快速验孕技术的发明者古那司·沃克斯（图中），右侧为他的妻子，左侧为他的合作伙伴，图片来自makanaalohafoundation.org 在当代生物医学史上，有很多辉煌的瞬间。为解决一个科学或技术上的问题，科学家和研发人员们冥思苦想，试尽各种手段而不得入其门。然而在某一瞬间，一个全新的思路、一个突如其来的想法在他们的脑海中闪现。这些想法被验证后让问题迎刃而解。还有的时候，一个实验在屡次失败、几乎绝望的情况下会突然获得意想不到的成功。
这些瞬间改变了个人的命运、公司的前途、和科学技术的历史进程。它们可能是所有科研人员梦寐以求、苦苦追寻的那种时刻。它们是日积月累百转千回后的刹那爆发，是山穷水尽柳暗花明时的豁然开朗。本系列将捕捉、记录几个这样的瞬间。
这篇讲述的是杂交科技（Hybritech）公司和ICON技术的故事。现在市场上的验孕棒和很多快速诊断手段都是建立在ICON技术基础之上。 撰文 | 金淘沙拣
1978年，Ivor Royston 和 Howard Birndorf 在美丽的南加州圣地亚哥联合创立了 Hybritech，旨在开发新兴的单克隆抗体技术。公司名字是由 “hybridoma”（杂交瘤）和 “technology”（技术）两个词合成的。著名的VC公司凯鹏华盈（KPCB）是它的主要投资人。在 KPCB 的合伙人 Brook Byers 的推动下，Hybritech主攻诊断行业。在1981-1986期间，他们推出了一系列以单抗为基础的诊断试剂盒，包括IgE（诊断过敏）、HCG（测怀孕）和PSA（筛查前列腺癌）等诊断产品。
在 Hybritech 之前，诊断试剂盒都是以多克隆抗体为基础，存在很多缺陷。首先，多克隆抗体每次生产都需要接种动物，流程复杂，成本高，而且无法保证批次与批次之间的稳定性。第二，多克隆抗体的特异性差，和靶抗原之外的其它抗原也会结合，测试容易出现假阳性。第三，多抗对靶抗原的亲和性不高，导至测试的灵敏度低。第四，以多抗为基础的诊断手段几乎全都用到放射性同位素，而且流程繁琐，需要使用离心机，还要多点校正。第五，多克隆抗体无法确定其在靶抗原上的结合表位，这让很多后来流行的“三明治“式免疫检测手段无法实现。而用单克隆抗体取代多抗，这些缺点就都可以避免。
Hybritech最初的几个产品都是建立在自主开发的TANDEM技术之上。TANDEM是今天 “三明治” 式免疫检测技术的雏形。让我们以 TANDEM-HCG 检测方法为例来了解一下这一技术（图1）。HCG或人绒毛膜促性腺激素是胚胎周围细胞（着床后形成胎盘）分泌的一种蛋白激素，它在孕妇血液和尿液中的浓度会大幅上升。检测女性尿液中的HCG浓度就成为怀孕检验的标准手段。TANDEM-HCG试剂盒中包括两个靶向HCG的小鼠单抗，一个靶向HCG的α亚基（“一抗”），固定在塑料珠子的表面；另一个靶向HCG的β亚基（“二抗”），游离在溶液中。二抗或者用同位素标记，或者和酶偶联。偶联的酶会把无色的底物转变为有色的产物。一抗的作用是捕捉、固定抗原，而二抗的作用是产生信号，便于定性或定量测定。
