胰腺癌堪稱“癌癥之王”,患者只要被診斷患有胰腺癌,就已經(jīng)到了晚期,藥石同效。對此,整個醫(yī)學(xué)界都無可奈何。出人意料的是,打破這個僵局的人竟是一個最初對胰腺癌一無所知的中學(xué)生。來自美國馬里蘭州的15歲少年杰克·安德拉卡通過潛心研究,發(fā)明了既便宜又精準(zhǔn)的快速檢測胰腺癌的方法。他是怎么做到的呢?
兩年前,杰克·安德拉卡的一個好朋友因患胰腺癌去世,失去朋友對他造成了沉重的打擊。通過閱讀該疾病的相關(guān)信息,這位來自馬里蘭州克朗斯維爾市的少年了解到,胰腺癌這個無聲的殺手悄悄潛入患者體內(nèi),往往令人難以察覺病情發(fā)展,直到為時已晚,無法醫(yī)治。僅在美國,每年就有多達40,000人死于胰腺癌。對此,杰克決定要做點什么。
15歲那年,杰克發(fā)明了一種既便宜又精準(zhǔn)的快速檢測方法,能夠在胰腺癌萌芽之際將其測出。這種檢測方法作為常規(guī)體檢的一部分,能夠拯救成千上萬的生命。在去年(譯注:本文寫于2013年)的英特爾國際科學(xué)與工程大獎賽上,杰克憑借這一發(fā)明獲得了75,000美元的最高獎金。
杰克抗擊胰腺癌的使命從短時間內(nèi)攻克很艱深的東西開始?!拔夷菚r甚至都不知道胰腺是什么?!彼寡?。為了解這位“敵人”,他先是求助于谷歌和維基百科,而后又開始翻閱研究論文。
殺手概述
杰克了解到,胰腺身兼二職,既是消化器官,也是內(nèi)分泌器官。如果胰腺中長了腫瘤,起初通常不會引起什么癥狀。而最終會出現(xiàn)的癥狀(如背部酸痛、惡心嘔吐、體重減輕等)也和許多可能的誘因引起的癥狀相同,都很常見。通常等到胰腺癌被查出時,癌細(xì)胞早已擴散到了身體的其他部位。
在被醫(yī)生診斷出患有胰腺癌后,僅有20%的患者能活過一年?!坝绊懸认侔┗颊咚劳雎首畲蟮囊蛩刂豢赡軙碜愿倪M后的胰腺癌早期檢測?!瘪R里蘭州巴爾的摩市約翰霍普金斯大學(xué)的癌癥研究者阿尼爾班·邁特拉說。
杰克認(rèn)為,這個難題一部分在于目前尚無針對胰腺癌的常規(guī)篩查。雖然有抽血化驗,但這種方法僅能檢測出70%的病例,且費用高達好幾百美元。雖然可以進行腫瘤成像掃描檢查,但有些人會對該檢查所用的染劑過敏。而且,患者在掃描過程中會受到放射線照射,受到過多輻射的細(xì)胞會因此受損。所以,盡管該檢查被認(rèn)為是安全的,但如果缺乏充足的理由,醫(yī)生并不會用這種檢查方法。
以上這些檢查方法價格過于昂貴且對肌體有損傷,并非人人適用?!拔夷菚r確信一定有一種更好的方法?!苯芸苏f。他想要發(fā)明一種簡便的檢測方法,能在癌細(xì)胞擴散前檢測出胰腺癌。
尋求解決方案
杰克查閱了許多科學(xué)期刊,偶然發(fā)現(xiàn)了一個數(shù)據(jù)庫,其中列出了健康的人和各類癌癥患者血液中8000種不同蛋白質(zhì)的含量。他逐一仔細(xì)查看了這份清單,直到有了重大發(fā)現(xiàn)——一種名為“間皮素”的蛋白質(zhì)。在健康的人體內(nèi),間皮素含量很低:而在胰腺癌、卵巢癌或肺癌患者體內(nèi),其含量大大超過一般水平。
早在癥狀出現(xiàn)之前的患病最初階段,這種蛋白質(zhì)頭一個就會急劇增多——在此階段,利用手術(shù)切除癌癥腫瘤尚能挽救患者的生命。杰克意識到,可以將間皮素作為檢測以上三種癌癥的生物標(biāo)記物或顯著指標(biāo)。醫(yī)生可以檢測患者的血液樣本,如果血液中的間皮素含量很高,那么他很有可能就是癌癥患者。
接下來的難題就在于弄清楚如何能快速檢測出血液中的這種生物標(biāo)記物,且成本要低。一天,杰克在九年級的生物課上找到了這個問題的答案。他的老師當(dāng)時在講抗體。正如一把鑰匙配一把鎖,一種抗體蛋白可以通過和一種與自身完全匹配的特定分子相結(jié)合來幫助人體抵御病毒感染。杰克意識到,抗體可能會是檢測間皮素的一種理想方式。一種僅能與間皮素相結(jié)合的抗體就能夠顯示出血液樣本中的間皮素含量,這也就意味著醫(yī)生可以據(jù)此判斷出某人是否有可能身患癌癥。
堅持終有所報
萌發(fā)了用抗體來檢測癌癥的想法之后,杰克需要一間實驗室對此進行驗證。
他聯(lián)系了200位不同的研究人員,詢問自己可否在他們的實驗室進行試驗。只有一位研究人員邁特拉給了他充滿鼓勵的回復(fù)。邁特拉邀請杰克來約翰霍普金斯大學(xué)面談。他就杰克的研究計劃追根究底地向杰克發(fā)問,足足問了一個小時。最終,邁特拉答應(yīng)給杰克一個機會。
經(jīng)過數(shù)月的悉心研究,杰克對多種抗體進行了試驗,以確定哪種抗體與間皮素結(jié)合時最牢固、最具特定性。然后,他在小試紙上沾滿了這種抗體。
為驗證這些試紙對間皮素的檢測效果是否可靠,杰克將不同濃度的間皮素與溶液混合在一起,再將試紙蘸入其中。試紙表現(xiàn)得完美無缺:它們能夠準(zhǔn)確檢測出不同數(shù)量的間皮素,而這意味著這些試紙能夠及時檢測出胰腺癌,從而挽救生命。
“得到這些初始結(jié)果時,我在實驗室里四處狂奔尖叫,”他說,“幸好當(dāng)時是深夜,實驗室里沒有人,沒人看到我那副模樣?!?/p>
實際檢測
接下來的一個大難關(guān)是要用實際血液樣本對杰克的試紙進行檢測,首先是老鼠的血液樣本,然后是人類的。這些試紙在實際檢測中非常成功,一次又一次準(zhǔn)確地將癌癥患者的血液樣本與健康人的血液樣本區(qū)分了開來。
每張檢測試紙僅需三美分的制作成本,并且在五分鐘之內(nèi)便能顯示出結(jié)果。杰克已為該檢測方法申請了專利,他希望再經(jīng)過幾年的研究,這種檢測方法能夠出現(xiàn)在常規(guī)體檢中。
現(xiàn)年16歲的杰克已經(jīng)迫不及待想看到自己發(fā)明的檢測方法能夠開始幫助拯救生命。“每個人都可以搞科學(xué),”他說,“你所需要的僅僅是一個想法和一份熱情?!?/p>