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盖炜:悬解人间世
——记深圳铭杰医疗科技有限公司创始人盖炜和他的eKnife

作者:方 方 肖贞林  来源:科学中国人  发布时间:2019-09-20

导读:  “悬解”就是不计较个人得失,该去做、能去做什么事情的时候就顺应本心去做。这也是盖炜人生观的映照——不是医者,却有医者之慈悲;舍得随心,干净利落地辞职南下。这场说走就走的创业,盖炜和团队演绎出了别样的洒脱。

  57岁的盖炜,将创业视为“人生最后一场战斗”。
  从清华大学辞职,盖炜跑到珠三角创办了深圳铭杰医疗科技有限公司(简称“铭杰医疗”)。这是一家从事高端精准电子放疗设备及相关技术研发、生产、销售的高科技企业。其自主研发的产品——精准电子放射治疗肿瘤设备eKnife,工作原理就是利用高亮度电子束精准地“杀死癌细胞”。“不管原来做的事业有多崇高,但凡能在癌症治疗领域发挥一点点能力,这次创业就值得。铭杰医疗能走多远是一回事,只要我们的方法和技术是正确的,就能在人类攻克癌症的路上做出一点微薄的贡献。”
  
归去来——“人生总得做点什么!”
  
  盖炜原不是医者,他的本行是物理。
  1977年冬天,盖炜走进了曾经关闭了10年的高考考场。翌年2月,从内蒙古来到甘肃兰州大学,就读于无线电物理专业。1981年,他考取李政道先生倡导成立的中美联合招考物理研究生项目(CUSPEA),获得了前往美国伊利诺伊理工大学留学的机会,此时,他大学尚未毕业。
  1986年9月,盖炜进入美国最大的科学与工程研究实验室之一——阿贡国家实验室。从博士后到资深研究员,一待就是30余年。
  “我过去20多年一直在负责阿贡尾场加速器实验室。”盖炜说。在这个平台上,他和同事们一直致力于研发超高加速梯度的新型加速方案。作为学术带头人,他带领团队成功研制了新一代1-1/2cell光阴极微波电子枪。凭借在电荷量、阴极加速梯度等性能参数中创造的世界纪录,这把新型电子枪吸引了世界各地的许多科研团队,甚至还帮助由诺贝尔奖获得者领导的天体物理研究项目进行了极高能宇宙线粒子探测器的设计和标定。
  盖炜设计完成了国际上第一个介质尾场实验(包括金属介质和绝缘介质),并对实验数据进行了系统的分析;带领团队首次完成用并行结构实现介质尾场加速验证实验;做成了世界上第一个等离子体尾场实验,观察到了等离子体中非线性尾场的产生;在世界上第一个提出利用肖特基效应测量表面射频电场盖炜团队做出了一个个开创性的工作,得到了越来越多的关注和认可。
  基础研究之外,盖炜带领团队面向未来高能物理直线对撞机(HEP linear collider)的应用性研究展开了攻势。他提出了一种利用介质尾场加速的高能物理直线对撞机方案——Argonne Flexible Linear Collider。经过复杂的设计,该方案预计可以实现300MeV/m的加速梯度,而在逐步增加加速模块之后,改装置最终甚至能达到若干TeV的能量级别。这项研究被认为有望为加速器技术领域带来重大突破,也是美国能源部重点支持的三个重大未来加速器项目之一。
  而作为国际知名正电子物理专家,盖炜还在国际直线对撞机(ILC)项目中带领研究小组负责基于波荡器的正电子源的设计工作。“我和我的团队提出了针对ILC的正电子源的多个方案并进行了十分系统的研究,ILC全球设计小组采用我们的模拟方案作为ILC正电子源的设计蓝本。后来,我们还正式加入了欧洲核子中心的紧凑型直线对撞机(CLIC)的合作项目,由我负责CLIC的波荡器正电子源的设计和优化。”盖炜说。
  “现在的加速器越造越庞大,越造价钱越贵。我们希望能发明一种方法,在保证性能不变的同时,减小造价和规模。”30余年的工作中,盖炜最为自豪的便是他们逐渐将不可能变成可能,“点石成金”。而他本人也在年复一年的雕琢中光芒日盛。当选美国物理学会会士、美国物理学会粒子束物理分会理事会理事,多次组织新加速原理领域最权威的学术研讨会——The Advanced Accelerator Concepts Workshop系列研讨会,创下多个居于世界领先地位的成果盖炜的事业生涯本来应该一直在前沿探索中延续下去。
  “2012年,欧洲核子研究组织声明发现了希格斯粒子。在这之后的两三年,美国高能物理研究似乎失去了方向,一度停滞不前,有些项目也被‘砍’掉了。”鉴于盖炜此前突出的研究经历,哪怕未来10年没有明确的项目目标,他也可以拿着优渥的待遇继续在美国生活。但忙碌惯了的盖炜根本闲不下来,他还是想再“折腾”一下。2015年5月,以中组部“千人计划”为桥梁,盖炜回国至清华大学工程物理系担任首席研究员。
  这并非一时兴起。早自1994年起,他就与粒子加速器专家、清华大学教授林育正开始合作了。2011年,在盖炜的帮助下,清华大学工程物理系在Physics Review Lettter(《物理评论快报》)上发表了一篇论文,实现了清华大学在该期刊上发表文章零的突破。有了长期合作作铺垫,当清华大学邀请他回国任职时,一切就变得顺理成章。回国后,他得到了国家自然科学基金重点项目、清华大学自主科研基金项目的支持,在清华大学建立起我国第一个X波段高功率微波平台,用来研究高梯度、高亮度电子束物理,同时担负起一定的教学任务。
  “Life is short,you should do something while you can!”盖炜总是想起美国导师对他说过的这句话——人生很短,能去做什么事情的时候一定要去做。“尤其是能帮助到别人的时候”,他补充道。
  
