張茜

你在醫(yī)院抽血測(cè)過血糖、激素嗎？有沒有覺得扎針太疼或者過程煩瑣？

中山大學(xué)青年學(xué)者謝曦一直在嘗試改進(jìn)醫(yī)學(xué)診療技術(shù)，近年來他邊學(xué)邊做，研發(fā)了多種可穿戴人體健康傳感器和生物科研傳感器。2019年，因?yàn)椤皩⒐怆妭鞲屑夹g(shù)與生物醫(yī)學(xué)交叉融合，為生物研究和醫(yī)學(xué)診療提供前沿工具”，謝曦入選《麻省理工科技評(píng)論》“35歲以下科技創(chuàng)新35人”中國榜單。

謝曦從美國斯坦福大學(xué)博士畢業(yè)后，在麻省理工學(xué)院做博士后研究，但耀眼的經(jīng)歷并沒有讓他停步不前。最近，他決定進(jìn)行一場(chǎng)更加艱難的跋涉：做好奮戰(zhàn)10年的準(zhǔn)備，和植入式動(dòng)態(tài)血糖傳感器“死磕”。這不單是為了解決血糖等健康指標(biāo)無法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的問題，謝曦還希望能打破中國在生物醫(yī)學(xué)傳感技術(shù)領(lǐng)域成果稀缺的現(xiàn)狀。

2016年，謝曦成為中山大學(xué)生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)科帶頭人。生物醫(yī)學(xué)電子學(xué)科屬于新興交叉學(xué)科，聚焦于應(yīng)用電子信息技術(shù)揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)，解決生物、醫(yī)學(xué)等基礎(chǔ)研究中機(jī)理機(jī)制等關(guān)鍵難題。

在開始新的跋涉之前，謝曦成功研發(fā)過一種可用于藥物篩選的科研工具—體外細(xì)胞微納芯片?？茖W(xué)家在篩選藥物的過程中，經(jīng)常需要向每一個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)胞注射藥物，并精準(zhǔn)地監(jiān)測(cè)效果，而體外細(xì)胞微納芯片就是給藥和監(jiān)測(cè)藥物反應(yīng)的工具。

這是一種十分精密的生物電子傳感器。為了把藥物高效地送達(dá)細(xì)胞并精準(zhǔn)地監(jiān)測(cè)效果，需要給每個(gè)細(xì)胞插入數(shù)十個(gè)納米針頭。這些針頭安裝在直徑幾百納米的電極上，密密麻麻的電極則安裝在1平方厘米的微加工芯片上，小小的芯片形成一個(gè)納米針頭陣列。

謝曦做的這種“袖珍針板”是一種救命用的科學(xué)儀器，能幫助科學(xué)家進(jìn)行用于癌癥等疾病的藥物的篩選。在研發(fā)這種科研工具時(shí)，謝曦發(fā)現(xiàn)，在一些實(shí)際醫(yī)療場(chǎng)景中，還需要能用于人體的電子傳感器，以便實(shí)時(shí)傳輸患者的健康情況，所以他希望開發(fā)出一種臨床應(yīng)用型技術(shù)，滿足患者的需求。

有些患者需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)脈搏、血壓等情況，他就利用柔性電子材料制造了可穿戴傳感器，將其貼附于人體皮膚外，更便捷而且連續(xù)地監(jiān)測(cè)脈搏、血壓等生理指標(biāo)。然而研究越深入，和臨床結(jié)合得越緊密，謝曦需要解決的問題越棘手。病人住院時(shí)，往往還需要監(jiān)測(cè)血糖、激素、代謝物等情況；對(duì)于一些服藥的患者，有時(shí)還需要精確掌握其體內(nèi)藥物濃度的變化，從而進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。其中部分監(jiān)測(cè)目前只能靠一次次抽血來實(shí)現(xiàn)，無法實(shí)時(shí)完成。能否研發(fā)一種微介入人體的傳感器，實(shí)時(shí)傳回這些生理指標(biāo)呢？

