TED日本語 - ジャック・アンドレイカ: 有望な膵臓がん検査 ― ティーンエージャーが開発

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TED日本語 - ジャック・アンドレイカ: 有望な膵臓がん検査 ― ティーンエージャーが開発

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有望な膵臓がん検査 ― ティーンエージャーが開発
A promising test for pancreatic cancer ... from a teenager
ジャック・アンドレイカ
Jack Andraka

内容

85%以上もの膵臓がんが2%未満の生存率しかない手遅れの状態で発見されます。なぜこんなことになるのか? ジャック・アンドレイカが、膵臓がんの早期発見を可能にする有望な方法を開発した過程を語ります。超安価、効果的、かつ侵襲性の低い方法を、なんと16歳の誕生日を迎える前に作り出しました。

Script

Have you ever experienced a moment in your life that was so painful and confusing that all you wanted to do was learn as much as you could to make sense of it all?

When I was 13, a close family friend who was like an uncle to me passed away from pancreatic cancer. When the disease hit so close to home, I knew I needed to learn more, so I went online to find answers.

Using the Internet, I found a variety of statistics on pancreatic cancer, and what I had found shocked me. Over 85 percent of all pancreatic cancers are diagnosed late, when someone has less than a two percent chance of survival. Why are we so bad at detecting pancreatic cancer? The reason? Today's current modern medicine is a 60-year-old technique. That's older than my dad.

(Laughter)

But also, it's extremely expensive, costing 800 dollars per test, and it's grossly inaccurate, missing 30 percent of all pancreatic cancers. Your doctor would have to be ridiculously suspicious that you have the cancer in order to give you this test. Learning this, I knew there had to be a better way. So I set up a scientific criteria as to what a sensor would have to look like in order to effectively diagnose pancreatic cancer. The sensor would have to be inexpensive, rapid, simple, sensitive, selective, and minimally invasive.

Now, there's a reason why this test hasn't been updated in over six decades, and that's because, when we're looking for pancreatic cancer, we're looking at your bloodstream, which is already abundant in all these tons and tons of protein, and you're looking for this miniscule difference in this tiny amount of protein, just this one protein. That's next to impossible.

However, undeterred due to my teenage optimism -- (Applause) - I went online to a teenager's two best friends, Google and Wikipedia. I got everything for my homework from those two sources. And what I had found was an article that listed a database of over 8,000 different proteins that are found when you have pancreatic cancer. So I decided to go and make it my new mission to go through all these proteins and see which ones could serve as a biomarker for pancreatic cancer. And to make it a bit simpler for myself, I decided to map out a scientific criteria. And here it is. Essentially first, the protein would have to be found in all pancreatic cancers at high levels in the bloodstream in the earliest stages, but also only in cancer.

And so I'm just plugging and chugging through this gargantuan task, and finally, on the 4, 000th try, when I'm close to losing my sanity, I find the protein. And the name of the protein I'd located was called mesothelin, and it's just your ordinary, run-of-the-mill type protein, unless of course you have pancreatic, ovarian or lung cancer, in which case it's found at these very high levels in your bloodstream. But also the key is that it's found in the earliest stages of the disease, when someone has close to 100 percent chance of survival.

So now that I'd found a reliable protein I could detect, I then shifted my focus to actually detecting that protein, and, thus, pancreatic cancer. Now, my breakthrough came in a very unlikely place, possibly the most unlikely place for innovation: my high school biology class, the absolute stifler of innovation.

(Laughter) (Applause)

And I had snuck in this article on these things called carbon nanotubes, and that's just a long, thin pipe of carbon that's an atom thick and one 50 thousandth the diameter of your hair. And despite their extremely small sizes, they have these incredible properties. They're kind of like the superheroes of material science. And while I was sneakily reading this article under my desk in my biology class, we were supposed to be paying attention to these other kind of cool molecules called antibodies. And these are pretty cool because they only react with one specific protein, but they're not nearly as interesting as carbon nanotubes. And so then, I was sitting in class, and suddenly it hit me: I could combine what I was reading about, carbon nanotubes, with what I was supposed to be thinking about, antibodies. Essentially, I could weave a bunch of these antibodies into a network of carbon nanotubes such that you have a network that only reacts with one protein, but also, due to the properties of these nanotubes, it would change its electrical properties based on the amount of protein present.