敬畏科学、敬畏生命——“科学和技术只有领先,没有局限在哪儿领先!”
  
  2019年3月18日,《人间世》第二季最后一集播出的前一天,第五集《抗癌之路》中的女博士闫宏微去世了。两年前,闫宏微被诊断出晚期三阴性乳腺癌——乳腺癌里最凶险的一种。两年中,从国内到国外,闫宏微和家人不停地寻找生路,却只能在深渊中挣扎。“我打了这么多的化疗药,血管都快打没了,这个东西一点都不奏效。它们也是神了,不愧是我的癌细胞。”纪录片里,闫宏微的眼神笃定:“我会好好活下去!”
  显然,她失约了。闫宏微的“抗癌之路”打动了屏幕外的很多人,也包括盖炜。一路走来,盖炜好折腾,但从不瞎折腾,他的心头一直横亘着一条“红线”——敬畏科学、敬畏生命。
  在清华大学期间,盖炜瞄准了放疗物理。作为肿瘤治疗中的重要手段之一,放疗是用放射线来杀死肿瘤细胞。一般来说,50%~65%的肿瘤患者需要接受放射治疗。由于放疗次数多、周期长、涉及因素众多,从而导致肿瘤欠照射或者过照射,这也是导致患者肿瘤复发死亡的显著原因。放疗的最高目标就是,只照射肿瘤,而最大限度地保护肿瘤周围的正常组织。但目前市场上相对成熟的放疗技术都对正常组织有一定程度的损伤。如何让放疗在消灭肿瘤的同时,尽量避免对正常组织的损伤,保证患者生活质量,提高患者存活率成为目前放疗市场亟须解决的一大痛点。
  很明显,这就需要放疗更精准!以当前的肿瘤放疗设备来看,主要分为光子类和粒子类。前者包括深度X线、γ线以及各种放射性核素等;后者更偏重粒子加速器,涉及电子、电子束等。根据多年来在加速器领域积累的经验,以及大量的文献阅读,盖炜对加速器在肿瘤放疗上的应用进行了严格、细致地调研,并发出了这样的疑问:“究竟能不能把高亮度电子束通过细针直接射入肿瘤内部,在短时间内集中电子束能量杀死肿瘤?”
  “这其实不算一个新概念,但是世界上没有一个精确的仪器可以做到,更没有通过微创手术实现的产品在市场上销售过。那么我能不能试着设计这样一个精准放疗设备呢?”盖炜认为,利用人类现有的公开的知识和原理,想要实现这样的装备并非天方夜谭,他完全可以跨过这道门槛。“放疗的物理原理归根结底都是一个——电离、电离、再电离,通过电离把癌细胞的DNA‘打坏’来达到治疗癌症的目的。至于区别,无非就是利用怎样的方法来实现电离。现有的治疗工具可能不完善,我们要做的就是为治疗癌症增添一个工具。”
  盖炜将加速器技术与微创穿刺技术巧妙结合,在国际上率先提出将高亮度电子束通过细管直接作用于肿瘤。这一创造性发明,被命名为eKnife(电子消融刀),“现在叫电子束内照射系统”,他补充道。
  在松山湖研发中心的实验室里,记者见到了盖炜团队研制出来的eKnife样机。样机看起来更像一个“人工智能”,凭借三维扫描器和六轴机械臂构成的机器人手眼系统,将机头与患者穿刺通道可靠对接。精准到什么程度?盖炜团队采用与人体组织密度相近的梨作为实验对象,其中,梨核代表肿瘤边界。当高亮度电子束通过细管“打”入时,观测到辐射作用区域直径2厘米左右;当实验人员把电子束剂量边界精确适形到梨核的边界时,精度可以达到亚毫米。这意味着,在电子束的照射下,梨内部的结构清晰可见,而改变电子束能量可以精确控制照射区域的大小,而且不同能量电子束在梨上形成亮部区域大小不同的图像。针对这些现象,实验人员进行了辐射物理计算,结果显示:打入4MeV的电子束,前向最大射程约为1.9厘米,两侧扩展约为2.6厘米,剂量场呈现出半圆形,边界清晰,剂量场外无辐射剂量,能充分保护正常组织。他们还通过开发出全新的剂量优化软件,从而针对不同的肿瘤形状产生对应的剂量分布,使电子束能量可以直接沉积到肿瘤区并且范围精确,有效杀死肿瘤细胞。
  eKnife研发成功后,“穿刺微放疗”会成为最大的亮点。电子加速器与穿刺结合,实现了加速器的内照射;短时间内向肿瘤释放高剂量,可以彻底杀死癌细胞,将治疗周期大大缩短,实现了闪电式治疗;辐射边界的精确控制,可有效保护组织不受辐射损伤,病人体表仅留穿刺伤口,其直径小于3毫米,符合微创理念,伤口恢复快,副作用小。
  盖炜的蓝图里,eKnife的出现可治疗肝癌、胰腺癌、肺癌、淋巴甚至乳腺癌等多发癌症,对不同时期的肿瘤适应症患者具有不同的功效,早期诊断后可“杀死”癌细胞以达到根治效果;无法根治的,可以通过有效控制肿瘤细胞来延长生命;而到了晚期,可以借此进行姑息治疗,控制疼痛及其他有关症状,提高患者生活质量。从概念提出至今,eKnife的成长进程一直备受关注,它的诞生意味着一种领先的高端放疗技术的问世。“科学和技术只有领先,没有局限于在哪儿领先。这是国内少有的、在中国本土成长起来的、世界独创的产品。”他对eKnife报以极大的信心,“我们希望能够帮助全世界的肿瘤患者。如果你们看过《人间世》,就能了解我为什么执着于此。”盖炜语重心长地说。
  
