注：谷歌X實驗室開展兩年的生命科學項目一直非常神秘，也極少接受媒體采訪。近日，項目負責人安德魯·康拉德（Andrew Conrad）在接受BACKCHANNEL采訪時詳細解釋了他們這個項目。谷歌X正在開發(fā)一款疾病早期檢測系統(tǒng)——大小只有紅細胞兩千分之一的納米顆粒，通過口服進入血液循環(huán)系統(tǒng)，偵測到癌細胞并與之結(jié)合，然后無聲息地把信息匯報給腕部的穿戴設(shè)備，這個核心由包含36萬晶體管的芯片搭建的設(shè)備將第一時間預警你的健康狀況。該項目最大的價值是將醫(yī)療服務(wù)從傳統(tǒng)的被動應(yīng)對變成了主動預防。這看起來好像是要顛覆整個醫(yī)療行業(yè)。
本文原載medium，作者Steven Levy，由 機器之心 楊子家、赤龍飛、趙賽坡和趙云峰翻譯。
谷歌X實驗室的生命科學團隊負責人安德魯·康拉德（Andrew Conrad）正在領(lǐng)導開發(fā)一款足以改變現(xiàn)有醫(yī)療格局的疾病早期檢測技術(shù)。
有時，遠大的夢想來自于至微的突破，微小到足以穿梭于人體的血液循環(huán)并在危險發(fā)生時及時預警。這便是2013年3月?lián)碛泄装汜t(yī)學研究背景的安德魯·康拉德加盟谷歌X實驗室時所許下的愿景，那時他剛剛結(jié)束了他傳奇般的醫(yī)學研究生涯?，F(xiàn)在他將向我們展現(xiàn)這些愿景中的種種細節(jié)，并表示將這些愿望變?yōu)楝F(xiàn)實的實驗正在順利開展。
基本上，谷歌X正在創(chuàng)造一種疾病早期檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含著一些可被吸收的、特殊的納米顆粒，這些粒子能夠?qū)膊》肿铀降恼髡走M行定位。一旦納米顆粒發(fā)現(xiàn)了這些微小的破壞者（例如癌細胞），它們就會發(fā)出信號，而這些信號會被佩戴的手環(huán)接收。早期預警意味著潛在的致死疾病可以被盡早發(fā)現(xiàn)從而引起重視，使用最低程度的治療手段就能將其終結(jié)。安德魯·康拉德認為在不久的將來，無論健康與否，所有的人都會服用這種（包含納米顆粒的）藥片，佩戴這樣的裝置。
安德魯·康拉德的過往成績使我們不得不嚴肅看待谷歌X的此項工作。在90年代，這位分子生物學家的成就使我們在血液和血漿捐獻時對HIV或其他病毒的檢驗節(jié)省了大量時間和成本。他作為LabCorp的首席科學家一直進行著開創(chuàng)性研究，但在谷歌同謝爾蓋·布林及其他人合作一段時間后，他決定去到有充裕的資金支持、先進的谷歌X實驗室開展一些更為大膽的研究工作，而這間實驗室正是無人駕駛汽車、谷歌眼鏡和谷歌氣球等項目的誕生地。
安德魯·康拉德領(lǐng)頭的谷歌X實驗室生命科學部由超過100名研究人員組成，其中包括頂級化學家、科學家、生物學家以及機器學習和數(shù)據(jù)挖掘的專家。早些時候，谷歌發(fā)表聲明，谷歌X實驗室生命科學部在主持一個叫做“基線研究（Baseline Study）”的項目，該項目有175名醫(yī)療健康專家參與（隨后人員規(guī)模有所擴大）。研究采用基因和分子技術(shù)來分析研究“健康”的含義——這樣可以更好的在早期檢查出預示著危險的變異。在與斯坦福大學、麻省理工學院以及其他學院的緊密合作下，該項目獲得了極大進展。生命科學部的另外一個項目就是將傳感器和微電子芯片植入到隱形眼鏡中，通過檢測淚腺中的葡萄糖含量來診斷糖尿病。
