日前，全球知名的《麻省理工科技評(píng)論》（MIT Technology Review）在官網(wǎng)上公布了年度全球“35歲以下科技創(chuàng)新35人”榜單（35 innovators under 35）。共有11名生物醫(yī)藥行業(yè)的年輕領(lǐng)袖上榜。今天，藥明康德內(nèi)容團(tuán)隊(duì)將為大家介紹這些生物醫(yī)藥行業(yè)的未來之星。訪問https://www.technologyreview.com/innovators-under-35/2020/即可查看完整榜單。

Omar Abudayyeh，30歲 麻省理工學(xué)院

Abudayyeh博士師從著名CRISPR基因編輯技術(shù)先驅(qū)之一，Broad研究所的張鋒教授。自從在21世紀(jì)初被發(fā)現(xiàn)以來，CRISPR基因編輯系統(tǒng)不但在基礎(chǔ)科學(xué)研究，而且在創(chuàng)新療法開發(fā)方面得到廣泛的應(yīng)用。而Abudayyeh博士關(guān)于Cas13酶的研究工作，為將CRISPR基因編輯技術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)楦哽`敏度的精確分子診斷檢測(cè)奠定了基礎(chǔ)。

初創(chuàng)公司Sherlock因此成立，其核心技術(shù)之一就是利用Cas13酶在識(shí)別特定RNA序列后，能夠切碎任何其它RNA序列的獨(dú)特性質(zhì)，開發(fā)新一代分子檢測(cè)。在COVID-19爆發(fā)以后，Abudayyeh博士和張鋒教授以及其它合作伙伴一起，開發(fā)出基于CRISPR基因編輯技術(shù)的新冠病毒檢測(cè)。在今年5月，他們還發(fā)布了稱為STOPCovid的簡(jiǎn)易版檢測(cè)流程。研究團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是利用CRISPR技術(shù)，開發(fā)一款不需要儀器，能夠在家中使用的新冠病毒檢測(cè)。

Christina Boville，32歲 Aralez Bio

Christina Boville博士曾是2018年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主Frances Arnold教授實(shí)驗(yàn)室的博士后。Frances Arnold教授因?yàn)樵诘鞍酌付ㄏ蜻M(jìn)化方面的卓越貢獻(xiàn)在2018年獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。蛋白酶定向進(jìn)化能夠以天然存在的蛋白酶為起點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行改造，讓它們幫助完成特定化學(xué)反應(yīng)。在2019年，Boville博士與Frances Arnold教授，以及David Romney博士聯(lián)合創(chuàng)建了Aralez Bio公司。該公司通過酶定性進(jìn)化開發(fā)出的新蛋白酶能夠幫助催化合成非天然氨基酸。這些非天然氨基酸在幾十種暢銷藥物中得到應(yīng)用。

Aralez Bio公司的酶催化生產(chǎn)過程不但能夠?qū)⑨t(yī)藥產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)化合物的時(shí)間從幾個(gè)月縮短到幾天，而且能夠?qū)⒗速M(fèi)減少高達(dá)99%，并且將能源消耗減半。

Leila Pirhaji，34歲 ReviveMed

人體中存在著超過10萬種不同的代謝產(chǎn)物，這些代謝產(chǎn)物與我們的新陳代謝息息相關(guān)，展示我們的基因和生活習(xí)慣對(duì)身體的影響。它們包括常見的血糖和膽固醇，也有只在患病時(shí)出現(xiàn)的少見分子。然而，常規(guī)發(fā)現(xiàn)和分析代謝物的方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且患者體內(nèi)只有5%的代謝產(chǎn)物能夠被常規(guī)技術(shù)發(fā)現(xiàn)。

Pirhaji博士開發(fā)出一種使用機(jī)器學(xué)習(xí)的技術(shù)平臺(tái)，讓這個(gè)過程更為迅速。她首先構(gòu)建了一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，容納了代謝產(chǎn)物的所有已知信息以及它們?nèi)绾闻c不同蛋白和其它分子相互作用。然后她的團(tuán)隊(duì)從患有已知疾病的患者體內(nèi)獲取組織和血液樣本，并且分析其中的代謝產(chǎn)物。

