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谷歌X实验室生命科学小组负责人安德鲁康拉德(Andrew conrad)正在领导一项疾病早期检测技术的开发，这项技术可以改变现有的医学模式。
有时，崇高的梦想来自最小的突破，小到足以穿梭于人体的血液循环，并在危险发生时及时发出警告。这是安德鲁·康拉德在2013年3月加入谷歌X实验室时提出的愿景，当时他刚刚结束了他传奇般的医学研究生涯。现在，他将向我们展示这些愿景的所有细节，他说，将这些愿望转化为现实的实验正在顺利进行。
基本上，谷歌X正在创造一个疾病早期检测系统，其中包含一些可吸收的特殊纳米粒子，可以在分子水平上定位疾病的症状。一旦纳米粒子找到这些微小的破坏者(比如癌细胞)，它们就会发出信号，这些信号会被它们戴的手镯接收到。早期预警意味着可以尽早发现潜在的致命疾病，以便引起人们的注意，并以最少的治疗结束疾病。安德鲁·康拉德认为，在不久的将来，不管他们是否健康，所有的人都将服用这种药丸并佩戴这种装置。
安德鲁·康拉德过去的成就让我们认真对待谷歌X的这项工作。在20世纪90年代，这位分子生物学家的成就为我们在献血和捐献血浆时检测艾滋病毒或其他病毒节省了大量时间和成本。作为labcorp的首席科学家，他一直在进行开创性的研究，但在谷歌与谢尔盖·布林(sergey brin)等人合作一段时间后，他决定去资金雄厚的高级谷歌X实验室(Google X Lab)进行一些更大胆的研究工作，那里是无人驾驶汽车、谷歌眼镜和谷歌气球等项目的发源地。
安德鲁康拉德领导的谷歌X实验室生命科学部由100多名研究人员组成，包括顶级化学家、科学家、生物学家以及机器学习和数据挖掘专家。早些时候，谷歌发布了一份声明，称谷歌X实验室的生命科学部正在主持一个名为“基线研究”的项目，该项目涉及175名医学和健康专家(后来人员规模扩大了)。这项研究利用基因和分子技术来分析和研究“健康”的含义——以便在早期阶段更好地发现危险的突变。在斯坦福大学、麻省理工学院和其他学院的密切合作下，该项目取得了很大进展。生命科学部的另一个项目是将传感器和微电子芯片植入隐形眼镜，通过检测泪腺中的葡萄糖含量来诊断糖尿病。
安德鲁·康拉德，一个50岁的留着金色山羊胡子的冲浪者，有一种奇怪的幽默感。在与backchannel的一次罕见的采访中，他谈到了他的新项目，并介绍了他的团队在谷歌X实验室所做的工作。以下是采访内容(S是采访者，A是安德鲁·康拉德):
你声称有一个雄心勃勃的项目，包括纳米粒子、可穿戴设备和大数据。这就是你加入谷歌实验室的原因吗？
更多的原因是他们想让我这么做。医疗保健是一个大问题，谷歌X实验室的主要目的就是解决这样一个大问题。谢尔盖·布林对我说:“来谷歌X实验室，尝试一些疯狂的事情，做一些可以改变十倍的事情。”
你有一个传奇的职业生涯。我想你一定有无数的选择。
我当时没有失业，我也不担心这样的问题。事实上，那时我生活得很好。但是加入谷歌也是一个完全创造一些东西的机会，我可以从内心预见到这一点，所以当时我已经完全准备好做出改变。我们知道我们需要寻求外部合作来做这样的事情，但是我认为谷歌X实验室是一个足够大的舞台，我们可以做一些尝试。这是一个做十次改变的想法，非常有趣和有挑战性——你怎么能做能做十次改变的事情呢？它是关于梦想和抱负的。