安德魯·康拉德，一個50歲、留著金色山羊胡子的沖浪狂人，有著一種奇怪的幽默感。他在比較罕見的接受BACKCHANNEL采訪時談及了他的新項目，并對他的團隊在谷歌X實驗室所做的事情進行了介紹。以下是參訪內(nèi)容（S為采訪者，A為安德魯·康拉德）：
S：你宣稱有一個雄心勃勃的項目，包括納米顆粒，可穿戴設(shè)備以及大數(shù)據(jù)。這是你加入谷歌X實驗室的原因嗎？
A：更多的原因是他們希望我這么做。健康醫(yī)療是個大問題，谷歌X實驗室的主旨就是要解決這樣的大問題。謝爾蓋·布林對我說：“來谷歌X實驗室吧，嘗試一些瘋狂的事情，做些能有十倍變化的事情。”
S：你擁有傳奇般的職業(yè)生涯，我想你當初一定有無數(shù)種選擇。
A：當時我沒有失業(yè)，也沒有擔心過這樣的問題，事實上我當時過得非常好。但加入谷歌也是一次不折不扣的能夠徹底創(chuàng)造一些事物的機會，我從內(nèi)心里能預見到這一點，所以當時我對做出改變已經(jīng)完全準備好了。我們知道做這樣的事情需要尋求外部合作，但我想谷歌X實驗室是一個足夠大的舞臺讓我們?nèi)プ龀鲆恍﹪L試。這是一個要做出十倍改變的想法，這非常有趣同時也頗具挑戰(zhàn)——你如何做到可以產(chǎn)生十倍改變的事情呢？這關(guān)乎夢想和抱負。
S：但同時也面臨著十倍失敗的風險，是嗎？
A：是的，但這樣的失敗并不可怕，因為即便失敗我也能快快樂樂的退休，我可以回到夏威夷拼命享受沖浪。所以失敗的風險并不能嚇到我，何況還有機會做一些真正能影響世界的事情。
S：那么給我們說說這個項目是怎么開始的。
A：在過去的2000年里，醫(yī)療服務(wù)一直是一種被動的、事物處理型的體系。你生病了以后去看醫(yī)生，他給你檢查一番后開處方或者做一些治療，之后就讓你回家。但是當人們得了重病以后，常常是在病情非常嚴重的時候才會去找醫(yī)生。實際上，大多數(shù)癌癥患者都是在晚期、出現(xiàn)臨床癥狀以后才被確診。有些患者如果在癌癥一期就能被診斷出來，那么治愈的成功率高達90%。但是大多數(shù)在四期才診斷出來的病人的治愈成功率僅有5%到10%。我們總是在不恰當?shù)臅r間確診癌癥，就相當于汽車等到拉缸了才去換機油。你可以把它和汽車、飛機或者其他復雜系統(tǒng)類比，事實證明，事前的保養(yǎng)維護工作毫無疑問是更好的養(yǎng)護模式。但截止到目前為止，由于某些原因，在西方醫(yī)學中我們沒有把注意力放在事前預防上。因此，我們醫(yī)療服務(wù)的核心理論是存在缺陷的。所以，我們要嘗試一下，看能否通過協(xié)作將醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)從被動模式轉(zhuǎn)變?yōu)轭A防模式。
S：你們是如何開始這項研究的？
A：我們需要明白的第一件事就是疾病在發(fā)展到出現(xiàn)臨床癥狀之前就已經(jīng)存在了。它們通常比較輕微、不易察覺，大多數(shù)時間里人們不會感到疾病的存在。這就意味著對身體的監(jiān)測必須是連續(xù)的，人們必須進行全天候監(jiān)測，因為等到人們年度體檢或者生病看醫(yī)生時——有些人十年才去看一次，會失去大量監(jiān)測到潛在疾病的機會。因此，我們要制造出可以全天候運行的裝置來進行監(jiān)測。因為要持續(xù)不斷的測量，所以這就要求該設(shè)備必須是方便穿戴的，對吧？你能想象你在頭上帶著一個重達六磅、帶有雷達天線的裝置，每四秒鐘就扎你一次？人民群眾是不會答應(yīng)的。
