診斷早期胰腺癌

美國15歲高一男孩發明了診斷早期胰腺癌的方法
1997年4月，我帶6歲的女兒去看她的兒科醫生凱普蘭（S. Kaplan）。因為我們要在6月全家回大陸探親，凱普蘭建議給女兒打乙肝疫苗，因為大陸是乙肝流行區。凱普蘭是個30多歲的猶太人，哈佛醫學院畢業。為人熱情親切幽默風趣。從女兒出生就與我們相熟，女兒很喜歡他。他那時剛開了自己的疹所，新婚不久，太太也是醫生，小日子過得紅紅火火。 8月份我們從大陸回來，我打電話跟他預約女兒的年檢。接電話的秘書說對不起，凱普蘭醫生上個月過世了！我以為聽錯了，又問了一遍，秘書說是患胰腺癌，從發病到去世不到三個月！我當時目瞪口呆，半晌說不出話來，但卻記住了胰腺癌這個可怕的名詞。
胰腺癌真是可怕，幾年前世界男高音之王帕瓦羅蒂死於胰腺癌，一年多前又奪走了電腦天才喬布斯的生命，昨天又聽到唱紅《外婆的澎湖灣》的台灣歌星潘安邦去世的消息，也是胰腺癌！不僅大發明家大歌星遭此荼毒，連著名的免疫醫學家斯坦曼（RMSteinman）也不能倖免。 2011年9月30日，驚悉大師患胰腺癌不治的惡耗，而3天后傳來他獲得諾貝爾醫學獎的喜訊，成為歷史上首位去世後獲得諾貝爾獎的科學家。
胰腺癌的可怕在於它的毫無預警的突發性，在於至今沒有特效藥物，在於胰臟深藏於體內，早期的檢測和診斷十分困難，也十分昂貴。一旦出現症狀被確診，大都到了晚期，90%的患者存活期不到一年。在被確疹的患者中，因病灶小未擴散而可以接受手術的不到10%。但因胰臟位置隱秘，結構複雜，血管豐富，手術的難度精度要求都很高，成功率較低。即便手術成功，患者的平均生存期也僅有17個月。可見胰腺癌的凶險殘忍，因此被稱之為癌症之王。由上述可知，一旦胰腺癌到了晚期，幾乎等於判了死刑。不論怎樣努力，幾乎都是徒勞，已是無力回天了。所以目前要征服胰腺癌這個魔頭，關鍵的關鍵是能做到早期診斷，提前預警，採取措施，把腫瘤消滅在萌芽狀態。
地球人都明白，這個道理好說，也好懂，但就是不好做！要完成如此艱難的任務，需要何等超人的智慧和毅力！
然而就在去年五月，這個胰腺癌早期診斷的頂尖難題被非常漂亮地攻克了！只用一片小小的試紙和一滴血，5分鐘內即可診斷出早期胰腺癌，神奇吧！這位光環耀眼的發明家是誰呢？告訴你，它既不是滿腹經綸的碩彥鴻儒，也不是妙手回春的杏壇奇宿，而是一個乳臭未乾的小小少年，他的名字叫傑克安德拉卡（Jack Andraka），馬里蘭州克朗維爾市一個高中一年級的學生，時年僅15歲！他的這一發明使他榮獲2012年英特爾國際科技竟賽（Intel ISEF）的最高大獎，讓他的名字立刻響遍了全球。這一發明是如何實現的呢？就讓我們來看看小傑克走過的人生之路吧。
傑克的爸爸是個工程師，媽媽是個麻醉師，還有個大他兩歲的哥哥路克（Luke）。這一家四口人不大喜愛讓美國人如痴如狂的足球和棒球，而是非常熱愛科學技術，家裡訂了無數的科技雜誌。每天晚飯後，一家人不是坐在沙發上看電視的球賽，而是四四方方整齊地圍坐在桌邊。但不是打麻將，而是閱讀科學雜誌，討論有興趣的內容，發揮自己的想像和新主意。 2010年哥哥路克參加英特爾國際科技竟賽，以一篇《礦井酸液排放對環境的影響》的論文拿回了9.6萬美元的大獎，2011年又獲得麻省理工學院的思想大獎（MIT THINK，其全稱是：Technology for Humanity guided by Innovation, Networking, and Knowledge）。此外這弟兄倆還獲得過很多不同規格的其他獎項，套句中國人的話：他們就是獲獎專業戶。
正是這種家庭氛圍薰陶，培養了傑克對科學的熱愛和敏銳的思維。而他的叔叔和一個朋友先後死於胰腺癌，讓他悲痛不已，暗暗下定了挑戰胰腺癌的決心。他悄悄地閱讀了大量有關資料，感到用常規的方法難以奏效，就把目光投向了新興的納米技術。俗話說，初生牛犢不怕虎，因為年輕，沒有習慣思維的包袱，接受新事物快，傑克的成功不是偶然的。上個世紀80年代誕生了掃描隧道顯微鏡，使觀察0.1 - 100 納米長度範圍的分子原子結構成為可能，於是一門嶄新的納米科學技術便應運而生。傑克感興趣的是一種稱為巴基管（bucky tubes,又稱碳納米管carbon nanotubes）的納米材料，是90年代用石墨電弧製備巴基球時發現的。巴基管是由一層碳原子以六邊形或五邊形相互聯結，捲曲而成的中空管，直徑僅幾納米。
因為巴基管具有高強度，高導熱導電性，傑克的主意是用巴基管材料和間皮素（ mesothelin，MSLN）的抗體塗在濾紙上，就製成了檢測血液中間皮素的含量的試紙。其原理是，早期胰腺癌患者雖無症狀，但血液中的間皮素水平已高於正常。當間皮素與試紙上的抗體特異性地結合後，會體積變大，從而改變了巴基管的導電性能，電子信號變弱。血液中間皮素越多，電子信號也越弱。這種強弱的變化通過試紙上的生物感應器（biosensor）閱讀，從而達到測量間皮素含量的目的。也可把這種電子信號的變化轉化為試紙色調的變化，如同用PH 試紙來測量溶液中的PH 值一樣。多次試驗的結果，準確度超過90%。