但是同时，它面临十倍的失败风险，对吗？
是的，但是这样的失败并不可怕，因为即使我失败了，我也可以快乐地退休，我可以回到夏威夷，拼命享受冲浪。所以失败的风险不会吓到我，更不用说有机会做一些真正能影响世界的事情了。
那么告诉我们这个项目是如何开始的。
答:在过去的2000年里，医疗服务一直是一个被动的、面向交易的系统。当你生病时，去看医生。他会给你检查，开处方或者做一些治疗，然后让你回家。但是当人们病得很严重的时候，他们经常在病情非常严重的时候去看医生。事实上，大多数癌症患者是在临床症状出现后的晚期才被诊断出来的。如果某些病人能在癌症的第一阶段被诊断出来，治愈的成功率高达90%。然而，大多数在第四阶段诊断的患者的治愈成功率仅为5%至10%。我们总是在错误的时间诊断癌症，这相当于在换油之前等待钢瓶被拉出来。你可以把它与汽车、飞机或其他复杂系统相比较。事实证明，提前维修工作无疑是一种更好的维修方式。但是到目前为止，由于一些原因，我们还没有注意到西医的事前预防。因此，我们的医疗服务核心理论是有缺陷的。因此，我们应该看看能否通过合作将医疗服务体系从被动模式转变为预防模式。
你是怎么开始这项研究的？
答:我们首先需要了解的是，这种疾病在发展成临床症状之前就已经存在了。它们通常是温和的，不易察觉的，大多数时候人们感觉不到疾病的存在。这意味着对身体的监测必须是连续的，人们必须进行全天候的监测，因为当人们进行年度体检或生病时去看医生——有些人每十年才去看一次医生，他们将失去很多监测潜在疾病的机会。因此，我们需要制造一种可以全天候运行的设备来进行监控。因为连续测量，这就要求设备必须易于佩戴，对吗？你能想象你头上戴着一个六磅重的雷达天线装置，每四秒钟就会刺你一下吗？人民大众不会同意的。
因此，根本的解决办法是跳出上述状态——“胸中有肿瘤才知道要看医生”，借助无创医疗设备，采用关键生物标志物的持续治疗方案。我们可以通过微型电子监控设备做到这一点。我们制作了一个非常小的计算芯片，有36万个传感器，大约相当于一个亮点的大小。在其他解决方案中，一种是功能化纳米粒子。纳米粒子是你能制造的最小的工程粒子。自然法则也在分子或细胞水平上起作用。然而，在过去的两千年里，我们的医学诊断一直停留在器官或组织层面。这不是正确的解决方案。想象一下你在一架飞越巴黎的飞机上是如何描述巴黎文化的。你只能描述这个城市的样子，例如，有一座高塔和一条河流穿过市中心。事实上，这种做法并不能帮助你理解巴黎文化。当我们观察人体的复杂系统时也是如此——你可以粗略地观察这个系统，但是除非你能在微观反应的层面上观察自己，否则你将无法理解它的工作原理。