因此，根本性的解決措施是從上述狀態(tài)中跳出來——“等到胸部已經(jīng)出現(xiàn)腫瘤才意識到去看醫(yī)生”，我們應(yīng)該采取借助于無創(chuàng)醫(yī)療設(shè)備進行的關(guān)鍵性生物標記的連續(xù)性治療方案。我們可以通過微型電子監(jiān)測裝置做到這些。我們制造出了一個非常小、但擁有36萬個晶體管的計算芯片，它的大小和一個亮點差不多。在其他解決措施中，有一種是將納米顆粒功能化。納米顆粒是你能夠制造出來的最小的工程粒子。自然法則在分子或者細胞層面同樣起作用。但在過去的兩千年中，我們的醫(yī)療診斷還是停留在器官或組織層面。這不是正確的解決之道。想象一下你如何在飛越巴黎上空的飛機上描繪巴黎文化？你只能描述這座城市看上去大概如何，例如那里有座高塔以及有條貫穿市中心的河流。事實上，這種做法是無法幫你了解巴黎文化的。當我們在看待人類身體這個復雜系統(tǒng)時同樣如此——你可以大概觀察到這個系統(tǒng)，但除非你能夠把自己放在發(fā)生微觀反應(yīng)的層面上去觀察，否則你將無法弄清它的工作原理。
當我們意識到納米技術(shù)、微電子技術(shù)、生物特征的持續(xù)測量等這些技術(shù)已經(jīng)完全可行時，我們有了這個想法。因此，我們再也不需要去和那些只會說“先抽血化驗，三天內(nèi)如果發(fā)現(xiàn)有什么問題我會打電話給你”的醫(yī)生打交道了，取而代之的將是“喔，我全面檢查了過去一年里你的血液情況，看上去你的腎臟和肝臟表現(xiàn)不錯，我沒有發(fā)現(xiàn)有任何腫瘤細胞出現(xiàn)的征兆，非常好，謝謝！”在谷歌，《星際迷航》是我們的指路明燈，因為他們使用一個稱作“三錄儀（Tricorder）”的計算機——你可以和它對話，它能回答你任何問題。這就是谷歌X真正在尋求的東西。我們希望擁有一臺這樣的三錄儀，有了它，Dr. McCoy（《星際迷航》人物）就可以一邊揮舞著一個機器一邊喊“啊，你患上了纈草熱?！彼恍枰诨颊叩牟弊由献⑸鋷状?，患者就會馬上好轉(zhuǎn)。我們不會這么做——我們的合作伙伴能夠做到。但我們真心希望能夠制造出一臺“三錄儀”。
S：你能描述下你們的系統(tǒng)嗎？
A：我們談?wù)摰倪@個納米顆粒平臺本質(zhì)上的運作機制是這樣：你吞下一個填充著納米顆粒的小膠囊，它被你的身體吸收后進入血液循環(huán)系統(tǒng)。這些納米顆粒比紅細胞的兩千分之一還要小。它們小到可以滲透到身體各個部位，它們在血液系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)中流動，四處游走。它們是非常溫和的粒子——已經(jīng)有很多這樣的納米顆粒通過了FDA認證來用于造影和填充，因為它們的主要成分是氧化鐵，就像是你每天服的補鐵藥片一樣。它們可以被蛋白質(zhì)、氨基酸和DNA來修飾，從而更加緊密的綁定到目標物體上。
· 納米顆粒非常小，1個普通紅血球大小相當于2000個納米顆粒。
· 納米顆粒在血液中游走，可與處于循環(huán)系統(tǒng)的癌細胞等特定細胞緊密結(jié)合。
· 一個穿戴設(shè)備可以偵測到納米顆粒并向醫(yī)生提供有用的信息。
S：那么，將這些納米顆粒放入人體后是否會引發(fā)一些意想不到的問題？
A：不會。事實上這些納米顆粒已經(jīng)測試了很長時間并最終確保安全。這里有個竅門，它在一些較為聰明的細胞的裝飾下也會做一些聰明的事情。
S：你說你們需要對這些納米顆粒進行修飾，我很疑惑你們是如何做到的。
A：這需要通過化學途徑來完成。納米顆粒的主要成分是氧化鐵。你可以拿到一批這樣的小顆粒，但無法看清楚其中的單獨個體，但你可以取一勺這樣的顆粒與聚合物混合，這就像給它們穿上了一層外衣。有了這層外衣之后，它們才可以附著在其他物體的表面。
S：這樣你們就擁有了基因納米顆粒，在對它的表層做出修飾之后就可以用來定位各種疾病標簽了。
