次患者電腦斷層掃描的訓練之後,Google的演算法比由六名放射科醫生組成的控制組多檢驗出了5%的癌症病例,也降低了11%的偽陽性病例。

謝堤表示雖然早期的結果令人興奮,但「事實本身與其可能性之間仍存有相當大的差距。正是這種潛在的衝擊促使我不斷前進。」

喬安娜・席爾茲(Joanna Shields):可以閱讀所有科學論文的人工智慧

每年有超過200萬篇經過同行評審的研究論文發表——對於任何一個科學家來說都過於繁多且難以消化,但是機器卻沒有這項人為限制。BenevolentAI創建了可以搜索研究論文、臨床試驗結果和其他生物醫學訊息來源的演算法,以找尋過去被忽視的基因、藥物和疾病之間的關係。

在加入BenevolentAI之前,BenevolentAI的執行長喬安娜・席爾茲(Joanna Shields)是谷歌和臉書等公司的高層,也是英國的網路安全部長。科技業在保護年輕人免於受到剝削和網路濫用方面的過失經常受到批評,席爾茲認為BenevolentAI是充分利用科技力量的機會。席爾茲說道:「我們所有人都有被診斷罹患無法治癒疾病的家庭成員或朋友。除非我們將科技革命的規模和原理應用於藥物發現和開發,否則我們將無法在近期看到這種結果的轉變。」

肖恩・斯洛文斯基(Sean Slovenski):醫療保健的沃爾瑪化

每當這間全球最大的零售商將其巨大的足跡瞄準一個新興市場時,地面都會為之動搖。

沃爾瑪(Walmart)於九月開設了第一家健康中心,是一家客戶可以在這裡獲得初級照護、視力檢查、牙齒檢查和根管治療,甚至實驗室檢測、照X光和心電圖、醫療諮詢以及健身和飲食課程的醫療商場。使用價格無需保險即可負擔得起(每年體檢費用僅30美元; 諮詢費用則是45美元),而其潛力無窮。

「每周約有一半的美國人都將進入沃爾瑪」前哈門納公司(Humana)的主管肖恩・斯洛文斯基(Sean Slovenski)說道:「我剛進入這行的時候……我認為這不可能成真。」他去年加入沃爾瑪領導醫療保健的推廣工作。如果這個概念傳播開來,那麼在各個層面上都將產生衝擊。例如沃爾瑪的商品供應商、醫師和其他醫學專家可能需要調整自己以適應零售商的每日低價。然而穆迪分析師查爾斯・歐謝(Charles O'Shea)仍然警告道:「醫療保健比販賣食品要難上好幾倍。」

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Photo Credit: Unknown@Wikimedia Commons CC BY-SA 3.0
查爾斯・泰勒(Charles Taylor):3D數位心臟

對於被懷疑有心臟問題的許多人來說,侵入性的心導管檢查對於診斷動脈阻塞或狹窄是必要的。接下來,醫生必須從包括氣球血管擴張術和支架置放術在內的多種選項中選擇改善血液流動的最佳方法。

史丹福大學前任教授查爾斯・泰勒(Charles Taylor)創立了HeartFlow,目的在幫助患者避免侵入性診斷程序並改善治療效果。該公司的系統創建了可以旋轉和放大的個人化3D模型,因此醫生可以在螢幕上模擬各種方法。在某些情況下甚至可以幫助你完全避免侵入性手術。杜克大學心臟科醫師馬尼許‧巴特爾(Manesh Patel)在美國心臟病學會三月的會議中說道:「透過將HeartFlow添加進我們用於診斷穩定型冠心病的可用資源中,我們能夠在評估風險時為患者提供更好的照護。」

伊莎貝爾・凡・德基爾(Isabel Van de Keere):虛擬實境中的復健療程

2010年的某一天,伊莎貝爾・凡・德基爾(Isabel Van de Keere)上班時,一盞鋼製燈具從天花板滑脫墜落在她身上。這起事故使得這位在比利時出生的生物醫學工程博士,凡・德基爾(Van de Keere)頸椎受損並罹患嚴重的眩暈症,需要三年密集的神經學復健。她不間斷地練習相同、乏味的運動數十次,但進展得卻如此緩慢、難以察覺。

而如今,現年38歲的她是Immersive Rehab的創辦人兼執行長,Immersive Rehab是一家總部位於倫敦的創業公司,其目標是使用虛擬實境的技術來改變神經復健的體驗。透過加大患者可以嘗試的運動範圍和類型,VR創造出更多善用大腦可塑性和修復神經路徑的機會;提供照護人員可用於測量程度和調整計劃的數據量;並改善單調、令人沮喪的復健經歷。自願者受試者和治療師的回饋均頗具希望;該公司目前正準備在美國和歐洲進行臨床試驗。

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責任編輯:丁肇九
核稿編輯:翁世航

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