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在医学领域做出大贡献的十位少年
发布时间: 2016-02-26     来源: 创新那点事儿

 

当我国的少男少女们忙着追逐“左手右手一个慢动作”或者幻想把Sunshine照进你们心里时,我们不由得想吐槽:

“怎样?老师作业布置的太少,很闲是吗?

然而也有一些外国年轻人正忙着解决癌症、流感等重大医学难题以及一直困扰人类的其他致命疾病。

这些国外的少男少女从自己平凡生活的遭遇中找到了通往科学的道路。

人们有时候会讨论苹果砸中牛顿是不是偶然,也许看了这些少年的成就我们会有答案。

10 伊桑·曼努埃尔
Ethan Manuell

2015年春,明尼苏达州罗切斯特市的八年级学生伊桑·曼努埃尔去他的肿瘤科医生那里就诊。自从四岁以来,他的左耳就一直戴着助听器。也是这个原因,唤起了他要参加学校科技展览会的欲望。

曼努埃尔想知道空气会对助听器的锌电池造成什么样的影响。在更换助听器电池时,必须撕掉锌电池背面的标签或贴纸。曼努埃尔找到一些旧的玩具虫,然后把它们改装成能使用跟助听器一样型号的电池。

后来通过一系列的试验,曼努埃尔发现,如果撕掉标签让电池暴露在空气中五分钟,那么电池的使用寿命就会延长85%,意味着每次换电池后可以多用一两天,由此每年平均可节省70美元。另外,曼努埃尔还凭借他的这个“五分钟规则”,在学校的科技展览会上捧回最高奖。

9 托尼·汉斯贝里
Tony Hansberry

许多14岁男孩很可能根本没听过子宫切除术,但托尼·汉斯贝里不是普通的14岁男孩。当汉斯贝里在读高中时,他就开发了一种新的更快更安全的术后缝合患者伤口的办法。

汉斯贝里就读于一所专修健康与医学的特殊英才学校,他说自己是在2008年夏季到一所医院实习时得到这个灵感的。在与该中心的行政总监一起工作期间,汉斯贝里提出了利用腔镜手术自动缝合器的一种新办法,这种棒形缝合器上有了两个用于缝合的钳臂。

汉斯贝里提出纵向使用腔镜手术自动缝合器,而以前这种缝合器只被横向使用。汉斯贝里的新方法使得子宫切除手术的伤口缝合更加快捷。由于他的方法已经公开,这个方法已为妇科医生在手术过程中所使用。

汉斯贝里目前在佛罗里达农工大学攻读生物医学工程专业,他说自己以后想要成为神经外科医生。

8 苏曼·穆鲁姆迪
Suman Mulumudi

一天晚上,苏曼·穆鲁姆迪晚餐时跟两人都是医生的父母谈论他们白天遇到的麻烦事。穆鲁姆迪的父亲是一位心脏科医生,他抱怨自己的听诊器并不像希望的那样好使。当患者心跳微弱时,需要患者去做心脏超声波检查,但这项检查既花时间,费用也很高。

于是,15岁的穆鲁姆迪想到了一个能给父亲帮上忙的点子。他用一台3D打印机制作出一款智能手机附加配件,并且开发了一款听诊器应用程序。最终产品被称为“Steth IO”。相比传统听诊器它有两大优点,一个是它的听诊能力更好,另一个是可以在屏幕上显示出心跳的可视图形。

但这并不是穆鲁姆迪在医疗领域的唯一一项发明。他的第二项发明是针对血管成形术,即清理动脉栓塞、扩张血管的手手术。在手术过程中,病灶需要用支架撑起来。放置这些支架是一项艰巨的任务,因为医生必须估计病灶有多大。如果出错,病人只能反复入院接受治疗。为了更好地估量病灶,穆鲁姆迪开发了他利用三维打印机制作的另一款设备——LesionSizer。这款设备有助于心脏科医生在不改变手术方法的情况下估量病灶。

穆鲁姆迪在发明了Steth IO之后,于2014年5月受邀在美国著名脱口秀节目《今夜秀》中出镜。穆鲁姆迪目前在西雅图久负盛名的私立学校湖滨中学就读。该校的著名毕业生包括比尔·盖茨和保罗·艾伦。

7 艾莱娜·西蒙
Elana Simon

纽约的艾莱娜·西蒙年幼时就饱受严重胃痛煎熬。为此她看过很多医生,但在12岁之前,没有人知道她究竟得了什么病。就是12岁那年,她被诊断出患有一种罕见的肝癌——纤维板层型肝癌。

西蒙活了下来,但她只是很幸运。患上这种癌症的病人只有32%能在确诊后活过五年。治疗这种癌症的一大难点在于,等到被诊断出来时癌细胞往往已经扩散了。有关这种疾病的研究也因其病例罕见而相当有限。在美国,每年大约只有60个确诊病例,而且多数为35岁以下的女性。