A：是的。你可以用這些納米顆粒來監(jiān)測癌細胞等罕見事物，也可以用來測量常見分子的大小。例如，一旦我們在納米顆粒的表面涂上能夠發(fā)現(xiàn)鈉元素的物質(zhì)——一種對于腎病治療非常重要的常見分子。當鈉元素接觸到納米顆粒時會導致它發(fā)出不同顏色的熒光。當這些納米顆粒在你的手腕處聚集時，你手腕上佩戴的裝置能夠探測到這些變化，我們就可以看到它們發(fā)光的顏色，這樣你就知道鈉元素的聚集程度了。再舉個例子，你通過手腕上的一塊磁鐵就能知道那些納米顆粒是否與癌細胞緊密結(jié)合在了一起。這就如同我們把眾多信使派往巴黎的大街小巷，最后把它們?nèi)空倩刂林行募Y(jié)點，詢問它們看到了什么、做過些什么、遇到過什么情況。想象一下，這才是我們試圖搞懂法國文化所要采取的方法。
S：當把這些納米顆粒召喚回來時，它們不會在我的手腕處造成阻塞嗎？
A：不會的。兩千個這樣的納米顆粒才不過一個紅細胞大小。任何時候，你的手腕處都有成百萬計的紅血球在運動。如果我們把所有部署在膠囊中的納米顆粒召回至腕部，可能會產(chǎn)生一些輕微影響。同時，它們是非常強大的磁性納米顆粒，由氧化鐵元素組成。當你移除磁性環(huán)境后，它們失去磁性從而消失的無影無蹤。坦白來說，你每天只需要把它們召回到腕部一個小時，或者每個小時把它們召集到腕部一分鐘，這取決于你想要使用的算法。
S：那錯誤率是怎樣的？
A：這得說回到我們的“基線研究（Baseline study）”。我們正在觀察數(shù)以千計的健康人群，并竭盡所能的試圖回答類似“一個健康的人體內(nèi)應(yīng)該有多少癌細胞”這樣的問題，是零，一個還是十個，我不知道。因為我們體內(nèi)可能總會存在癌細胞，但我們的免疫系統(tǒng)也會將它們扼殺。所以如果你真的想做些什么，就需要有真實數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)。而“基線研究（Baseline study）”里包含了大量健康人群，以滿足此類研究對數(shù)據(jù)的要求。我們同時也在他們身上裝有監(jiān)測設(shè)備，以確保有人生病時我們知道該做些什么。
S：你們現(xiàn)在完成了多少數(shù)據(jù)采集？
A：我們已經(jīng)積累了很多數(shù)據(jù)，多到我們對這件事的可行性充滿信心。在谷歌 X實驗室工廠，我們可以制造出納米顆粒，對它們加以修飾，證明它們在人工智能系統(tǒng)中能夠與我們希望的東西良好結(jié)合。我們制造了可以抽出人造血液的模型手臂，并使用設(shè)備監(jiān)測這些納米顆粒。我們非常擅長挑選和監(jiān)測納米顆粒，同時還可以保證它們只與癌細胞連接，而不是其他。還記得我剛才提到的鈉實驗嗎？我說的是真實數(shù)據(jù)，我們制造出了可以測量小分子的粒子。
S：所以你談到這個系統(tǒng)的四個組成部分——輸出，定位，監(jiān)測和計算，你是否了解了每個部分的意義？
A：是的，我們有很多具有說服力的的實驗來證明這四部分。
S：前幾天我跟兩個與你共事的人交談，斯坦福的Dr.Sam Gambhir, MIT的Dr.Robert Langer，他們對這個項目都很感興趣，但是強調(diào)了在輸出、監(jiān)測和其他方面仍然存在很多挑戰(zhàn)。他們長期看好，但沒有表現(xiàn)出你這樣的肯定。
A：無論如何我都不想做出非常肯定的回答。從實驗室證明到活體試驗還有很長的路要走。在實驗室階段，我們已經(jīng)盡力了。我們知道大部分都是成功的：我們已經(jīng)非常擅長納米顆粒的修飾和挑選，而且弄清了它們在磁場中的行為。另外還有很多關(guān)于人體的驚奇發(fā)現(xiàn)，但離在人體中植入藥物還很遠。這個實驗必須公開進行，在Baseline研究中人們將戴上這些設(shè)備才能實驗。我相信還要好幾年，但不超過10年。