创业去——“我们不是在做一个产业,是在做一个事业!”
  
  “这是一项利国利民的技术,真正让肿瘤患者不再遭受恐惧和痛苦,不再负担癌症高昂的治疗费,不再忍受传统放疗带来的副作用,挽救更多的患者生命。”中以(深圳)国际创新中心有限公司董事长严振在追踪了解eKnife项目之后郑重地说。而另一位投资人——广东清大创投有限公司董事长严叔刚也对该项目表示出了极大的兴趣,认为“盖炜教授团队提出的穿刺微放疗概念,如同‘将枪口抵在肿瘤的脑门上开枪’”。
  2018年1月,中以(深圳)国际创新中心有限公司、广东清大创投有限公司决定先期投资1亿元支持盖炜的创业计划。从一开始,盖炜的目标就在产业化上,在他看来,只有真正走向市场,才能实现他“折腾”的价值。这一次,他是真的想玩一把大的。在微信朋友圈甩出一条“创业去”的消息,盖炜干净利落地到了广东。
  铭杰医疗总部位于深圳龙华区,研发中心坐落在东莞松山湖。盖炜将铭杰医疗定位为一家从事高端精准放疗设备及相关技术研发、生产、销售的企业,核心研发团队均为清华大学博士和硕士。2018年5月11日,铭杰医疗正式成立。在这之前,盖炜和他的“清华队”度过了一个多月借办公室工作的日子。
  清华大学加速器物理专业博士高强、王平,是最早跟随盖炜南下的“清华队”成员。“我回国深入了解了盖老师想做的事情之后,觉得这非常有意义,多一个人多一份力量。”高强说。与他不同,一直在清华大学的王平对此知之甚深,并且积极投入到资料采集工作中去。南下后,他们还接触了铭杰医疗的早期融资等,是实实在在的见证者。
  签订融资合同的当天晚上,他们给在深圳工作的苏健打了一通电话。苏健也是清华大学博士,专业为辐射剂量学。听了基本情况后,苏健调出剂量软件认认真真地算了一把,结果显示这不是在画饼,从科学上来说是合理的,这件事儿行得通!
  蒋晓鹏在清华大学硕士毕业后去了上海工作。2018年清明前,团队还需要人手,就邀请蒋晓鹏过来工作。“第二周他就到岗了”,团队中的其他人纷纷称赞蒋晓鹏靠谱!老家广东的芮腾晖在读博士时就决定跟着团队干下去了,忙完手上的工作,他还要赶回清华大学答辩,两边都不耽误。高强、王平、蒋晓鹏、芮腾晖都是加速器物理专业的师兄弟;苏健曾经做过蒋晓鹏的辅导员,还是盖炜的球友。
  履历相似,价值观契合,目标一致,每个人的专业和综合能力都有用武之地——在这个团队中,他们形成了难得的默契,甚至都是连待遇也不问就直接跟来创业的热血青年。
  “创业当然需要一些理想主义,一开始不能没有‘鸡血’。”对大部分团队成员来说,他们的底气来自对盖炜的信服。决定创业后,盖炜辞去了在清华大学和美国阿贡国家实验室的职务,全身心地投入eKnife的研发及产业化事业中。这无形中成了对团队成员的鼓舞。
