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「全球第一次完整剖析東亞肺癌成因！」陳玉如與臺美癌症登月計畫

研之有物│中央研究院・2020/12/25 ・3953字・閱讀時間約 8 分鐘

採訪編輯｜張容瑱；美術編輯｜林洵安

本文轉載自中央研究院研之有物，泛科學為宣傳推廣執行單位。

東亞的肺癌患者與歐美大不同，過半為不吸菸者，而且女性比男性多。中研院化學研究所陳玉如所長領導的「臺灣癌症登月計畫」，與臺灣大學、臺北醫學大學、臺中榮總的醫師合作，找出不吸菸肺癌可能的致病機轉，為全世界第一個完整剖析東亞肺癌的研究，成果發表在 2020 年 7 月《細胞》(Cell)，並登上當期封面，在眾多新冠肺炎研究中殺出重圍，非常不簡單。更值得稱道的是，她如何在其中整合臺灣各領域專家學者，齊心促成此項臺灣癌症研究的關鍵突破？一起來聽聽陳玉如從不設限、有笑有淚的研究之旅。

從來沒想過……

「說實話，我從來沒有夢想過登上這種期刊，」陳玉如說：「因為我是化學領域的。」這位中研院化學所成立 92 年以來第一位女所長，博士班學的是物理化學，專長是設計質譜儀及研究分子鍵能，到中研院之前，從來沒研究過基因、蛋白質，卻意外成為臺美癌症研究合作的重要推手。

2020 年 7 月，陳玉如所長領導「臺灣癌症登月計畫」，利用深度蛋白質基因體技術和多體學數據整合分析，解析臺灣不吸菸病人與西方不同的基因突變特徵、尋找內生性與外在環境致病機轉，並發現癌症早期出現的類晚期分子特徵，為全世界第一個完整剖析東亞肺癌的研究。研究論文已發表於頂尖期刊《細胞》(Cell)，並榮登當期封面。（研究詳情請見研之有物即將推出好文〈肺癌患者半數不曾吸菸？女生比男生容易罹癌？找到臺灣人肺癌關鍵成因〉）

中研院化學所陳玉如所長領導「臺灣癌症登月計畫」，找出臺灣人不吸菸肺癌可能的致病機轉，成果發表在期刊《細胞》(Cell)。圖／中研院秘書處

其實陳玉如的不設限人生，本就是一關又一關的「從來沒想過」。在美國取得博士學位之後，陳玉如舉家回到臺灣，雖然很喜歡動手做實驗，但一開始並沒有想要做研究，也不覺得自己適合走研究的路子。

因緣際會來到中研院，最初兩年，陳玉如原本以為每天的工作就是繪機械圖、設計質譜儀、幫忙同事分析他們合成的分子，但日子久了，覺得自己一事無成，感到很迷茫。後來在同事的建議下，轉換到分析生化分子，從 DNA 分析做起。

「但慢慢的，我又覺得 DNA 分析技術日趨成熟，只有 ATCG 四種鹼基，沒有太大發展空間。」於是陳玉如轉而挑戰蛋白質，跑去學習用「二維膠體電泳」分析蛋白質。做著做著，她又發現這種方法有很大的限制，一次只能看到幾十個蛋白質，但人類蛋白質成千上萬。她決定利用質譜儀開發更好的蛋白質分析法。而這一轉念，人生風景大不同。

聞名世界的膜蛋白質體分析

陳玉如挑選了膜蛋白質體作為主題，「那時候真是初生之犢，想說細胞上最重要的分子就是細胞膜蛋白質體了，結果，那是全世界最難的主題之一！」陳玉如笑著說。

細胞膜上含有大量的膜蛋白質（人體內至少有 8000 種），膜蛋白質調控了很多重要的細胞功能，例如通道蛋白可負責細胞間物質運輸，醣蛋白可提供免疫系統辨識自身和外來細胞，其他膜蛋白質的功能還包括訊息接收、催化反應等等。
陳玉如團隊以質譜儀全面性定量膜蛋白體，可幫助科學家了解與膜蛋白質相關疾病的原理，開發疾病檢測或是藥物標靶蛋白質。以癌症為例，現在使用的癌症標識分子 (biomarker) 大多數就是膜蛋白質。圖／iStock

膜蛋白不愧為蛋白質界的死亡之組，陳玉如的實驗室持續四年多沒有任何成果。面對這樣的難關，她卻說：「還好，我的個性就是不死心，不死心，一直做做做……」所幸第一個博班學生和助理們，跟她一樣不服輸，終於完成了實驗，也讓陳玉如的實驗室闖出了名號。

現在，膜蛋白質體分析成了她實驗室的核心技術之一，聞名全世界。去年（2019 年）陳玉如以一個化學背景的研究者，當選了「人類蛋白體組織」(Human Proteome Organization, HUPO) 的理事長 (HUPO President-Elect)，將於 2021 年正式上任。HUPO 是國際性最大的蛋白質體學術組織，在蛋白質體學領域具有領導性的地位。

