【人物專訪19】「做研究是很寂寞的,你要撐得住寂寞!」揭露生命體的蛋白密碼,陳玉如領銜台灣癌症登月計畫

by Yang-Kuang Chao
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採訪 ‧ 撰稿  /  許凱婷 (科學推展中心執行編輯)

採訪團隊踏入中央研究院的當日,經過黃色警示牌的實驗室,微光斜傾,儀器上懸浮著微妙霧氣,瀰漫著對於未知的嚮往,我們走進中央研究院化學研究所特聘研究員陳玉如的辦公室,聽她娓娓道來關於生命科學的冒險旅程。

陳玉如提到,在高中參與化學營後,發覺化學實驗十分有趣,所以將台大化學系當作第一志願。如願考上台大後,因同儕都很優秀,唸書不像從前一樣容易取得好成績,加上那時候很迷作家三毛,她燃起想要當作家的夢想,大學前兩年熱衷於看電影、寫散文,後意識到才情有限,加上成績下滑,好幾個科目都被當,一度質疑自己真的適合化學系嗎?大三時,進入中研院原子與分子研究所曾文碧老師實驗室做專題,以儀器分析氣相分子為主軸,她從儀器操作中重拾做實驗的樂趣,開啟對儀器分析的興趣,後來在曾老師的介紹下,到國外念物理化學。

三毛影響她一生,勇敢果決的探索未知世界

她強調在那個年代,其實出國不是件容易的事情,她特別愛看三毛《撒哈拉故事》,透過她的筆,另個截然不同的世界躍然於眼前,讓人想效仿她樂觀跟追尋愛的那種堅持,後來出國念博士班,也是受到三毛的影響,申請到獎學金後,就勇敢去探索未知的世界。

在愛荷華州立大學念博班時,她研究質譜儀的設計跟應用,測量在大氣化學中的重要分子,那時候的經驗,讓她了解化學是她很想走的路,更是能當作一輩子的志業。畢業後,因緣際會到了中研院,本來想走儀器分析,可發現台灣環境跟美國並不一樣,尤其化學所並不是以物理化學為主,加上沒有太多機會去做原本的儀器設計,當時同事鄭建中(現任嘉義大學應化系)開口「你要不要做做看生化的分析?」,這句話引領她從質譜儀的分析開始應用到生化分子。

生物質譜技術,對於多數人而言,可能是個陌生的名詞。然而,這項技術卻扮演著讓人類得以解開生命體中蛋白秘密的關鍵角色。陳玉如解釋,生物質譜技術如同一個體重計,能夠測量分子的重量,就像我們用體重計來確定自己的體重,生物質譜技術則能確定分子的質量,再搭配蛋白質序列的比對,可以鑑定不同種類的蛋白質和其修飾。

陳玉如發現質譜對生化分析很有幫助,剛開始實驗是從DNA的基因檢測做起,到後來進入蛋白質體(Proteome)的世界後,因為大環境對於蛋白質的角色還不是那麼熟悉,質譜儀能幫助釐清整個生物體中,所有蛋白質的種類和濃度的變化及和生物功能的關聯性。

質譜儀的工作原理,類似於將分子拆解成碎片,然後進行測量。陳玉如提到,蛋白質體學(Proteomics)研究中的一項重要應用,就是將蛋白質分解成碎片,然後使用質譜儀來測量碎片的重量和氨基酸排列,以揭示蛋白質的組成和結構,從而更深入地了解其功能和特性,而且這種技術應用相當廣泛,從小分子藥物的分析,到我們日常食物中的毒素檢測,都能在其幫助下得以實現。

蛋白質揭露生命密碼,死亡課題讓她一戰成名

陳玉如相信質譜儀能解開生命體中所有蛋白秘密,尤其接觸到疾病和健康的問題後,確信這是她真正想探索的一條路,所以從完全不懂蛋白、不懂DNA和生化一路走來,這歷程讓她發現所謂的使命感,從此踏入蛋白質的世界。

她笑稱,當初選領域的時候,並不清楚生化分子有多困難,所以從DNA的檢測到蛋白質體的方法開發,就是因為不懂,所以才一頭栽下去。當時投入細胞膜蛋白質體的分析,不瞭解困難極大,研究將近四年多的時間,一直沒有具體成果,開始懷疑自己研究的目的,質疑自己有這能力嗎?終於在第五年迎來第一篇論文,剛開始發表文章還被拒絕,兩個月後,審查委員的意見雖然負面,卻開啟新思路,發現真正的成果其實比舊方法更有效率。

那段期間讓她明瞭,如果選題對了,即使是挑戰極大,撐過漫長時間,就會開創出一個新世界,加上膜蛋白大家都戲稱為死亡課題,一直沒有突破,開創更好的方法後,實驗室瞬間一戰成名,膜蛋白體分析變成實驗室的招牌。

「奈米質譜檢測」幫助大眾早期發現癌症,寂寞路上再也不孤單

陳玉如聊到,實驗室一直在進行原創性的研究,常與國際有很多鏈接,如果想成為學術上的leader,越到後面就會發現,似乎沒有同伴可以陪你一起前行,在創新的課題上,這種過程非常孤單。某次時任中研院副院長陳建仁與她開會的過程裡,鼓勵她「做研究過程是很寂寞的,你要撐得住寂寞」,當時一方面覺得感動,副院長好像感應到她的想法,後來也體悟,研究路上永遠不會只有一個人,可以與團隊一起努力,大家也都是這樣走過,當時副院長溫暖的態度和鼓勵,也影響她一生,她更鼓勵後進,只要有毅力恆心,去堅持想做的題目都是值得的。