当我们意识到纳米技术、微电子技术、生物特征的连续测量和其他技术是完全可行的时候，我们提出了这个想法。因此，我们不再需要与那些只说“先验血，三天内有问题我会打电话给你”的医生打交道相反，我们会说，“哦，在过去的一年里，我已经彻底检查了你的血液状况。看来你的肾脏和肝脏表现良好。我没有发现任何肿瘤细胞的迹象。很好，谢谢你！”在谷歌，“星际迷航”是我们的指路明灯，因为他们使用一台名为“三阶”的电脑——你可以和它交谈，它可以回答任何问题。这正是谷歌X真正想要的。我们希望有这样一台三台录音机。有了它，麦科伊博士(星际迷航中的角色)可以挥舞着机器大喊“啊，你得了缬草热。”他只需要在病人的颈部注射几次，病人就会立即好转。我们不会这么做-我们的合作伙伴可以做到。但我们真诚地希望制造一台“三录音机”。
你能描述一下你的系统吗？
答:我们所说的纳米粒子平台的工作机制如下:你吞下一个装有纳米粒子的小胶囊，被身体吸收后进入血液循环系统。这些纳米粒子比红细胞小千分之一。它们很小，可以穿透身体的各个部分。它们在血液系统和免疫系统中流动。它们是非常温和的颗粒--许多这样的纳米颗粒已经通过了fda的成像和填充认证，因为它们的主要成分是氧化铁，就像你每天服用的补铁药片一样。它们可以被蛋白质、氨基酸和dna修饰，从而更紧密地结合到目标物体上。
纳米粒子非常小，普通红细胞的大小相当于2000个纳米粒子。
纳米粒子在血液中迁移，并能与循环系统中的特定细胞如癌细胞紧密结合。
可穿戴设备可以检测纳米粒子，并为医生提供有用的信息。
斯:那么，这些纳米粒子被植入人体后会不会引起一些意想不到的问题呢？
答:没有。事实上，这些纳米粒子已经测试了很长时间，最终确保了它们的安全性。这里有一个技巧。它可以在一些更聪明的细胞的装饰下做一些聪明的事情。
你说你需要修饰这些纳米粒子。我想知道你是怎么做到的。
答:这需要用化学方法。纳米粒子的主要成分是氧化铁。你可以得到一批这些小颗粒，但是你不能清楚地看到单个颗粒，但是你可以拿一勺这些颗粒，把它们和聚合物混合，就像给它们涂上一层涂层一样。有了这种涂层，它们可以附着在其他物体的表面。
所以你有了基因纳米粒子，它可以在表面修饰后用于定位各种疾病标签。
是的。你可以用这些纳米粒子来监测稀有的东西，比如癌细胞，也可以测量普通分子的大小。例如，一旦我们在纳米颗粒的表面涂上一种可以找到钠的物质，钠是一种对肾脏疾病治疗非常重要的普通分子。当钠与纳米粒子接触时，会导致它们发出不同颜色的荧光。当这些纳米粒子聚集在你的手腕上时，戴在你手腕上的装置可以检测到这些变化，我们可以看到它们发光的颜色，这样你就可以知道钠的浓度。再举一个例子，你可以通过手腕上的磁铁判断纳米粒子是否与癌细胞紧密结合。这就像派许多信使到巴黎街头，最后把他们都召回到中央集合点，问他们看到了什么，做了什么，遇到了什么。想象一下，这就是我们试图理解法国文化的方式。
当这些纳米粒子被召唤回来的时候，它们不会挡住我的手腕吗？
答:不。2000个这样的纳米粒子只有一个红细胞那么大。在任何时候，你的手腕上都有数百万个红细胞在运动。如果我们把胶囊中的所有纳米粒子都放在手腕上，可能会有一些轻微的影响。同时，它们是由氧化铁组成的非常强大的磁性纳米粒子。当你移除磁性环境时，它们会失去磁性，消失得无影无踪。坦率地说，你只需要每天一小时把它们记在手腕上，或者每小时一分钟把它们记在手腕上，这取决于你想使用的算法。
错误率是多少？