臺美癌症登月計畫

實驗室嶄露頭角之後，2015 年，陳玉如到日本參加會議，認識了時任美國國家癌症研究所 (National Cancer Institute, NCI) 癌症臨床蛋白質體學辦公室主任的羅德里格斯博士 (Dr. Henry Rodriguez)，由此開啟了臺灣參與美國「癌症登月計畫」(Cancer Moonshot) 的契機。

2015 年，中研院透過駐美國臺北經濟文化代表處及美國在臺協會，與美國國家癌症研究所簽署「癌症蛋白質體學合作備忘錄」，隨著歐巴馬宣布癌症登月計畫，擴大為蛋白基因體分析，並於 2016 年八月簽訂修正版合約。

同年九月，美國前副總統拜登 (Joe Biden) 於「2016 社會公益高峰會」宣告美國的癌症登月計畫將與臺灣、加拿大、中國、德國、瑞士、日本與南韓等國建立合作關係，利用蛋白基因體學 (Proteogenomics) 技術，使用標準化的分析流程和技術平臺，建立病人癌症組織的蛋白基因體大數據，探討癌症的致病機轉以及治療方法，並共同分享數據。

生物的基因存在於細胞核中，運作時，基因會先轉錄到 RNA，再從 RNA 轉譯出蛋白質，由蛋白質執行所有的細胞功能。結合基因體、轉錄體與蛋白質體的研究，就是「蛋白基因體學」。

陳玉如認為，癌症研究的跨國分享非常重要，因為即使是同一種癌症，也會因為地域、人種及生活型態而有所差異。以「肺癌」來說，歐美大多是吸菸者罹患肺癌，東亞地區的肺癌卻是不吸菸者多於吸菸者；西方罹患肺癌的大多是男性，臺灣的肺癌女性已經開始多於男性，而且我們的病人日趨年輕化，因此肺癌的預防、檢測、治癌和預後方式可能不同。

陳玉如與來自中研院、臺灣大學、長庚大學等臺灣研究團隊，參加 2017 年「國際癌症登月聯盟」聯合會議。圖／陳玉如

來自拜登的邀請函

加入癌症登月計畫的過程中，有個小插曲讓陳玉如非常難忘。拜登副總統即將宣告癌症登月計畫時，陳玉如正在臺灣忙著中研院與臺灣蛋白體學會一起主辦的第十五屆 HUPO 國際會議。

大會開幕的第一天，她收到來自外交部的電子郵件，信上說美國副總統拜登邀請她去美國參加會議，當天必須立刻搭機前往紐約，「我心想，這是詐騙吧？美國副總統邀請我去參加會議？而且我正在辦國際會議，又有颱風攪局，正忙得焦頭爛額，所以我就不理它——結果，這件事是真的！」不過，她實在分身乏術，最後科技部神通廣大找到正在紐約、中研院分子生物研究所特聘研究員孫以瀚（國科會前副主委）代表臺灣出席。

癌症登月計畫必須自籌經費，2016 年九月之後，陳玉如四處尋求資助。「除了國防部之外，幾乎和每個部會下屬單位都討論過！」不斷的與各個單位溝通，希望大家能理解這個計畫的重要，最後在科技會報辦公室統籌下，納入了政府的「生醫產業創新推動方案」，也獲得政府政策額度計畫、中研院、臺大的支助。

「那是一段有趣的歷練，也是學習，」她樂觀的說：「政府的語言和目標與我們做研究的不一樣，他們掛念的是產業發展，我慢慢才學會。現在我就曉得，做研究真的要針對重大議題來選題，不能高興做什麼就做什麼。」

跨領域秘訣：學習 → 理解 → 溝通

說到此次東亞肺癌的突破性研究，陳玉如透露自己「雖然是做蛋白研究，兩年前完全不懂基因，做了這個研究之後，出去演講，別人都以為我是癌症蛋白基因體專家。」她之前沒做過基因研究，也不懂基因。從不懂到專家，關鍵是什麼？陳玉如說，就是「學習」，努力學習，理解研究基因的人和臨床醫師在做什麼，然後把基因和蛋白質的數據，以及臨床症狀整合、連貫起來。「壓力一定是有的，但是很開心，從團隊合作學了很多！」陳玉如說。

更關鍵的是，癌症研究是整合型的分析，需要蛋白體和基因分析技術、資訊分析、臨床醫學等各領域的專家跨領域合作，但要整合這麼多領域的領袖談何容易？「一開始大家並不信任我，因為我只懂蛋白質，不懂基因，但這個計畫要從基因整合到蛋白，要怎麼分析？數據怎麼兜在一起？中間經過很多的磨合，非常謝謝隊員們彼此體諒，也願意跨界了解彼此的領域……」

陳玉如努力學習，去理解各領域的專家在做什麼；不斷的溝通，讓彼此互相了解；更一肩扛下經費重擔，負責到處「掙錢」，慢慢的獲得了大家的信任，完成了東亞肺癌的分析研究。「這是一個很棒很棒的團隊！」陳玉如感動的說：「登上頂尖國際期刊的封面，是中研院及臺大長年耕耘蛋白基因體技術的共同成果，讓我們看到臺灣的希望，也讓世界看到臺灣豐沛的研究能量。」