在2013年西蒙18岁的时候,她在寻找高中生实习机会时萌生了通过对纤维板层样肝癌细胞进行基因测序来发现致癌基因突变的想法。她与当过治好她的外科医生合作,号召其他病人寄送出肿瘤样本。通过对15个样品进行基因测序,他么发现15个样本都存在同一种嵌合体——两个联结并形成一种独特蛋白质的基因。要证实这种嵌合体正是导致纤维板层型肝癌的罪魁祸首,眼下还需要进行更多的研究,但这方面的进展看起来很有希望。

2014年2月,由西蒙合著的一篇论文发表在著名的《科学》杂志上。此外,西蒙还在电视节目《奥兹医生秀》中亮相,并且在白宫受到奥巴马总统接见。目前,西蒙正在哈佛大学攻读计算机科学。

6 杰克·安德拉卡
Jack Andraka

胰腺癌因为扩散速度快,死亡率在所有癌症中位居前列。其样本需要送到专门的实验室进行检验,很费时间,容易耽误病情。哪怕是送到实验室,检测技术还是60多年原地踏步,所以也不是很可靠。这实在让14岁的美国男孩杰克·安德拉卡感到烦恼,他家里的一位挚友就死于胰腺癌。于是他开始在网上搜索有关胰腺癌的信息,并且试图找出胰腺癌的生物标志物。

安德拉卡发现生物标志物之后,便向美国各地的癌症研究人员寄出200套包括他的检测方法、预算和时间表的材料。他收到199封拒绝信——有些回信强烈批评了他的设想,但休斯顿得克萨斯大学MD安德森癌症中心胰腺癌研究主管阿尼班·梅特拉博士同意帮助安德拉卡。

在接下来的七个月里,安德拉卡利用放学后和周末的业余时间,开发出一种检测间皮素异常高含量水平的测试办法。间皮素是人体在胰腺癌最早而且最可治疗阶段产生的蛋白质。安德拉卡说,他的检测可以在五分钟内得到结果,比传统检测要准确得多,而且费用仅需50美元而不是数百美元。除了胰腺癌之外,这种检测方法也应有助于在早期就检查出卵巢癌、乳腺癌和肺癌。

2012年,当时年仅15岁的安德拉卡将的此项突破公诸于众,他应美国第一夫人米歇尔·奥巴马的邀请出席奥巴马总统的国情咨文讲话。此外,他还赢得了价值10万美元的史密森美国独创力大奖。这种检测方法目前处于临床前试验阶段,而安德拉卡在2015年被斯坦福大学录取。

5 布列塔尼·温格
Brittany Wenger

佛罗里达州萨拉索塔市的布列塔尼·温格说,她在读七年级的时候就爱上了计算机科学。吸引她注意力的一个领域是人工智能。在了解了有关人工智能的知识之后,于是她开始学习如何编程。温格人生中的另一个重要时刻发生在她读十年级的时候,那时她的表姐被诊断出患有乳腺癌。正是在那段时间里,得过乳腺癌的女性比例高达八分之一。温格当时正在开发一款可以玩足球的人工智能系统,但她调整了方向,决定开发一中可以诊断乳腺癌的人工智能系统。

在与表姐谈话期间,温格发现,侵入程度最小、成本最低而且速度最快的乳腺癌诊断方法是细针抽吸活检。问题是这种方法并不很准确,所以许多医生不愿采用这种方法。为了使细针抽吸活检更加有效,温格设计了一个名为Cloud4Cancer的人工智能程序,用来对FNA样本进行细致比对,找出肉眼无法识别的癌细胞特征。她的程序对恶性肿瘤的识别度达到99.1%,由此大幅提高了细针抽吸活检的可靠性。
温格在2012年的谷歌科技博览会上获得大奖,此外,她还应邀前往白宫接受奥巴马总统接见。温格目前就读杜克大学,她希望成为儿科肿瘤学家和研究科学家。

4 塞丽娜·法萨诺
Serena Fasano

在第三世界国家里,由大肠杆菌引起的腹泻是一个灾难性的问题。平均而言,每年有六百万人死于腹泻,其中大多数人还不到两岁。2003年,当13岁的塞丽娜·法萨诺坐在位于马里兰州的家中时,还不知道这点。她在读酸奶瓶上的成分表时,偶然发现一个她不认识的成分——一种叫做乳酸菌的细菌。这开启了她对酸奶中细菌的兴趣,并且促使她为参加学校科技展览会而着手自己的第一个实验。

塞丽娜的父亲是马里兰大学医学院粘膜生物学研究中心的主任,所以能给她弄来大肠杆菌的样本。她把这些样本混入到酸奶中,结果是混入酸奶最多的样本大肠杆菌量最少。这项发现使她在学校和地区获得最高奖,但对于法萨诺而言那只是个开始。