這一平臺(tái)能夠通過分析數(shù)據(jù)，理解疾病和代謝產(chǎn)物之間的復(fù)雜關(guān)系，并且利用這些信息開發(fā)創(chuàng)新藥物。作為ReviveMed的首席執(zhí)行官，Pirhaji博士專注于肝病，以及免疫和炎癥性疾病。使用她構(gòu)建的平臺(tái)，這家初創(chuàng)公司通過與大型醫(yī)藥公司合作，找出“老藥“的”新用“方式，并且為未來藥物發(fā)現(xiàn)新靶點(diǎn)。

Randall Jeffrey Platt, 32歲 蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH Zurich）

Randall Platt教授開創(chuàng)的技術(shù)，能夠連續(xù)記錄細(xì)胞中發(fā)生的分子事件，這一技術(shù)有潛力變革我們對(duì)多個(gè)重要生物過程的理解。

目前，理解胚胎發(fā)育或?qū)Π┌Y的免疫反應(yīng)等生物過程的最佳工具之一是RNA-seq。這一技術(shù)能夠讓生物學(xué)家們?cè)谔囟〞r(shí)間點(diǎn)上確定基因的表達(dá)圖譜。如果說RNA-seq是在特定時(shí)間點(diǎn)為基因表達(dá)拍了一張照片，Platt教授的工具則相當(dāng)于為基因表達(dá)錄了一段短視頻，為監(jiān)測(cè)生物過程提供了更為豐富的信息。

“生物學(xué)和生物醫(yī)藥的核心是研究系統(tǒng)的變遷過程，不管是一個(gè)干細(xì)胞發(fā)育成為一個(gè)神經(jīng)元，還是一個(gè)健康的神經(jīng)元出現(xiàn)退化，”Platt教授說：“目前人們研究這種問題的策略是在不同時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后猜測(cè)中間發(fā)生了什么。我在開發(fā)一種技術(shù)能夠彌補(bǔ)中間的空白，記錄在細(xì)胞系統(tǒng)變遷過程中發(fā)生了什么?！?

Eimear Dolan，32歲 愛爾蘭國(guó)立大學(xué)，高威

當(dāng)Elimear Dolan博士和她的同事在開發(fā)一種治療1型糖尿病的移植性醫(yī)療器械時(shí)，他們需要克服一個(gè)常見的障礙。這個(gè)問題多年來一直困擾著心臟起搏器、胰島素遞送系統(tǒng)等醫(yī)療器械的開發(fā)商。那就是當(dāng)人體感覺到移植的外來物體時(shí)，它會(huì)構(gòu)建一道由纖維化組織構(gòu)成的“城墻“。這種稱為異物反應(yīng)（foreign body response）的人體反應(yīng)是醫(yī)療移植物失效的主要原因之一。

過去的研究試圖通過使用藥物，或者改造移植體表面的化學(xué)構(gòu)成來解決這一問題。Dolan教授解決這一問題的策略獨(dú)具一格，與MIT的研究人員合作，Dolan教授實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種稱為“dynamic soft reservoir“的小型機(jī)器人設(shè)備。它由柔軟的材料制成，能夠不斷振動(dòng)，從而生成足夠的液體流動(dòng)，改變移植體周圍的環(huán)境，讓保護(hù)組織無法形成?！彼鼉?yōu)雅的地方在于這是一個(gè)不用藥物的方法。“Dolan教授說。

她的研究團(tuán)隊(duì)目前在將這個(gè)“dynamic soft reservior“改造成一個(gè)治療1型糖尿病患者的”人工腎臟“。

Rose Faghih，34歲 休斯頓大學(xué)和麻省理工學(xué)院

如果Rose Faghih博士的研究項(xiàng)目獲得成功，一個(gè)看似簡(jiǎn)單的智能手表就能監(jiān)測(cè)到你大腦深處發(fā)生了什么。