图1. TANDEM-HCG测试的工作机理。注：图中HCG形象来自参考资料4 Hybritech的主要客户是临床实验室，主要竞争对手为雅培、罗氏等大公司。Hybritech是第一家将单抗技术引进诊断产品的公司，在创立早期占有技术优势。但由于单抗杂交瘤技术的两位发明人并没有申请专利，其它竞争对手也有可能快速跟进，所以Hybritech在成立初期小心翼翼，尽量避免和大公司正面交锋。比如，他们特意避免去开发乙肝病毒测试盒，那是雅培的一个主要诊断产品。虽然他们预测使用单抗会显著提高这一产品的灵敏性和特异性，但他们并不想过早地引起雅培的注意。然而，竞争的到来是必然的，只是早晚的事。当Hybritech推出TANDEM-HCG产品时，由于其测试时间只要1小时45分钟，而且性能优于市场上其它竞争产品，它迅速地成为市场领头产品。不久罗氏也推出了类似的HCG诊断产品，将测试时间缩减到1小时30分钟。TANDEM-HCG 的销售增长因此出现停滞。Hybritech面临的挑战一是要不断推出更好的新产品，二是要不断改善旧产品，保持甚至扩增已有的市场份额。我们故事的主角就是在这个时刻低调出场的。
古那司.沃克斯（Gunars Valkirs）是土生土长的圣地亚哥人。他对数学有极高的天分，但又不想做纯粹的数学研究。于是在读本科时他选择了加州大学圣地亚哥UCSD的物理专业。1974年，大学毕业前夕，沃克斯在申请研究生院时收到了哈佛的录取通知书。他的本科指导教授则劝他留在UCSD，在他的实验室完成博士学位，并答应给他助研奖学金，这样他在研究生期间只需专心科研，而不需要教课。沃克斯同意了。其实使他留在圣地亚哥的最重要的因素是天气—— 他担心自己忍受不了波士顿漫长而又寒冷的冬天。
图2. 1997年的古那司.沃克斯 (Gunars Valkirs)。图片来源：参考资料8 沃克斯攻读博士的过程并不顺利。他要拿的是物理学博士学位，但论文课题是用免疫手段研究光合细菌的膜蛋白。也就是说他的科研是跨界的——他学的是物理课，研究生资格考试考的也都是物理科目，而做的实验却是生物方面的。这种错位让他在遇到困难的时候很难找到合适的人指导。好在他的导师对他比较宽容，并不催促他毕业。这样，他花了8年的时间才获得了博士学位。
在读博期间，沃克斯就一直关注当地的Hybritech公司——阳光下山顶上那群闪闪发光的建筑格外惹眼。他也了解Hybritech的技术和产品，感觉和自己的研究方向很契合。1981年12月的一天，他径直来到了Hybritech，和前台说自己要申请工作。他填写了几份表格便离开了。Hybritech是他当时申请的唯一一 家公司，这也是他人生中唯一的一次求职经历。
沃克斯遇上了一个很好的时机。Hybritech刚于1981年10月完成IPO，银行账户里存着刚募集来的一千两百万美金。Hybritech雄心勃勃，准备招兵买马，扩大规模。在经过一天的面试后，沃克斯于1982年2月收到了Hybritech的聘函。他的聘用后来让 CFO Tim Wollaeger 迷惑不解，“我们招一个物理博士干什么？”
沃克斯的主要工作是改善TANDEM诊断技术，提高它的速度和灵敏性。他很喜欢Hybritech的工作环境。实验室里的仪器都是新的，这和学校不一样。他和同事们也相处融洽，虽然怪人不少，但好在大家之间平等、自由。
在沃克斯到来之后，Hybritech推出了TANDEM显色技术。一抗被固定在直径为0.6厘米的尼龙珠子表面，测试时需要取一个珠子放在试管里，再添加待测样品液和酶联二抗。二抗上偶联的是碱性磷酸酶（alkaline phosphatase）。三样东西混合好之后，需要不断摇晃30分钟，以便形成 “尼龙珠-一抗-HCG-酶联二抗” 的复合体。之后，还要将尼龙珠反复清洗，洗掉没有结合的二抗。接着在溶液中加入底物磷酸吲哚酚（indoxyl phosphate），最后再等30分钟。磷酸吲哚酚被碱性磷酸酶转变为靛蓝（indigo blue） | 
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