S：你們?yōu)槭裁床辉趧游锷砩献鰧嶒灒?/strong>
A：這個實驗并不需要動物，因為這些藥物眾所周知。我想我們有很多證據(jù)表明這個提議是無誤的，至少很可能是對的。但是我們?nèi)匀挥泻芏嗍虑橐?，所以我們與斯坦福和MIT合作。最后我們還找到了更多可以幫助我們往前邁出一大步的合作伙伴。
S：你們申請專利了嗎？
A：是的，專利的主體部分會在下個月左右公開，它描述了我們正在討論的一些非常細節(jié)的問題。
S：這是否可以表明你們會將這些成果商業(yè)化？即便這些在谷歌X看來是長遠計劃，你們會將它對外授權(quán)嗎？
A：是的，我們的contact lens研究（contact lens是Google X實驗室開發(fā)的隱形眼鏡，可以在佩戴后針對糖尿病眼淚中所含的糖分進行監(jiān)測，隨時讓病人掌握自己的血糖水平。）就是這樣，授權(quán)給了諾華（醫(yī)藥企業(yè)），這是雙贏。諾華在這方面非常在行，他們進一步開發(fā)contact lenses，并配合一些新藥和診斷方法將其推向世界。
S：你有沒有想過這個過程中會出現(xiàn)一些阻礙？我可以想象出有人說：我不會讓谷歌在我的身體里放東西。
A：記住，大多數(shù)理性的人都會讓醫(yī)藥公司在自己的血液里放東西。你覺得吞藥片這件事情不是在放東西嗎？
S：但這得區(qū)別對待。我頭疼了可以吃一片藥。我得了癌癥就需要化療。但如果讓一個健康的人吃藥并對他說“這個會保護你”，那就是另外一回事了。
A：這是個很好的觀點，但想象一下第一批參與實驗的人們……
S：比如謝爾蓋·布林和皮特·泰爾（PayPal創(chuàng)始人，投資人）？
A：（笑），第一批使用這個的可能是乳腺癌患者，她們擔心會復發(fā)。半數(shù)的患者會在5年內(nèi)遭遇病情復發(fā)，但如果可以及早治療呢？也許你不用8個療程的化療，而只需要一個療程。我敢打賭，會有非常多的乳腺癌患者愿意參與。想象一下，當這些女性使用設(shè)備并輸出報告，她們就可以提前8個月監(jiān)測到復發(fā)的跡象，相較以往，治療效果將提高47%。我肯定大部分人會愿意參與。之后便是乳腺癌的高發(fā)人群，告訴她們即使你們還沒得，也應(yīng)該參與進來。這也是為什么我們需要尋找合作伙伴，會有非常多優(yōu)秀的醫(yī)藥公司愿意推廣這種理念。我們將成為技術(shù)先驅(qū)，我們擁有顛覆性的創(chuàng)新技術(shù)，并且正在尋找能將它發(fā)揚光大的合作伙伴。
S：除了定位和檢測已知疾病，這套系統(tǒng)還有什么其他好處嗎？
A：如果我們和合作伙伴能夠使這些納米顆粒吸附在腫瘤上，那么我們就會有辦法來處理它們，對吧？
S：這符合我們這個項目的發(fā)展戰(zhàn)略？
A：是的。谷歌X 生命科學項目的任務(wù)就是將醫(yī)療服務(wù)從被動反應(yīng)變?yōu)榉e極主動。最終，該項目將通過疾病預防來延長人類的平均壽命，使我們能夠活的更加長久，也更加健康。
S：聽起來好像我們與谷歌另一個健康類企業(yè)Calico（谷歌成立的一家研究衰老問題的公司）在目標上有些重合，你跟他們目前存在合作嗎？
A：兩者之間還是有些細微區(qū)別，Calico的目標是追求更長的壽命，通過研究延緩衰老的方法來使我們活的更久。而我們的目標是通過治療那些威脅生命的疾病來延長大部分人的壽命。