Faghih博士開發(fā)了一種算法，用于分析難以察覺到的出汗活動(dòng)的變化，而這是精神壓力和刺激的關(guān)鍵指標(biāo)之一。利用附著在智能手表背面兩個(gè)小電極，她可以監(jiān)測(cè)汗液引起的皮膚導(dǎo)電性的變化。然后，信號(hào)處理算法讓Faghih博士能夠?qū)⑦@些變化與特定的事件聯(lián)系起來。比如是與創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙（PTSD）相關(guān)的閃回，還只是一時(shí)走神，從而精確評(píng)估大腦狀態(tài)。

通常，這種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)只能通過操作復(fù)雜的腦電圖（EEG）或者功能性核磁共振（MRI）獲得。Faghih博士的設(shè)備理論上可以讓人們?cè)谌魏蔚胤奖O(jiān)控自己的大腦狀態(tài)。

她希望這一可佩戴技術(shù)能幫助人們管理他們自己不斷變化的情緒和精神狀態(tài)：例如建議一個(gè)躁動(dòng)的司機(jī)嘗試深呼吸。對(duì)于患有精神疾病或糖尿病等慢性病的人來說，它甚至有可能觸發(fā)自動(dòng)化的深部腦刺激設(shè)備或胰島素泵。

Mohamed Dhaouafi，28歲 Cure Bionics

世界衛(wèi)生組織估計(jì)，在低收入國(guó)家有3000萬人截肢，其中只有5%的人可以獲得假肢。給孩子安裝高質(zhì)量的假肢尤其昂貴，因?yàn)樗麄冊(cè)诓粩嗟爻砷L(zhǎng)。但是如果沒有假肢，污名和活動(dòng)能力問題會(huì)使他們中的很多人無法上學(xué)，從而導(dǎo)致許多人終身失業(yè)?！斑@不僅僅是肢體上的差異，”Dhaouafi博士說：“這與貧困，獲得教育，獲得醫(yī)療保健的能力息息相關(guān)?！?

如今，Dhaouafi博士擁有一款他認(rèn)為將有助于讓先進(jìn)的假肢更容易獲得的產(chǎn)品。他位于突尼斯的初創(chuàng)公司Cure Bionics正在完成一款仿生手臂的最終設(shè)計(jì)。它的售價(jià)約為2000美元，是同類設(shè)備成本的零頭。他的團(tuán)隊(duì)計(jì)劃通過3D打印關(guān)鍵部件和在公司內(nèi)部設(shè)計(jì)電路來降低成本。

但這并不意味著他們?cè)谫|(zhì)量上有所節(jié)制：與其他地方開發(fā)的仿生手臂一樣，Cure Bionics的原型機(jī)（prototype）配備了傳感器，用戶可以通過收縮或放松殘肢中的肌肉來操作手部。該公司還在開發(fā)算法，幫助手臂更準(zhǔn)確地識(shí)別身體的電信號(hào)，這將最大限度地減少對(duì)整形外科醫(yī)生的依賴。

Dhaouafi先生和他的同事們正在接近他們最初的產(chǎn)品發(fā)布：他們已經(jīng)在5名突尼斯青年身上測(cè)試了他們的仿生手臂，并將很快在三家醫(yī)院?jiǎn)?dòng)試驗(yàn)。最終Dhaouafi先生希望為非洲、中東及以外地區(qū)的年輕人提供一系列高質(zhì)量、可負(fù)擔(dān)的假肢。

Katharina Volz，33歲 OccamzRazor

2016年，Katharina Volz博士剛剛在斯坦福大學(xué)獲得博士學(xué)位，并準(zhǔn)備在干細(xì)胞方面從事學(xué)術(shù)研究，而親人患上帕金森病的消息改變了一切。

她說："有時(shí)候你會(huì)感到無助。但實(shí)際上我深感有責(zé)任找到一種方法來治愈這種疾病，因?yàn)槲抑牢铱梢詾榇俗鲂┦裁?。”Volz博士現(xiàn)在領(lǐng)導(dǎo)著一家公司OccamzRazor，該公司已經(jīng)成功地將機(jī)器學(xué)習(xí)與生物醫(yī)學(xué)研究結(jié)合起來，并正在推動(dòng)尋找一種帕金森病的治愈方法。