在接下来的三年里,法萨诺与马里兰大学医学院的一位医生合作,试图找出究竟是酸奶中的哪种成分杀死了大肠杆菌。她发现,乳酸菌会分泌一种可以杀死大肠杆菌的物质。她得以将该物质分解成五个成分,其中一个成分——一种之前未被发现的蛋白质——似乎对大肠杆菌最具杀伤力。2006年2月,她在这种蛋白质方面获得了一项专利。法萨诺目前正在纽约市从事健康教育工作。

3 乔·兰多利纳
Joe Landolina

在美国,45岁以下的人的首要死因是创伤,而这是所有美国人的第四大死因。创伤如此致命的一个主要原因是内脏会受伤。如果内脏受伤,就很难止血,因为止血带或压按等救生手段无法用在受伤的内脏上。

2011年,17岁的乔·兰多利纳想要解决这个问题,他参加了纽约大学举办的商业竞赛,作为参赛的唯一一位大一学生与众多博士生和MBA研究生对擂。他的商业构想是开发一种可以封住伤口的有机凝胶或泡沫橡胶。

他的构想获了奖,在接下来的三年里,兰多利纳致力于开发一种注入血液或组织后可以凝结的植物性凝胶。他的产品称为VetiGel,在血液凝固过程中通过使用一种关键的蛋白质来形成一个网格。兰多利纳的凝胶可以在20秒内封住内部或外部伤口。此外,由于这种凝胶是植物性的,它可以在伤口愈合后留在体内被自行吸收掉。

VetiGel目前经美国食品药物管理局批准可用于动物身上,但兰多利纳说,这款产品在2016年可能会获准用于人体。兰多利纳希望VetiGel可供广泛使用,包括在世界各地用在急救包之中。

2 埃里克·陈
Eric Chen

虽然流感可能会让人们想到学生请假在家养病然后猛看电视消磨时间,但流感病毒其实是一种致命的疾病,而且在任何时候一种突变都可能会导致一场瘟疫。在2009年,埃里克·陈认识到这点,那时他只有13岁。他住在加州圣迭哥,而有关H1N1流感病毒的消息在世界各地广受报道。想要有所作为的埃里克开发了一款电脑程序,用以帮助他研究这种流感的生物数据。

埃里克当时在寻找一种叫做“流感核酸内切酶”的蛋白质的抑制剂,这种蛋白质会导致流感具有传染性。识别出这些抑制剂并把它们当作攻击目标就可杀死病毒,因为倘若病毒无法继续传染,那么也就没了生存土壤。利用他设计的程序,并且借助一间湿式实验室,埃里克得以把五十万种可能的抑制剂缩减至仅仅六种。埃里克现在希望研究人员将能根据他的成果开发出抗病毒药物,这将有助于治疗、治愈甚至预防流感爆发。

埃里克在2013年17岁的时候,提交了自己的研究结果,并且相继在谷歌科学博览会、英特尔科学人才搜索奖和西门子数学科学技术竞赛中获奖。他目前就读哈佛大学,主修数学和计算机科学。

1 安吉拉·张
Angela Zhang

安吉拉·张在加州库比蒂诺读高一的时候,就开始阅读有关生物工程的研究论文。这些论文对于安吉拉而言有点难懂,但她发觉自己喜欢阅读它们,因为她觉得这就跟解谜游戏一样有趣。

等到她读高二的时候,她获准在斯坦福大学的一个实验室里工作。高三时,她心中就已酝酿出一个远大的理想——治愈癌症,并因此开始了自己的研究。到了高四,她已经在闲暇时间里撰写了自己的研究论文,论述她自己有关如何治愈癌症的理论。她的想法是将聚合物与抗癌药物相混合。聚合物会粘附纳米颗粒。这些纳米颗粒转而会被注射到体内,在体内粘附癌细胞。然后,当患者接受核磁共振检查时,医生会精准地看到癌细胞在体内的位置。安吉拉认为,如果红外线照射到癌细胞,那么聚合物会融化并释放药物。用这种方法既能杀死癌细胞,又不会影响健康的细胞。而根据对小白鼠进行的试验显示,肿瘤几乎完全消失。

2011年,安吉拉参加美国全国数学科学技术竞赛,并赢得了最高奖——那是10万美元奖学金。 2012年2月,17岁的安吉拉受邀参加白宫科学展,在那里她向奥巴马总统介绍了她的构想。

安吉拉目前就读哈佛大学,攻读生物医学工程学位。此外,夏季她还会待在斯坦福大学,在那里她继续研究她的理论。

 

这些疾病发生在他们身上,却给人类带来了福音。

 

翻译 / 陈玮
Source:
《Listverse》

 

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