在植入式人體傳感器中，他選擇從微創(chuàng)式動(dòng)態(tài)血糖傳感器入手。謝曦介紹，動(dòng)態(tài)血糖監(jiān)測(cè)儀在臨床中需求廣泛，它能夠長時(shí)間插入皮下監(jiān)測(cè)患者的血糖，不僅能連續(xù)反映血糖變化，還可以免除糖尿病患者頻繁指尖采血的痛苦，2型糖尿病患者可以根據(jù)血糖的動(dòng)態(tài)變化調(diào)整相應(yīng)的胰島素用量。國外的相關(guān)技術(shù)在不斷迭代，但由于缺乏技術(shù)突破，目前這種醫(yī)療傳感器還沒有實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。因此他決定投入這一領(lǐng)域，對(duì)動(dòng)態(tài)血糖監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行技術(shù)攻堅(jiān)。

雖然謝曦此前所做的納米針頭陣列和植入式人體傳感器有相通之處，但從“體外”到“體內(nèi)”是一個(gè)質(zhì)的飛躍。他說：“植入式醫(yī)療儀器從研究到最終進(jìn)入臨床使用，通常至少需要10年。我準(zhǔn)備花很長時(shí)間來‘啃這個(gè)項(xiàng)目。雖然目前這種傳感器的基礎(chǔ)功能已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室里實(shí)現(xiàn)了，但要讓傳感準(zhǔn)確度達(dá)到臨床的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，還有很長的路要走?！?/p>

他知道做這種長線項(xiàng)目會(huì)很“難熬”，然而最困難的還不在于科研“性價(jià)比”的壓力，而是交叉學(xué)科知識(shí)的積累和貫通。

事實(shí)上，隨著前沿科技的發(fā)展，靠單一學(xué)科就能解決的問題越來越少，需要交叉學(xué)科解決的問題越來越多。謝曦面臨的困難，不少學(xué)者都深有體會(huì)。

為了突破這個(gè)醫(yī)療技術(shù)難題，謝曦的辦法很簡單：一邊當(dāng)老師，一邊當(dāng)學(xué)生。

“我們團(tuán)隊(duì)的特點(diǎn)是有求知欲、虛心、專業(yè)高度交叉?！敝x曦介紹，微介入式傳感器是一項(xiàng)多學(xué)科交叉的研究，涉及電子、材料、人工智能、生物、醫(yī)學(xué)、化學(xué)等學(xué)科，學(xué)科跨度很大。作為一個(gè)交叉學(xué)科項(xiàng)目的博士生導(dǎo)師，謝曦面臨的要求就更高了，“最起碼核心點(diǎn)自己都得懂”。

“我經(jīng)常向不同專業(yè)的同學(xué)請(qǐng)教，還帶著我的學(xué)生去看其他學(xué)生物的學(xué)生做實(shí)驗(yàn)—教授都太忙了，所以我經(jīng)常先向他們的學(xué)生請(qǐng)教入門技術(shù)。實(shí)踐起來才知道，生物實(shí)驗(yàn)的操作和理論完全不是一回事兒，其深?yuàn)W程度更是不可估量?！薄芭R床醫(yī)學(xué)和生物又不一樣。在臨床上，我就把自己當(dāng)實(shí)習(xí)生，現(xiàn)在甚至在考慮讀一個(gè)臨床醫(yī)學(xué)的在職學(xué)位?！薄拔乙步?jīng)常和自己的學(xué)生討論問題。每個(gè)研究生和博士生都有特長，向?qū)W生請(qǐng)教是很正常的事情。”

對(duì)交叉學(xué)科的研究來說，教學(xué)相長或許是一個(gè)必備條件。

按照謝曦的計(jì)劃，單是一個(gè)微介入式動(dòng)態(tài)血糖傳感器就要“啃”10年甚至更久，他還希望攻克微介入式動(dòng)態(tài)激素傳感器等精密儀器。如此算來，他大概要當(dāng)一輩子“學(xué)生”了。但他完全不認(rèn)為這丟了當(dāng)教授的面子，反而抱著一種特別感恩的心態(tài)：“有人愿意教我，我已經(jīng)謝天謝地了！”

在謝曦看來，做科研，一方面是基于求知欲，希望學(xué)習(xí)更多知識(shí)，探索自然的奧秘；另一方面，是結(jié)合國家和社會(huì)發(fā)展的需求，盡自己的一份力。在求知欲和社會(huì)需求面前，虛心學(xué)習(xí)、交叉運(yùn)用，是自己的本分。

（摘自《中國青年報(bào)》2020年8月18日，江山美如畫薦）