答:我们必须回到我们的“基线研究”。我们观察了成千上万的健康人，并尽力回答这样的问题:“一个健康的人体应该有多少癌细胞？”我不知道它是零、一还是十。因为我们的身体里可能总是有癌细胞，但是我们的免疫系统会杀死它们。所以如果你真的想做点什么，你需要有真实的数据作为基础。“基线研究”包括大量健康人，以满足此类研究的数据要求。我们还在他们身上安装监控设备，以确保我们知道当有人生病时该做什么。
你现在已经完成了多少数据收集工作？
答:我们积累了如此多的数据，对这件事的可行性充满信心。在谷歌X实验室工厂，我们可以制造纳米粒子，对它们进行修饰，并证明它们可以与我们想要的人工智能系统很好地结合。我们制作了一个可以提取人造血液的模型手臂，并使用设备来监控这些纳米粒子。我们非常擅长选择和监控纳米粒子，同时，我们可以确保它们只与癌细胞相连，而不与其他细胞相连。还记得我刚才提到的钠实验吗？我说的是真实的数据。我们已经制造出可以测量小分子的粒子。
学生:那么你谈谈这个系统的四个组成部分——输出、定位、监控和计算。你明白每个组成部分的意思吗？
是的，我们有许多令人信服的实验来证明这四个部分。
几天前，我和和你一起工作的两个人交谈过，斯坦福大学的萨姆·甘比尔博士和麻省理工学院的罗伯特·兰格博士。他们都对这个项目感兴趣，但强调在产出、监测和其他方面仍有许多挑战。他们长期以来都很乐观，但是他们没有表现出你的肯定。
答:反正我也不想给出一个非常肯定的答案。从实验室认证到体内测试还有很长的路要走。在实验室阶段，我们已经尽了最大努力。我们知道他们中的大多数都是成功的:我们已经非常擅长于修饰和选择纳米粒子，并且已经弄清楚了它们在磁场中的行为。此外，还有许多关于人体的惊人发现，但仍远未将药物植入人体。这项实验必须在公共场所进行，人们将会佩戴这些设备进行基线研究实验。我相信这需要几年时间，但不会超过10年。
你为什么不在动物身上做实验呢？
答:我们不需要动物来做这个实验，因为这些药物是众所周知的。我认为我们有很多证据表明这个提议是正确的，或者至少可能是正确的。但我们仍有很多工作要做，所以我们与斯坦福大学和麻省理工学院合作。最后，我们找到了更多可以帮助我们向前迈出一大步的合作伙伴。
你申请专利了吗？
是的，专利的主要部分将在下个月左右公开。它描述了我们正在讨论的一些非常详细的问题。
这是否意味着你将把这些成果商业化？即使这些是谷歌X的长期计划，你会从外部授权吗？
答:是的，我们的隐形眼镜研究(隐形眼镜是谷歌x实验室开发的一种隐形眼镜，它可以监测糖尿病患者佩戴后眼泪中的含糖量，让患者随时了解自己的血糖水平。就这样，它被授予诺华制药公司，这是一个双赢的局面。诺华在这方面非常擅长。他们进一步开发了隐形眼镜，并通过一些新的药物和诊断方法将其介绍给世界。
你有没有想过在这个过程中会有一些障碍？我可以想象有人会说:我不会让谷歌把东西放进我的身体里。
答:记住，大多数理性的人会让制药公司把东西放进他们的血液里。你不认为吃药就是把东西放进去吗？
史:但是必须区别对待。我头疼。我可以吃药。如果我得了癌症，我需要化疗。但是如果你让一个健康的人吃药并说“这会保护你”，那就是另一回事了。
这是个好主意，但是想象一下第一批参与实验的人...