  在这群年轻人眼里,盖炜是一个“言必行行必果”的人,这使得他身边形成了一个强大的磁场。盖炜是个行动派。公司注册之前,他就已经在想方设法去寻找相关设备了。用他的话说,拿到设备需要半年到一年的周期,如果不提前想办法,公司成立后就得干等着。但是公司没成立、融资合同还没签之前,意味着公账上一分钱都没有,而盖炜需要的第一批设备要支出600万元。这批设备在公司正式运行之前真的运到了,靠的是盖炜以个人名义“刷脸”。在科研履历之外,盖炜还有一个优良纪录:从不拖欠供货商欠款。他说到做到,供货商也信任他。
  做了一圈调研后,盖炜选在东莞松山湖大学创新城建立研发中心。由于加速器设备具有防辐射要求,他们要构建起防护措施严格的地下实验室。一番沟通之后,创新城答应将地下车库的十几个车位预留出来,打通建成实验室。“这个工作量不算小,各种流程下来很可能要用三四年。但我们磕磕绊绊的,7月开工,11月交工,建成之后两个礼拜投入运行。”盖炜介绍道。
  “他的思维方式和我们不同,当我们还在纠结怎么更周全的时候,他总是提醒我们这一阶段要实现的究竟是从0到1,还是1到99。他不是根据现有的资源去确定行动计划,而是先制订行动计划再去找资源。”有时,成员们也开玩笑说,“不知道盖老师的自信从何而来”,但他们同样也信任他。正是如此,他们才集结在他身边,并且义无反顾地说:“跟着盖老师走,没错!”
  这群年轻人,年龄在27岁到32岁之间。盖炜形容他们为“精干”。2018年3月,铭杰医疗全面启动eKnife项目研发。2018年10月,他们委托设计公司开展eKnife产品的工业设计。2018年11月,工程样机完成。2019年1月,产品定型。目前,他们已与甘肃武威肿瘤医院签署eKnife产品的临床试验合作协议,北医三院等著名医院也对eKnife产品表示出了浓厚的兴趣,拟牵头做临床试验。
  一年时间,交出这样的成绩单,铭杰医疗真的是加速前进了。“这是一般医疗产品10年的路”,但团队成员却谈不上惊讶。他们觉得如果有秘诀,那就是“并行前进”——计划中的多条路线齐头并进,在行程中互相完善,日臻成熟。在团队成员看来,现阶段的铭杰医疗的氛围更像实验室,“学位是给自己读的,事业是给自己做的”,这种内在动力为他们创造了一种更为愉悦、高效的工作环境。
  “我们的首席技术官只有29岁。我作为首席科学家制定了目标之后,就把整个技术路线图的实现交付给他。他完全可以撑下来。”盖炜觉得,要给年轻人试错的机会,每个人都是聪明人,他要做的是让每个人都觉得自己做的事有意义。采访中,盖炜强调了这支团队的“不可复制”,2019年年底,他希望延续这种风格,形成一个上规模的核心团队。
  盖炜是个乐观派,他从不觉得创业苦,尽管在团队成员眼里他过得其实是有点苦的。年薪百万说不要就不要了,从北京150平方米的大房子搬到深圳60平方米的房子里,盖炜都无所谓,工作上要严谨,生活上他却是无所谓的。“我们不是在做一个产业,是在做一项伟大的事业,是在为了人类的健康贡献微薄的力量,这是我们共同的信仰。”盖炜说。
  
一束光——“癌症放射治疗领域有多大,产值就有多大!”
  
