其他

尋找科學與人生的解藥

父親罹患癌症的無助,令剛開始在美國讀博士班的我,開始尋找人生無常與治療癌症的解藥。

撰文/余潔思
2015-12

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尋找科學與人生的解藥

父親罹患癌症的無助,令剛開始在美國讀博士班的我,開始尋找人生無常與治療癌症的解藥。

撰文/余潔思
2015-12


在我美國碩士班期末考前,和我感情一直很好、一路支持我走上學術研究之路的父親,告訴我他得了肝癌,要開始在醫院接受治療。聽到這個消息,我和家人一樣震驚,匆匆訂了機票返台。由於我是全家唯一有生物學背景的人,心情還算鎮定的爸爸告訴我,他想要多了解癌症,想知道如何面對癌症。照著平常跟爸爸聊研究、聊科學的習慣,我到書店找了很多科普書,在癌症書籍區不經意瞥了一眼幾位醫生寫的書,我就一起買了,心情紛亂下一併帶回去給父親看,宛如一個被指派找參考文獻的學生。

爸爸看了很失望:「這都不是我想要看的,難道沒有生物學家寫相關的書嗎?我現在沒有心力認識深奧的致癌機制,我也不是要做專業研究,我需要在很短的時間內,透過淺顯易懂的文字,了解癌症這個疾病的致病原因,還有從各個層面,讓我可以應用有科學根據的方式去面對癌症的書。我想知道的,比較像是:癌症是什麼?如何預防?如何治療?病人會面臨哪些身體與心理的變化?」在那一瞬間我才發現,學習了這麼多年的生物學,我面對罹患癌症的家人,仍沒有一個生物學家應有的專業素養與態度。

自己和家人一樣心情焦慮、無所適從,我甚至找了與爸爸化療、標靶藥物相關的研究論文,努力想要讀懂,看著文獻中「患者壽命顯著延長數個月」的文字和那些生存曲線,我心中卻只想著生與死,腦中畫面是一片黑白。


轉換跑道

回到美國後,我決定轉換研究方向,研究所的高田義一老師實驗室,主要研究有效治癒癌症的標靶藥物與機制,當時徬徨失措的我,希望可以在尖端的癌症研究中,找到生命的一線希望,因此我加入了高田義一老師的實驗室,開始追尋治療癌症的解藥。

但是癌症研究,其實沒有這麼簡單!

癌症是一種複雜疾病,一般認為是由一群「不會死亡的可怕邪惡細胞」不斷異常增生所造成。但是不只癌細胞服下秦始皇追尋的「長生不老藥」,病患全身更遭受「長生不老的癌細胞」所影響。目前臨床上常用的癌症標靶藥物,主要都是針對這些長生不老的癌細胞,卻忽略了提供這些癌細胞養份來源的鄰近組織,稱為「腫瘤微環境」(tumor microenvironment)。近幾年來,探討癌細胞新陳代謝機制的研究與日俱增,更多科學家在思考癌症時,除了研究癌細胞中過度表現的致癌物,例如生長因子(growth factor),也開始關注鄰近癌細胞的腫瘤微環境。

某些癌症例如胰臟癌,會因為特殊的腫瘤微環境而造成治療上的困難,即是癌症倚仗環境優勢而難以治療。於是許多科學家投入研究腫瘤微環境中可能與癌細胞有交互作用的因子,還嘗試發展新的檢測方式。這也是為什麼近幾年來,越來越多的病患先做個人基因組解碼的檢測,才決定治療方針的原因。

我的指導教授高田義一,當年在哈佛大學發現並純化出多種「整合素」(integrin),來到加州大學戴維斯分校皮膚科研究部擔任教授時,藉由電腦模擬技術,發現許多致癌物質與整合素有直接交互作用,因此開始研究整合素、生長因子和免疫系統之間的交互作用,探討是否能做為對抗癌症的生化機制。

這呼應了癌症研究領域中逐漸興起、探討腫瘤微環境的新趨勢,方向十分新穎,讓我興奮地決定加入高田老師的實驗室。我的研究方向是探討連接癌細胞與腫瘤微環境的整合素與癌細胞中普遍過度表現的生長因子,以及兩者之間的交互作用,並致力把研究成果應用在臨床上,進行癌症的轉譯醫學研究。