比如谢尔盖·布林和彼得·泰尔(paypal的创始人和投资者)？
答:(笑声)第一批使用这个的人可能是乳腺癌患者，他们担心复发。一半的病人会在5年内复发，但是如果他们可以早期治疗呢？也许你只需要一个疗程的化疗，而不是八个疗程的化疗。我打赌会有很多乳腺癌患者愿意参与。想象一下，当这些妇女使用设备并输出报告时，她们可以提前八个月监测复发的迹象，并且治疗效果将比过去增加47%。我相信大多数人都会愿意参与。然后是乳腺癌的高发病率。告诉他们你应该参与，即使你还没有得到它。这就是为什么我们需要寻找合作伙伴，而且会有许多优秀的制药公司愿意推广这一概念。我们将成为技术的先锋，我们拥有颠覆性的创新技术，我们正在寻找能够将其发扬光大的合作伙伴。
除了定位和检测已知疾病，这个系统还有什么其他好处？
答:如果我们和我们的合作伙伴能够让这些纳米粒子吸附在肿瘤上，那么我们就有办法处理它们，对吗？
史:这符合我们项目的发展战略？
是的。谷歌X生命科学项目的任务是将医疗服务从被动转变为主动。最终，这个项目将通过疾病预防来延长人类的平均寿命，这样我们就能活得更长更健康。
听起来我们的目标似乎与谷歌的另一家健康企业——卡利科公司(一家由谷歌创立的研究老龄化的公司)的目标一致。目前你和他们有什么合作吗？
这两者之间有一些微妙的区别。calico的目标是追求更长寿，通过研究延缓衰老的方法让我们活得更久。我们的目标是通过治疗威胁生命的疾病来延长大多数人的寿命。
s:从根本上说，为了帮助我延长寿命，你应该先完成前面的任务，然后由印花布来接手？
答:没错！我们帮助您将您的生命延伸到一个阶段，在这个阶段，印花布可以参与并发挥更大的作用。
你收集的所有数据应该被总结和分析以产生新的见解吗？
当然，想象一下斯坦福大学的每个病人都必须使用这个设备。了解病人的新表达和疾病的分子状况是很重要的，这将有助于医生从其他环境中得出不同的结论。如今，医生可以拍着胸脯说，“如果你的指数增加17%，会不会产生实质性的临床效果？”让我看看去年所有增加了17%的病人。嗯，没有人有任何临床后遗症，那么这可能只是你身体里的一点噪音。“如果所有的问题都能以这种方式得到回答，那就太棒了。
你在谷歌已经两年了。你认为在谷歌和其他专业医疗机构做这样的事情有很大的区别吗？
今年三月，它已经两岁了。在第19个月，我们雇佣了100多名科学家来做这项业务。我们建立了一个定制的实验室，设备运行正常，可以生产具有特定功能的纳米粒子。我们已经与麻省理工学院、斯坦福大学和杜克大学建立了合作关系。我们还与诺华等合作伙伴一起提出了一些创新解决方案。我们也在不断尝试基础研究，这将在十年后出现。
还有一件事，你不需要团队成员花很多时间处理没完没了的财务事务。
不，我不需要它。我们有很多钱，但我们会像其他人一样小心谨慎地花钱。我们不需要担心钱，我们所做的只是勇敢的尝试，失败不会让我们不开心。人们会讨厌愚蠢的尝试，但是如果这是一个勇敢而明智的尝试，失败就是一份礼物，因为我们从失败中学到的往往比从成功中学到的多。如果十年前我告诉你，我要造一台能够进行复杂操作的计算机，配备内置无线电、多个传感器和极小的尺寸，你会取笑我的。但是如果我告诉你我可以在十年内建造它，你不会嘲笑我。
十年后我就可以把它戴在手腕上了？
是的。
真的吗？
人们希望如此，我也是
史:五年怎么样？
我相信我们可以找到合作伙伴，他们可以在五年内开始这项工作。我们还有几年的时间。这是一个巨大的工程，任务是如此的雄心勃勃——完全预防疾病，而不仅仅是找到治疗疾病的方法。就好像我们要用防火材料建造一栋房子，而不是提供各种各样的灭火器。电子设备的小型化、形成的功能性纳米粒子和基础研究成果将使我们有可能创造更多的医疗服务设备和发明。
还有一件事——纳米粒子检测是一个项目，隐形眼镜是一个项目，基线研究也是一个项目，所有这些都是我们整体计划的具体表现。一切都很吸引人，有点科幻，但核心是我们的研究实际上是非常系统和有组织的。我们通过有效的机制与大学、医疗服务提供商和制药公司建立了牢固的合作关系。我们引入外部合作是明智的，这样我们就可以完成超出我们能力范围的事情，并且我们将有机会改变医疗保健船空母船的航向。他们都是非常严肃的参与者。我们知道它仍处于起步阶段，但我们将尽最大努力实现更大的梦想，并努力为整个系统做出贡献。
这篇文章是作者独立的观点，并不代表老虎嗅探网络的立场
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