However, there's a catch. These networks of carbon nanotubes are extremely flimsy, and since they're so delicate, they need to be supported. So that's why I chose to use paper. Making a cancer sensor out of paper is about as simple as making chocolate chip cookies, which I love. You start with some water, pour in some nanotubes, add antibodies, mix it up, take some paper, dip it, dry it, and you can detect cancer.

(Applause)

Then, suddenly, a thought occurred that kind of put a blemish on my amazing plan here. I can't really do cancer research on my kitchen countertop. My mom wouldn't really like that. So instead, I decided to go for a lab. So I typed up a budget, a materials list, a timeline, and a procedure, and I emailed it to 200 different professors at Johns Hopkins University and the National Institutes of Health, essentially anyone that had anything to do with pancreatic cancer. And I sat back waiting for these positive emails to be pouring in, saying, "You're a genius! You're going to save us all!"

And - (Laughter)

Then reality took hold, and over the course of a month, I got 199 rejections out of those 200 emails. One professor even went through my entire procedure, painstakingly -- I'm not really sure where he got all this time -- and he went through and said why each and every step was like the worst mistake I could ever make. Clearly, the professors did not have as high of an opinion of my work as I did.

However, there was a silver lining. One professor said, "Maybe I might be able to help you, kid." So I went in that direction.

(Laughter)

As you can never say no to a kid.

And so then,three months later, I finally nailed down a harsh deadline with this guy, and I get into his lab, I get all excited, and then I sit down, I start opening my mouth and talking, and five seconds later he calls in another Ph.D. Ph.D.'s just flock into this little room, and they're just firing these questions at me, and by the end, I kind of felt like I was in a clown car. There were 20 Ph.D.'s plus me and the professor crammed into this tiny office space with them firing these rapid-fire questions at me, trying to sink my procedure. How unlikely is that? I mean, pshhh.

(Laughter)

However, subjecting myself to that interrogation, I answered all of their questions, and I guessed on quite a few but I got them right, and I finally landed the lab space I needed.

But it was shortly afterwards that I discovered my once brilliant procedure had something like a million holes in it, and over the course of seven months, I painstakingly filled each and every one of those holes.

The result? One small paper sensor that costs three cents and takes five minutes to run. This makes it 168 times faster, over 26,000 times less expensive, and over 400 times more sensitive than our current standard for pancreatic cancer detection.

(Applause)

One of the best parts of the sensor, though, is that it has close to 100 percent accuracy, and can detect the cancer in the earliest stages when someone has close to 100 percent chance of survival. And so in the next two to five years, this sensor could potentially lift for pancreatic cancer survival rates from a dismal 5.5 percent to close to 100 percent, and it would do similar for ovarian and lung cancer.

But it wouldn't stop there. By switching out that antibody, you can look at a different protein, thus, a different disease, potentially any disease in the entire world. So that ranges from heart disease to malaria, HIV, AIDS, as well as other forms of cancer -- anything.

And so hopefully one day we can all have that one extra uncle, that one mother, that one brother, sister, we can have that one more family member to love, and that our hearts will be rid of that one disease burden that comes from pancreatic, ovarian and lung cancer, and potentially any disease, that through the Internet anything is possible. Theories can be shared, and you don't have to be a professor with multiple degrees to have your ideas valued. It's a neutral space, where what you look like, age or gender, it doesn't matter. It's just your ideas that count. For me, it's all about looking at the Internet in an entirely new way to realize that there's so much more to it than just posting duck-face pictures of yourself online. You could be changing the world.

So if a 15-year-old who didn't even know what a pancreas was could find a new way to detect pancreatic cancer, just imagine what you could do.

Thank you.

(Applause)

みなさんはこんなことを経験したことがありますか? とにかく辛くて混乱するような事に遭遇し 起こったことをできる限り調べて なんとしても理解するしかないという気持ちになった経験はありますか?

