杰克·安德拉卡:发明胰腺癌检测新方法的天才少年

2014-04-29 00:00:00JenniferBarone赵越
新东方英语·中学版 2014年9期

胰腺癌堪称“癌症之王”,患者只要被诊断患有胰腺癌,就已经到了晚期,药石同效。对此,整个医学界都无可奈何。出人意料的是,打破这个僵局的人竟是一个最初对胰腺癌一无所知的中学生。来自美国马里兰州的15岁少年杰克·安德拉卡通过潜心研究,发明了既便宜又精准的快速检测胰腺癌的方法。他是怎么做到的呢?

两年前,杰克·安德拉卡的一个好朋友因患胰腺癌去世,失去朋友对他造成了沉重的打击。通过阅读该疾病的相关信息,这位来自马里兰州克朗斯维尔市的少年了解到,胰腺癌这个无声的杀手悄悄潜入患者体内,往往令人难以察觉病情发展,直到为时已晚,无法医治。仅在美国,每年就有多达40,000人死于胰腺癌。对此,杰克决定要做点什么。

15岁那年,杰克发明了一种既便宜又精准的快速检测方法,能够在胰腺癌萌芽之际将其测出。这种检测方法作为常规体检的一部分,能够拯救成千上万的生命。在去年(译注:本文写于2013年)的英特尔国际科学与工程大奖赛上,杰克凭借这一发明获得了75,000美元的最高奖金。

杰克抗击胰腺癌的使命从短时间内攻克很艰深的东西开始。“我那时甚至都不知道胰腺是什么。”他坦言。为了解这位“敌人”,他先是求助于谷歌和维基百科,而后又开始翻阅研究论文。

杀手概述

杰克了解到,胰腺身兼二职,既是消化器官,也是内分泌器官。如果胰腺中长了肿瘤,起初通常不会引起什么症状。而最终会出现的症状(如背部酸痛、恶心呕吐、体重减轻等)也和许多可能的诱因引起的症状相同,都很常见。通常等到胰腺癌被查出时,癌细胞早已扩散到了身体的其他部位。

在被医生诊断出患有胰腺癌后,仅有20%的患者能活过一年。“影响胰腺癌患者死亡率最大的因素之一可能会来自改进后的胰腺癌早期检测。”马里兰州巴尔的摩市约翰霍普金斯大学的癌症研究者阿尼尔班·迈特拉说。

杰克认为,这个难题一部分在于目前尚无针对胰腺癌的常规筛查。虽然有抽血化验,但这种方法仅能检测出70%的病例,且费用高达好几百美元。虽然可以进行肿瘤成像扫描检查,但有些人会对该检查所用的染剂过敏。而且,患者在扫描过程中会受到放射线照射,受到过多辐射的细胞会因此受损。所以,尽管该检查被认为是安全的,但如果缺乏充足的理由,医生并不会用这种检查方法。

以上这些检查方法价格过于昂贵且对肌体有损伤,并非人人适用。“我那时确信一定有一种更好的方法。”杰克说。他想要发明一种简便的检测方法,能在癌细胞扩散前检测出胰腺癌。

寻求解决方案

杰克查阅了许多科学期刊,偶然发现了一个数据库,其中列出了健康的人和各类癌症患者血液中8000种不同蛋白质的含量。他逐一仔细查看了这份清单,直到有了重大发现——一种名为“间皮素”的蛋白质。在健康的人体内,间皮素含量很低:而在胰腺癌、卵巢癌或肺癌患者体内,其含量大大超过一般水平。

早在症状出现之前的患病最初阶段,这种蛋白质头一个就会急剧增多——在此阶段,利用手术切除癌症肿瘤尚能挽救患者的生命。杰克意识到,可以将间皮素作为检测以上三种癌症的生物标记物或显著指标。医生可以检测患者的血液样本,如果血液中的间皮素含量很高,那么他很有可能就是癌症患者。

接下来的难题就在于弄清楚如何能快速检测出血液中的这种生物标记物,且成本要低。一天,杰克在九年级的生物课上找到了这个问题的答案。他的老师当时在讲抗体。正如一把钥匙配一把锁,一种抗体蛋白可以通过和一种与自身完全匹配的特定分子相结合来帮助人体抵御病毒感染。杰克意识到,抗体可能会是检测间皮素的一种理想方式。一种仅能与间皮素相结合的抗体就能够显示出血液样本中的间皮素含量,这也就意味着医生可以据此判断出某人是否有可能身患癌症。

坚持终有所报

萌发了用抗体来检测癌症的想法之后,杰克需要一间实验室对此进行验证。

他联系了200位不同的研究人员,询问自己可否在他们的实验室进行试验。只有一位研究人员迈特拉给了他充满鼓励的回复。迈特拉邀请杰克来约翰霍普金斯大学面谈。他就杰克的研究计划追根究底地向杰克发问,足足问了一个小时。最终,迈特拉答应给杰克一个机会。

经过数月的悉心研究,杰克对多种抗体进行了试验,以确定哪种抗体与间皮素结合时最牢固、最具特定性。然后,他在小试纸上沾满了这种抗体。

为验证这些试纸对间皮素的检测效果是否可靠,杰克将不同浓度的间皮素与溶液混合在一起,再将试纸蘸入其中。试纸表现得完美无缺:它们能够准确检测出不同数量的间皮素,而这意味着这些试纸能够及时检测出胰腺癌,从而挽救生命。

“得到这些初始结果时,我在实验室里四处狂奔尖叫,”他说,“幸好当时是深夜,实验室里没有人,没人看到我那副模样。”

实际检测

接下来的一个大难关是要用实际血液样本对杰克的试纸进行检测,首先是老鼠的血液样本,然后是人类的。这些试纸在实际检测中非常成功,一次又一次准确地将癌症患者的血液样本与健康人的血液样本区分了开来。

每张检测试纸仅需三美分的制作成本,并且在五分钟之内便能显示出结果。杰克已为该检测方法申请了专利,他希望再经过几年的研究,这种检测方法能够出现在常规体检中。

现年16岁的杰克已经迫不及待想看到自己发明的检测方法能够开始帮助拯救生命。“每个人都可以搞科学,”他说,“你所需要的仅仅是一个想法和一份热情。”