  盖炜去某医院拜访。医院大厅里,病人“乌泱乌泱”的。一位医生告诉盖炜,这里来的病人来自全国各地,很多都是肝癌晚期,他们也许到第二年就不在了。听到这句话,盖炜心头涌起悲悯。“到了这个岁数,学术上该做的事都做了很多了。多发一篇论文、少发一篇论文对我没有什么意义,但eKnife项目成功了,意义重大。”
  目前,我国的放疗设备市场几乎被国外公司垄断。相对来说,我国医疗器械产业竞争力不强,国内放射治疗设备缺口巨大。按照世界卫生组织推荐标准,每百万人应该有2~3台加速器,但我国百万人口加速器拥有量仅为1.42台,而且现存放疗设备相对老旧、低端、精度不高,急需升级换代。先进医疗器械是健康保障体系建设的重要基础,是一个国家科技进步和全民健康保障能力的重要标志。近年来,我国加大了对国产医疗器械的扶持力度,国家卫生健康委指出,到2020年年底,全国规划配置直线加速器3162台,其中新增1208台。国产替代设备迎来迅速发展的良机。
  机遇摆在这里,eKnife自然要抓住。《人间世》第二季中,夺走闫宏微生命的是晚期三阴性乳腺癌。乳腺癌是女性常见恶性肿瘤,虽然中国乳腺癌的发病率低于西方国家,但增速却超过了其他国家,尤其是北京、上海、广州等城市发病率非常高。盖炜介绍,一般来说乳腺癌的治疗流程是手术切除—放疗—乳房重建。
  “从根本上来讲,其实是要杀死癌细胞。”经过一系列的调研,盖炜团队对目前的乳腺癌治疗方法有了一定的了解。体外放疗主要以质子/重离子、伽玛刀/X射放疗为主,每次的照射时间均为半小时,以25~30次为一个疗程,后者愈合难。其副作用为皮肤等正常组织器官会受到辐射损伤。体内放疗中,微波射频消融方法需要先讲肿瘤加热至80℃,持续灼烧15~20分钟,患者需要承受长时间的灼烧疼痛;放射性粒子治疗,需要植入数十颗放射性粒籽源,并在体内留置持续60天以上,容易影响到护理。
  “X射线为什么治疗耐辐射瘤的效果不好?因为医生不敢给太高剂量,怕皮肤受不了。”甘肃省武威医学科学院、武威肿瘤医院院长叶延程说。eKnife则不同,前面提到过,它形成的穿刺伤口直径还不到3毫米,很容易恢复。更值得一提的是,高强度、高亮度的电子束可以将足够的剂量在小于1分钟时间内,直接作用到肿瘤体上。“你们的eKnife跨过了人体正常组织,直接给到瘤体上去,再顽固的肿瘤也能杀死,正常组织一点事儿也没有。”叶延程甚至直接预言“这将是震撼医学界的一项技术”。
  预计在2019年年底,eKnife将进入临床试验阶段。这几个月,盖炜辗转于数个会场,郑重介绍着eKnife的潜能,已有数家医院对此表示出极大的兴趣。“eKnife所形成的效果,90%的医生可能以前都没见过,但100%的女性患者都选择。”盖炜肯定地说道。瘤体“死亡”后,会继续留在乳房组织中,变成一种“填充物”,“相当于人体长疤的反应,这种瘤体填充物会随着时间慢慢消失”。目前,eKnife设备预计市场价格为1000万元~3000万元,与市场上现有的放疗设备相比,将会有大幅度降低。“eKnife也存在适应症。中国每年有500万新发癌症病人,就算只有10%适用,我们也是真的做出了贡献。”
  近年来,基因免疫疗法治疗癌症已经成为热点。盖炜也听到过这样的质疑声:当肿瘤靠着基因免疫疗法等慢慢都好了,你打算怎么办?“当其他方法能彻底把肿瘤治好,不需要放疗了,我们的确会彻底关门,这是最好的结局,因为我们的使命已经完成了。但在这之前,治疗癌症的领域有多大,eKnife造福民众的影响力就有多大,技术产值就有多大。”盖炜很看得开,“说不定有一天因为运营问题,铭杰医疗就不存在了,但eKnife的技术价值不会消失。”
  万物皆有缝隙,那是光照进来的地方!盖炜团队愿意带着eKnife项目做这一束照亮癌症放射治疗的光。《庄子·大宗师》中提道:“且夫得者,时也;失者,顺也。安时而处顺,哀乐不能人也。此古之所谓悬解也。”“悬解”就是不计较个人得失,该去做、能去做什么事情的时候就顺应本心去做。这也是盖炜人生观的映照——不是医者,却有医者之慈悲;舍得随心,干净利落地辞职南下。这场说走就走的创业,盖炜和团队演绎出了别样的洒脱。科
  
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