追尋治癌藥物的旅程

連接癌細胞與腫瘤微環境的整合素,到底是扮演什麼樣的橋樑呢?整合素是由α跟β兩個次單體組成的跨膜蛋白質,因此又稱為「組合蛋白」,目前科學家發現了18種α與8種β,共有24種組合。之前科學家的研究方向,著重在探討整合素與細胞外間質(extracellular matrix)的交互作用,認為整合素是連接細胞與細胞外間質的橋樑。

然而有趣的是,整合素與生長因子所調控的細胞行為,例如增生、遷徙、存亡等,都是透過相同的機制與過程,更重要的是,在癌細胞中經常發現整合素與生長因子過度表現的現象。

「為什麼呢?癌細胞跟所處環境的交互作用應該很重要!難道我們過去潛心研發標靶癌細胞的治療方式是錯的嗎?」、「為什麼外科手術、化療跟放射線治療那些『一網打盡』的傳統做法仍舊有比較好的立即效果?」這些年來,這些問題不時出現在高田老師跟我的討論中,我們不斷思索著癌症治療「一網打盡」與「精確瞄準」的優缺點。

簡單來說,化療是以「無差別」的破壞方式把正常細胞與癌細胞一起殺光,因此往往造成一連串副作用,例如掉髮、食慾不振、體重減輕與免疫力下降等;相反地,標靶藥物治療卻又因為過度精確瞄準某個對特定癌細胞具有重要影響力的因子,造成癌細胞承受過度的生存壓力而啟動存亡機制,對標靶藥物產生了抗藥性。一旦這個舉足輕重的標靶因子不再具有關鍵地位,甚至產生了新的致癌因子,就會成為標靶藥物治療的惡性循環,也破壞了病患的基因組穩定性,因而無法達到預期治療效果。

於是,尋找能夠讓癌症患者的正常細胞、癌症微環境與癌細胞一起和諧共生的治療方式,成為我們實驗室研究的首要目標。我們最初是藉由免疫生化反應去檢測生長因子與整合素的直接鍵結關係,並研發出致癌蛋白的突變體,希望藉由阻止致癌蛋白與整合素的連結,打斷癌細胞與供給癌細胞血液、養份的腫瘤微環境的交互作用,進一步研發更具治療效力的標靶藥物。


人生的標準答案?

在我通過博士班資格考後,按照先前所規劃的方向繼續研究血管增生假說,一開始實驗還算順遂,也有了血管增生素與整合素在生化反應上的嶄新發現,但到最後一步的雞胚胎卵黃囊實驗(參見97頁〈從雞胚胎卵黃囊實驗,尋找潛力蛋白質〉),卻無法完全印證原本的假說「讓有製藥潛力的標靶蛋白質抑制劑顯著抑制雞胚胎血管增生」。

原本意氣風發的我當下很挫敗,卻又不認輸地一試再試。半年後,因為自己的固執,研究進度依舊在原地打轉,老師終於找我長談:「Jessica,妳覺得這半年來的努力,妳得到什麼結論?」當下我只覺得很抱歉,支支吾吾地說:「對不起,讓老師失望了。」

老師露出失望的神色說:「重點不是對不起,重點是科學上的真實。我們不是拿著一個已知事實去對答案,我們是在尋找符合真理的真實,這是科學家的精神。人生也是如此,人生沒有標準答案,博士也沒有一定的標準出路,每個人都有自己的答案,這就是妳來讀博士班,會跟大家一起經驗的歷程。」

我才驚覺,自己落入了想要找到「世界上唯一的解藥、快速拯救全人類」的迷思。我以為我就要成為科學女超人,而忘了看看其他同學在做什麼,怎樣在日復一日、有時成功、有時失敗的實驗生活裡,找到那個讓自己「快樂做研究」的人生解藥。

我終於開始享受應研究所邀請而來的學者的演講,開始享受實驗室的進度報告,因為每一步、每一個和自己不同的看法、觀點與意見,都是走向找出癌症解藥的一小步。當然,癌症研究不是一朝一夕就能得到令人滿意的結果。父親在我博士班入學前的盛夏辭世了,父親過世前,溫柔地對我說:「對妳走上研究之路,我可以很驕傲地說,我已經了無遺憾。但是人生還有很多重要的事情,妳一定要找到自己的那條路。」

從死亡的低谷裡,憑著信心,我學習不只面對癌症研究,還有科學家應保有的生命暖度,走出一條自己的研究與人生之路。我們的每一小步,都會緩慢而確實地改變這個世界,讓每一個活著的瞬間,都是盼望的積分。