13歳のとき家族で親しくしてた 叔父さんのような人が すい臓がんで亡くなりました 本当に身近な人がこの疾患に襲われ もっと知らなければと感じたので ネットに繋いで答えを探しました

インターネットを使ってすい臓がんの 色んな統計を見つけました その統計は衝撃的なものでした すい臓がんの85%が手遅れな段階でしか 発見されず 患者はたった2%以下の生存率しかないというのです なぜ すい臓がんを見つけるのがこんなにヘタなのか? 理由?現在の現代医学が 使っている技術は 60年前のものを使い続けているからです うちの父さんよりも年上です

(笑)

それだけでなくてかなり高価です 判定毎に800ドルかかって その上 検査はなはだしく不正確で すい臓がんの30%以上を見落としてしまいます 担当医が検査の指示を出すには バカバカしくなる程 患者を がんと疑う必要があります これを知って もっと良い方法があるはずだという確信がありました そして すい臓がんを効果的に検出するために センサーが満たすべきと考える 科学的な基準を決めました センサーは安く 速く 簡単で 高感度で判定度が高く 低侵襲でなければなりません

実は がん検査が 60年間も新しくならなかったのには理由がありました それは すい臓がんを検出しようとするときには 体内を流れる血液を調べて 既に山のようにある豊富なタンパク質の中から ごく少量に存在する ある特定のタンパク質に発生する 微妙な量の違いを探します ほとんど不可能なことです

でも ティーンの楽観的な想いはそんなことに屈しません (拍手) ティーンの「親友」のGoogle とWikipedia を開けて 調べ始めました 宿題をするときはこの2つを使えば何でも分かります こんな記事を見つけました すい臓がんになると検出される8,000種のタンパク質を 納めたデータベースがあるという記事でした そして 新しいミッションができましたタンパク質データを全て調べて この中のどれかがすい臓がんを見つける バイオマーカーとなるか調べることにしました 自分自身にとってよりシンプルにする為に 科学的な基準を作ることにしましたこんな基準です 何よりも第一にそのタンパク質の血中レベルが ごく初期の段階から全てのすい臓がんの患者で高くなり がんである場合のみ変化が見られるものでなければいけません

僕は超膨大な作業をどんどん淡々と進めて行き 4,000種を確認したところで 正気を失う寸前でしたが ついに タンパク質を見つけました やっと突き止めたこのタンパク質は メソテリンと呼ばれています どこにでもある ありふれたタンパク質です すい臓 卵巣 肺のがん でない場合はです がんになっている場合は大幅に増加して発現します これが重要な鍵となるのは 疾患のごく初期に見つかることで 患者に100%に近い生存率がある そんな時期です

検出に使える信頼性の高いタンパク質を見つけたので 次は どうタンパク質を検出しつまりはすい臓がんを 見つけるのかということに焦点を移しました 画期的な突破口は予期しない所でやってきます 恐らく最も不釣り合いな所です 高校の生物の授業中 イノベーションが最高に抑制されている所

(笑)(拍手)

カーボンナノチューブのこの記事を こっそり持ち込んでました炭素で出来た長くて細い管です 原子1個分の厚さです みなさんの髪の毛の直径の50,000分の1です 極めて小さいものですが 非常に素晴らしい特性があります 材料科学のスーパーヒーローみたいなものです 生物の授業中に僕がこっそりとこの記事を 机の下で読んでいた一方で きちんと聞くべき授業で 扱っていたのは 抗体という 別の 素晴らしい分子についてでした 抗体がすごいのはたった一つの タンパク質にだけ反応することです でもナノチューブほどには興味を引かれませんでした まぁだから ただ授業を受けていたのですが 突然ひらめきました この読んでいたカーボンナノチューブと 授業で考えているべき抗体を 組み合わせられるかもしれないと気付きました 本質的には 大量の抗体をナノチューブの網構造に 編み込んで 特定のタンパク質にだけ 網構造が反応するようにした上で ナノチューブの特性を利用して存在するタンパク質の量に応じて 電気特性が変化するように できそうだと気が付きました

ただし 問題がありました ナノチューブの網構造は極端にもろいのです 網構造はとても壊れやすいので維持する支えが必要でした この為 紙を使うことにしました 紙から がんの検査紙を作るのは チョコクッキーを作るくらい簡単にできます 大好物ですが まず用意した水にナノチューブを加え 抗体も加えてかき混ぜます そこに紙を持ってきて浸し 乾かしたら これだけでがんが検査できます

(拍手)