「奈米質譜檢測」為實驗室與清華林俊成老師,一起合作研究用奈米材料去萃取血液中和疾病相關的蛋白,以質譜儀進行檢測,就會發現癌症和健康民眾的蛋白質結構變化,後演變為快速檢測的方法。在2021年時拿到國家新創獎,現在奈米質譜檢測已成立一家新創公司,能幫助一般健康民眾做早期癌症的篩檢,她驕傲的說「從去年到現在,我們已經檢測出幾十個人罹癌或為高風險病人,我很高興它能夠幫助一般的健康民眾去做早期癌症的篩檢,對我而言其實是比有沒有賺錢,或開公司來得重要。」

台美合作「癌症登月計畫」,攜手建立癌症檢測及治療新策略

2014年陳玉如在日本演講,遇到美國登月計畫主持人,那時候還不叫登月計畫,只是專注於做癌症組織的分析,主持人問她有沒興趣一起合作?共同分析病人,然後分享分析結果,以了解台灣病人和美國病人不同之處。因緣際會下,中研院就跟美國的國家癌症研究所(National Cancer Institute)簽署了合作備忘錄,當時因為台美沒有正式建交,所以必須間接簽約,沒想到簽了8個月後,2015年歐巴馬就宣布成立「癌症登月計畫」(TW-US Cancer Moonshot)。

當時癌症登月計畫下有幾個重要的議題,其中一個就是癌症病人組織的蛋白基因體分析,從蛋白跟基因的差異,去分析癌症病人的正常與癌症組織,探討病人發病的機制從何而來?2016年台灣被邀請參加癌症登月計畫,陳玉如笑稱,同年還收到拜登副總統寄來的email邀請,本來以為是詐騙,後來才發現是真的,在中研院的支持下,同時間台美簽署了合作意向,但其實不牽涉美方任何經費支援,僅是簽署了備忘錄。

她感謝當時的長官,因為花費了不少時間,與許多部會溝通,說明這個計畫的重要性,也感謝當時科技會報的吳政忠政委,雖然他曾開玩笑說道「我聽得懂你在說什麼,只是聽不太懂到底要幹嘛?」後來在2017年的時候,政府正式撥下經費,開始著手癌症登月計畫。

2016年確定台美合作後,當時中研院邀請台灣大學的楊泮池校長及團隊,組織了一個跨領域的團隊,開始肺癌和乳癌的研究。2020年,完成第一期肺癌的工作,在相關文章發表後,有好幾個臨床的驗證工作同時進行,登月計畫擁有核心團隊,專門進行基因體和蛋白體的深度分析,再搭配不同癌症的臨床團隊,目前至少和7個醫學中心,超過40位醫生共同來參與這個計畫,堪稱是跨單位與跨領域的豪華專家團隊。

第二期開始,擴大到一些比較困難的癌症,像胃癌多是與幽門桿菌有關,可是當幽門桿菌的治療越來越好之後,還是有一部分的病人,他們的發病原因無法找到,所以陳玉如希望除了瞭解台灣人重大癌症的成因,能夠找到更好的治療線索。

跨領域才能走出不一樣的路,鼓勵後進選擇重要議題

對於平衡研究與教育間的關係,陳玉如認為兩者相輔相成,研究需要投入大量時間和努力,教育也是培養優秀學生的重要任務,她鼓勵教育界的同仁們關注學生的發展,並培養他們在跨領域合作中的能力。尤其國內跨領域研究的發展,需要充足的資源支持和專業知識,她強調跨領域的研究並不代表什麼都做,而是在技術或專長面一定要非常獨特,具備原創性和世界級的優勢,那樣子的跨領域才有可能走出不一樣的路。她建議想從事科學研究的後進要選擇重要的議題,並投入長期的資源,在這些關鍵議題上取得突破,同時鼓勵學界的同仁,時刻關注社會的重大議題,以真正的成果回饋社會。

陳玉如獲得了第十六屆台灣傑出女科學家獎,這項殊榮不僅是對她個人的肯定,更代表了對跨領域合作的重視。作為一名女性科學家,她表示台灣社會對女性的環境相對友好,但女性的自信心在一些領域仍有待提升,對女性科學家而言,最大的壓力其實還是來自於家庭跟工作上的兼顧,這是一個不容易解決的難題,她建議職場可以增加彈性做法,比如說:托嬰的環境、可以選擇彈性上班,讓女性科學家跟孩子在家裡上班,這些都會非常有幫助,也鼓勵年輕女性科學家勇敢追求自己的夢想。她強調,女性在科學和領導方面有著獨特的優勢,這些特點應該被珍惜和發揮。

眼神綴著光的她,用溫柔且堅定的語氣告訴我們,「面對大自然創造的生命跟疾病的進展,你永遠要保持謙卑的態度」,進入生命科學和醫學的研究後,她選擇研究蛋白質體,進行疾病的研究跟分析。從微小的細胞到宏觀的宇宙,這些寂寞的歷程,如同三毛用她的眼睛、她的步伐去探索這世界,陳玉如也奮力地以科學的方式去探索這個世界,映襯她主導的「癌症登月計畫2.0」(TW-US Cancer Moonshot 2.0),將「鎖定國人重大癌症,未來25年內將癌症死亡率降低50%」作為目標,我們拭目以待。

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