Volz博士在研究帕金森病的時(shí)候注意到了一個(gè)問題，“即使你是世界上最聰明的研究人員，你也不能把所有這些信息放在一起，建立起你需要的聯(lián)系，來真正了解疾病是如何運(yùn)作的。作為人類，我們繪制這些眾多聯(lián)系的能力是有限的。”

這就是機(jī)器學(xué)習(xí)發(fā)揮作用的地方。OccamzRazor公司正通過兩個(gè)主要策略來解決這一問題。首先，它開發(fā)了閱讀和理解有關(guān)帕金森病已發(fā)表文獻(xiàn)的程序；接下來，它正在利用AI整合基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和臨床數(shù)據(jù)集，目標(biāo)是預(yù)測(cè)對(duì)帕金森病重要的新通路和基因，然后在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試。

結(jié)果就是OccamzRazor所稱的“帕金森病組學(xué)”（Parkinsome）。這是一幅描繪帕金森病的知識(shí)地圖，揭示了這種疾病的起因和發(fā)展過程，指出能夠幫助做出早期診斷的癥狀，并確定潛在的治療靶點(diǎn)。OccamzRazor驗(yàn)證其研究結(jié)果后，與生物技術(shù)和醫(yī)藥公司合作開發(fā)藥物。

Volz博士和她的團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是擴(kuò)展這一平臺(tái)的規(guī)模，為其他與大腦老化相關(guān)的復(fù)雜疾病建立綜合知識(shí)地圖。她說：“疾病有相通之處，研究帕金森病是研究大腦衰老的最好方法之一?！?

Gregory Ekchian，32歲 麻省理工學(xué)院

殺死腫瘤所需的輻射量取決于腫瘤細(xì)胞中的氧氣水平。不同腫瘤之間可能有很大的不同，但腫瘤學(xué)家目前沒有根據(jù)這些不同來調(diào)整輻射劑量。Stratagen Bio的聯(lián)合創(chuàng)始人Gregory Ekchian博士開發(fā)出了一種讀取腫瘤內(nèi)氧氣水平的傳感器，幫助設(shè)計(jì)個(gè)體化癌癥治療。

他開發(fā)了一種新型放療手段讓醫(yī)生用一系列空心導(dǎo)管刺穿腫瘤，然后通過導(dǎo)管放入放射性物質(zhì)，使腫瘤充滿放射線，一旦放射劑量達(dá)標(biāo)就將放射性物質(zhì)移除。

而且，Ekchian博士在導(dǎo)管的尖端添加了一條最近發(fā)明的氧敏感聚合物。在常規(guī)MRI掃描時(shí)，聚合物中的質(zhì)子被激發(fā)，這些質(zhì)子在被高水平氧氣包圍的導(dǎo)管中恢復(fù)平衡的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于低水平氧氣環(huán)境。因此，它們恢復(fù)平衡的速度可以用來繪制出腫瘤不同部位的氧氣水平如何變化，使腫瘤學(xué)家能夠精確定位應(yīng)該在哪里調(diào)節(jié)輻射劑量的長(zhǎng)度和強(qiáng)度以達(dá)到最有效的效果。

“如果我們不擔(dān)心健康的組織，我們只會(huì)增加輻射整個(gè)腫瘤的劑量，”他說：“但過量的輻射會(huì)傷害患者，這意味著弄清楚那些高劑量需要去哪里非常重要。”

Ekchian博士正準(zhǔn)備公布一項(xiàng)包括7名宮頸癌患者的首個(gè)臨床試驗(yàn)結(jié)果，他最終希望將他的氧傳感應(yīng)用于廣泛的臨床需求。