這裡要簡單說一下間皮素，有人稱為間皮索，這是一種器官腔室內，兩層薄膜間的內壁細胞所產生的一種抗原。本質上是糖蛋白，作用尚不明了。是Chang K.（好像是咱們同胞哈！Kai H. Chang, Ph.D.Diploma Electrical Engineering, Taipei Institute of Technology, 1977M.S. Electrical and Computer Engineering, Univ. of Cincinnati, 1982Ph.D. Electrical and Computer Engineering, Univ. of Cincinnati, 1986）於1996年發現的。原始間皮素被酶解成兩部分，氨基端部分溶於水，可進入血液和尿液，也是被傑克試紙所測量的成份。間皮素在健康人的血液中含量很低，但在胰腺癌，肺癌，卵巢癌，胃癌和其他某些癌症的患者血液裡含量很高。所以傑克試紙同時可以檢測這些癌症。理論上說，只要把與巴基管混和的抗體改變一下，傑克試紙可以檢測出所有的癌症患者。由於巴基管的超高靈敏度，能夠測出血樣中低至0.156 ng/mL的間皮素濃度。與傳統的檢測方法相比，傑克試紙測試速度快了168倍，靈敏度提高400倍。每做一次血樣檢測代價僅3美分，比傳統方法價格便宜26,667倍！
據悉，傑克現在計劃將他發明的"神奇測癌試紙"向公眾進行大規模市場推廣。
目前許多美國科學家都已經認同傑克的神奇發明，還有人宣稱這項醫學發明甚至有望改變整個醫學史的進程，但是在傑克剛開始這項發明時卻受夠了冷眼和輕慢。那時他為了測試巴基管和抗體塗片的合適濃度，需要用掃描電鏡測量塗料層的厚度，到處尋找實驗室的幫助。他給各地的科學家發出了197份電子郵件求助，但統統遭到拒絕。甚至被譏諷嘲笑為異想天開，因為此前誰也沒聽說過納米管可以做試紙塗料。直到第198個科學家、美國約翰*霍普金斯大學的腫瘤學教授安尼爾班*邁特拉教授才慧眼識英豪，允許他在自己的實驗室中進行研究，還幫助傑克一起優化他的測癌方法。

http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2270016/The-15-year-old-schoolboy-invention-revolutionise-cancer-detection.html

Did this 15-year-old just change the course of medicine? Schoolboy invents early test for pancreatic cancer that killed Steve Jobs
Jack Andraka's new test detects pancreatic cancer earlier than any other Deadly disease, currently kills 19 out of 20 within five years, He claims his invention could raise survival rates to 'close to 100 per cent'

By DAMIEN GAYLE

PUBLISHED: 10:12 GMT, 29 January 2013 | UPDATED: 18:38 GMT, 29 January 2013  A 15-year-old schoolboy could save millions of lives after he invented a new, low-cost test that can detect the early stages of a deadly form of cancer.

Jack Andraka from Crownsville, Maryland, developed a simple dip-stick test for levels of mesothelin, a biomarker for early stage pancreatic cancer found in blood and urine.

It promises to revolutionise treatment of the disease, which currently kills 19 out of 20 sufferers after five years - largely because its so difficult to detect until its final stages.
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