そこで 急に気が付きました 僕の素晴らしい研究計画にちょっとした影を落とすようなものです がんの研究をするには家のキッチンでは できないということです 母にも不便かもしれません そこで その代わりに研究所で研究しようと決めました そして 材料一覧予算 研究予定表 研究手順を書き上げました そして それをジョンス・ホプキンス大学と 国立衛生研究所の 200人の教授にメールしました 基本的に すい臓がん関係の研究者全員です こんな了解のメールが送られてくるのを待ってました 「きみは天才だ! これでみんなが救われる!」

そして― (笑)

でも 現実は甘くなくて 1ヵ月ほどの間に 送った200件のメールに199件の却下メールが届きました ある教授は 研究手順の全てを細かく確認して ― 一体どこにそんな時間があったのかと思いますが ― 手順の1つ1つ全てこんな酷いものは無いという風に 指摘してきたのです 僕の研究構想を自分で思っていたほどには 教授たちが高く評価していないのは明らかでした

でも 希望の兆しがありましたある教授から 「私のところで キミのこと手助けできるかもしれないよ」 とのメールが届いたのでそっちへ向かいました

(笑)

子供に だめと言うな!というのに従うようでした

それから 3ヵ月後 この人が絶対会える日をやっと取りつけて 彼の研究室へ行きました 僕は もの凄くウキウキしてイスに座り 口火を切って話し始めると 5秒もしないうちに別の博士を呼びます こんな狭い研究室に博士が何人も集まってきて 僕を質問攻めにしました 最後には すし詰めの満員電車かのようでした 20人の博士と僕と教授が この小さな研究室に詰め込まれ みんなで質問を次から次へと投げかけて 研究手順に穴を開けようとします こんなことってありますか?どうとでもなれです

(笑)

しかし この尋問にさらされながらも 全ての質問に答えました かなりの数に勘で答えましたが正答でした そうこうして ついに研究場所を手に入れました

でも その後すぐに気づくことになりました 一時は輝かしい手順と思えた手順には おびただしい数の間違いがありました 7ヵ月以上の時間をかけて 1つ1つ丁寧に全ての間違いを直していきました

どうなったかって?1つの小さな検査紙で 費用は3セントで5分でテストできるようになりました この方法なら168倍速く 26,000分の1以下の費用で 400倍の感度で検査できます 現在の標準的な検査方法と比べた場合です

(拍手)

でも 最高なのはこの検査紙が 100%に近い正確さで検出できることと 患者が100%に近い生存率がある ごく初期のがんを検出することができるところです ということは今後2から5年以内には この検査紙がすい臓がんの生存率を 悲惨な5.5%から100%近くに 引き上げる可能性があり 卵巣や肺のがんでも同じように生存率を上げるでしょう

でも これで終わりではありません 抗体の種類を変えることで 違うタンパク質を検出する様にすれば 違う疾患を検出できます 潜在的に 世界中のどんな疾患でも検出出来るでしょう 心臓疾患に始まり マラリヤ HIV AIDSまで また 他の種類のがんだったり何にでも使えます

いつの日かこうなればと願います 以前は助からなかった1人の叔父さんが助かり 母親が助かり兄弟が姉妹が助かり 愛すべき家族の一員が助かるよう願います すい臓 卵巣 肺のがんの疾患のことを考えて悩まされ 心配することがなくなるようにそしてどんな疾患にも 苦しまなくても良くなるようにと願います インターネットを使えば何だって可能です 理論を人に伝え共有しても良くて 価値あるアイデアと評価されるのに 複数の学位を持った教授である必要はありません 中立的な場所で 見た目や年齢やジェンダーが何であれ 影響はなく アイデアだけが重視されます 僕の場合にはインターネットに対して 全く新しい見方をしたのが全てでした ネットはもっと別の使い方ができて 皆さんのふざけた顔の写真をアップロードする以上に 使い方によっては 世界を変えていけるかもしれないと気付きました

もし すい臓が何かさえも 知らなかった15才の子が 新しいすい臓がんの検査法を発見できたとしたら 皆さんなら何ができるか想像してください

ありがとうございました

(拍手)

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品詞分類

  • 主語
  • 動詞
  • 助動詞
  • 準動詞
  • 関係詞等

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