Siddharth Krishnan，29歲 麻省理工學(xué)院

Siddharth Krishnan博士是麻省理工學(xué)院的材料科學(xué)家，他開發(fā)出了一種微型傳感器，可能挽救腦積水患者的生命。

腦積水是一種腦脊液在大腦中積聚的疾病。它可能出現(xiàn)在新生兒童中，也可能因?yàn)槟X外傷在成年人中發(fā)生。幾乎所有患者都需要安裝分流管，把液體從他們的大腦排入胸腔或腹腔。如果不及時(shí)治療，這種情況可能是致命的，但如果及時(shí)處理，往往可能完全康復(fù)。

腦積水是一種腦脊液在大腦中積聚的疾病。它可能出現(xiàn)在新生兒童中，也可能因?yàn)槟X外傷在成年人中發(fā)生。幾乎所有患者都需要安裝分流管，把液體從他們的大腦排入胸腔或腹腔。如果不及時(shí)治療，這種情況可能是致命的，但如果及時(shí)處理，往往可能完全康復(fù)。

早期檢測(cè)分流故障的技術(shù)包括重復(fù)的CT掃描、MRI或X光檢測(cè)，它們不但讓患者接受危險(xiǎn)劑量的輻射，而且并不完全可靠，因?yàn)樗鼈冎婚g接測(cè)量分流管的性能。有時(shí)，患者需要接受有創(chuàng)腦部手術(shù)，只是為了驗(yàn)證分流管是否工作。

Krishnan博士的傳感器提供了一種無創(chuàng)方法來監(jiān)測(cè)分流管的流量：它可以被放置在頸部皮膚上，分流管閥門附近。它測(cè)量幾個(gè)不同地點(diǎn)的溫度，從這些地點(diǎn)的溫度分布推斷液體是否流動(dòng)。這一設(shè)備可以連續(xù)測(cè)量流量，通過藍(lán)牙報(bào)告結(jié)果。

在今年早些時(shí)候發(fā)表在NPJ Digital Medicine雜志上的一篇論文報(bào)道了對(duì)7名患者進(jìn)行的試驗(yàn)。他的傳感器每次能夠提供數(shù)小時(shí)的“強(qiáng)大、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)”。

Andreas Puschnik，31歲 陳·扎克伯格生物中心

寨卡（Zika）、埃博拉（Ebola）、SARS、登革熱和COVID-19。這些疾病都讓人聞之色變，然而導(dǎo)致它們的病毒并不是獨(dú)立活著。為了繁殖，病毒需要劫持一個(gè)細(xì)胞，并利用它細(xì)胞內(nèi)的成分產(chǎn)生更多的病毒。

對(duì)Andreas Puschnik博士來說，了解我們的哪些生物分子是病毒所依賴的，可能會(huì)帶來新型的廣效抗病毒藥物。Puschnik博士說：“這個(gè)想法是病毒依賴于特定的細(xì)胞通路，這些通路本身可能成為藥物靶標(biāo)?！?

這種稱為宿主導(dǎo)向療法的創(chuàng)新開發(fā)策略目前還處于早期階段，Puschnik博士利用CRISPR基因編輯工具幫助加快它的開發(fā)速度。在一項(xiàng)大規(guī)模篩選中，他利用CRISPR在上千萬個(gè)人類細(xì)胞中引入幾十萬個(gè)不同的基因突變。如果任何細(xì)胞能夠從病毒感染中存活下來，這意味著他阻斷了病毒繁殖所需要的分子通路。

Puschnik博士的研究已經(jīng)幫助找到了一種像登革熱病毒、寨卡病毒和西尼羅河病毒這樣的黃病毒（flaviviruses）繁殖需要的蛋白酶，以及一種阻斷它的藥物。由于所有黃病毒的作用機(jī)制都是相似的，他希望這種藥物能夠成為治療它們的“通用療法”。

現(xiàn)在，他計(jì)劃將注意力轉(zhuǎn)向引起COVID-19的冠狀病毒。他認(rèn)為，一種改變細(xì)胞，使它們對(duì)冠狀病毒不太友好的藥物或許可以為下一次大流行做好準(zhǔn)備：“你也許可以治療你甚至還不知道的病毒?！?