S：從根本上講，在幫我延長壽命這項工作上，你們先完成前面的任務(wù)，后面再由Calico接棒？
A：正是這樣！我們幫你把壽命延長到Calico能夠參與進來并發(fā)揮更大作用的階段。
S：你們收集到的所有數(shù)據(jù)是否都要進行匯總，并通過分析來產(chǎn)生新的洞見？
A：當然，想象一下，斯坦福大學的每個病人都要使用這套設(shè)備。理解病人對疾病新的表述方式和分子情況很重要，這有助于醫(yī)生做出與在其他環(huán)境中截然不同的結(jié)論。如今，內(nèi)科醫(yī)生可以拍著胸脯說：“如果你的某個指標有17%的增長，那么會引起實質(zhì)性的、臨床上的效果嗎？讓我看一下去年所有有過17%增長的病人情況，嗯，沒有人出現(xiàn)任何臨床上的后遺癥，那這可能僅僅是你身體里的一點雜音。”如果所有的問題都能得到這樣的答復，那該是多么神奇的事情啊。
S：你在谷歌有兩年時間了，你是否覺得在谷歌從事這樣一件事情比在其他專業(yè)醫(yī)療機構(gòu)有著巨大區(qū)別？
A：今年三月時滿兩年，在第19個月時，我們已經(jīng)能夠雇傭100多位科學家來從事這項事業(yè)，我們建立起了定制化實驗室，設(shè)備正常運行，能夠生產(chǎn)出納米顆粒并使其具備某些功能。我們已經(jīng)與麻省理工、斯坦福和杜克大學建立起了合作關(guān)系。我們還與諾華公司這樣的合作伙伴共同提出一些創(chuàng)新性方案。我們在基礎(chǔ)研究方面也在不斷嘗試，這將在十年后顯現(xiàn)出來。
S：還有一點，你也不需要團隊人員耗費大量時間去處理沒完沒了的融資事務(wù)。
A：是的，我不需要。我們的資金非常充足，但我們在支出方面也會像其他人一樣謹慎和深思熟慮。我們無需為資金擔憂，我們所做的就是要勇敢嘗試，失敗也不會令我們不悅。人們會對愚蠢的嘗試心生反感，但如果這是一次勇敢的、明智的嘗試，那么失敗就是一種恩賜，因為比起成功，我們往往從失敗中學到的東西更多。如果我十年前告訴你我要制造一臺能夠進行復雜運算的計算機，配備內(nèi)置無線電、多個傳感器，并且尺寸極小，你一定會取笑我。但如果我告訴你我在十年后能造出它，你就不會笑我了。
S：那十年內(nèi)我將可以把它戴在我的手腕上？
A：是的。
S：真的嗎？
A：人們希望如此，我也希望如此。
S：五年呢？
A：我相信我們能找到可以在五年內(nèi)開始從事這項工作的合作伙伴。我們的確還有幾年的路要走。這是一個龐大的項目，任務(wù)也如此宏偉——完全預防疾病而不僅僅是找到辦法來治療疾病。就像是我們要用防火材料來建造房子，而不是提供各種滅火器。電子器件的微型化、成型的具有功能的納米顆粒、基礎(chǔ)研究成果，這些都將使我們創(chuàng)造出更多的醫(yī)療服務(wù)設(shè)備和發(fā)明成為可能。
還有一件事——納米顆粒檢測是一個項目，智能隱形眼鏡（contact lenses）是一個項目，Baseline研究也是一個項目，這些項目都是我們整體計劃的具體表現(xiàn)。其中每件事都極具吸引力并帶點科幻色彩，但核心在于我們的研究實際上非常具有系統(tǒng)性和條理性。我們借助有效的機制與大學、醫(yī)療服務(wù)商、制藥公司建立強有力的合作關(guān)系。我們明智的引入外部合作，因此我們能夠完成一些超出自身能力范圍的事情，我們將有機會改變醫(yī)療健康這艘航空母艦的航向。他們都是非常認真的參與者。我們深知現(xiàn)在還處于起步階段，但我們會盡自己所能來醞釀更大的夢想，也會努力工作來為整個體系做出貢獻。
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誠摯感謝讀者段明輝為本文注釋部分提出修改意見。
