希望我的“青春”終被吃掉,從澳門出發去做藥物研發── 專訪藥物研究學者 謝嘉敏

常有人形容,簡單吞下一顆藥,其實等於吃掉科研人員十年以上的青春。

謝嘉敏走上科研路,最初是想研發藥。她最近的研究範疇,是對抗炎症的藥物以及免疫學。走上藥物研究的開端,她便花了十多年。

謝嘉敏參加學會時與她的研究成果版面

謝嘉敏是來自澳門的藥物化學學者,不久前在日本京都大學完成她的博士論文。她作為第一作者的最新研究成果,最近被刊登在國際權威的《科學轉化醫學(Science Transitional Medicine)》期刊上,她是澳門首位以第一作者身份成功投稿的研究員。她的研究主要關於如何利用藥物,增強有抗炎功能的Regnase-1蛋白質的表達,來獲得更好的炎症抑制效果。[1]

近年越來越多研究發現,不少癌症發病可能與身體的炎症密切相關。

癌症藥物,是謝嘉敏最想研發的藥物。中學開始她知道癌症病人的痛苦,直到大學,身邊親朋也不幸得病,經歷切身之痛,她希望能在為癌症藥物研發出一分力。

不過,藥物要從她的實驗室裡到真正被臨床使用,需要更多步驟。如毒理試驗、人體試驗以及臨床試驗等,為確保有效而且無毒,有層層關卡要過。雖然謝嘉敏只是開了頭,但像這樣的基礎研究十分重要。近現代藥物的誕生,都要從這一步開始。

藥物研究的開端

謝嘉敏成為藥物研究員,線索遠在2010年埋下。那年她從澳門中學畢業到日本留學,按照從小的興趣,她在京都大學選修了的生物化學方向的工程學。

謝嘉敏(中)在與同學一起計劃實驗流程

“就像我們的眼睛,能像相機快門一樣。好神奇。”謝嘉敏從小好奇人體的奇妙構造。後來她知道要理解箇中神奇,除了生物知識,還包含更多物理、化學的原理。快畢業時,謝嘉敏有機會到研究晶體學的研究所裡實習。

“好看。”電子顯微儀器下的晶體剔透,像水晶,這是她對晶體學的第一感覺。剛好這門學科與藥物研發關聯密切,晶體學研究的微小世界,深深吸引著她。於是順著興趣,後來她也修讀了放射晶體學的碩士。

蛋白質的晶體照片
碩士課程時候謝嘉敏(首排右8)與同學們合影

為世界的資料庫增添一頁

在生物學上,放射晶體學常常用於解構蛋白質或核酸的組成。謝嘉敏會研究一些獨特的蛋白質。不同的蛋白質具不同的功能,用方法使它結成晶體後,便能透過儀器觀察它是由什麼氨基酸組成的。

了解,仿造,然後才有機會應用。

謝嘉敏曾經研究過一隻遠古細菌的蛋白質。在她還是本科學生時參加的暑期項目,要為和歌山的水族館進行生態調研,工作是搜查海裡還沒被記錄的生物。其中一次她出海調研過程中,打撈到幾隻未被發現的物種,其中包括一隻生活在深海火山區的遠古嗜熱性細菌。她一直記著這隻獨特的細菌。

後來,謝嘉敏和導師在資料庫與其他同類細菌的比對,發現這隻遠古細菌擁有一個獨特的嗜熱蛋白,這種蛋白在近現代的細菌裡都已不存在。正是這種嗜熱蛋白的作用,讓這隻細菌可以常年生活在如此酷熱的環境裡。謝嘉敏便以這個嗜熱蛋白為碩士科研題目。

“這種發現不會即時有用,但可能在某時某刻,有人會發現這種蛋白的用途。”謝嘉敏舉例,疫情間常用到的核酸檢測技術PCR(聚合酶反應),便會用到另一種能適用於高低溫度切換的獨特蛋白質,如果沒有這種蛋白的運用,進行PCR操作便還需要手動地在熱水和冷水來回切換。發現這種蛋白的研究者,其實一開始也不曾想到能被這樣利用。謝嘉敏認同,基礎研究更像是為了解世界萬物的資料庫中增添一頁。

謝嘉敏到加拿大UBC大學交流時合影
謝嘉敏在操作當時全球只有兩台的低氧結晶密室實驗儀器

探索世界固然有趣,但研究員的另一面,面對更多的是各種壓力。

除非實驗結果告訴我錯了

出不來成果怎麼辦?

如何證明自己的想法?

實驗成果不如理想,要堅持還是及早放棄?

當然,還要為捍衛自己的想法,迎接各方的質疑。

謝嘉敏面對最多質疑,正是在《科學轉化醫學》期刊的投稿時。全因謝嘉敏研究中所採用的方法與概念,與主流習慣上的十分不同。她所用的Morpholino是一種核酸,研究領域主流做法,科學家通常會利用核酸來抑制蛋白質的生成。謝嘉敏則是完全相反,想用作增強。

謝嘉敏介紹,之前較少研究者會在mRNA層面做改動,新冠疫情讓mRNA疫苗興起給了她啟發。謝嘉敏把這個構思,與她早前翻閱實驗室其中關於Regnase-1抗炎蛋白質研究成果連繫起來。

Regnase-1是一種mRNA序列,主要作用是生成Regnase-1蛋白質。這種蛋白質可以分解造成炎症的炎症因子,不過它的特性是,會優先搜尋生成自己的mRNA序列來分解。“如果我能有方法讓它不再分解自己的mRNA,它可能便能花更多的‘力氣’去分解炎症因子。”

她構想是使用核酸Morpholino,通過Morpholino來阻隔Regnase-1 mRNA上的“訊號接收器”莖把環,Regnase-1蛋白質便不會認到它。謝嘉敏研究的雛型由此誕生。

謝嘉敏研究中的Morpholino使用效果演示圖

這樣的做法比較“非主流”,一些同儕會覺得這樣不設實際,加上這個方向的研究亦非謝嘉敏所在實驗室的強項領域。如謝嘉敏選擇另闢蹊徑,不能攤分實驗室的原定研究任務。這樣少不免會遭受一些微言與質疑。

“除非實驗結果告訴我錯了,否則我不會管其他人的說法。”即使周圍有眾多質疑聲音,謝嘉敏堅持把自己的想法透過實驗呈現出來。她逐步進行自己的研究實驗同時,擠一擠時間,也沒有放下實驗室的研究任務。

謝嘉敏在細胞層面上證明了自己的想法,把實驗總結成論文後,便投稿到《科學轉化醫學》期刊,接下來便是漫長的等待。“交稿後每一天醒來,第一時間便查郵箱,生怕錯過了結果通知。”

研究路上,排除萬難後迎來的卻不一定是好結果。《科學轉化醫學》期刊審稿人發來的郵件,委婉地告訴謝嘉敏的研究成果離可以投稿還差些距離。謝嘉敏因此失落了一整天。

“那天很難過,但慢慢知道還是要接受,整理下心情後我再聯絡審稿人,再向他們解釋我的構想。”謝嘉敏與審稿人交流後理解了他們的疑問,審稿人們想知道在更多不同環境中如動物體內是否也會有同等效果等。於是她請求到了第二次機會,準備添加一些動物實驗後再投稿。

反覆來回修改優化,歷時一年多,謝嘉敏的研究成果投稿被《科學轉化醫學》期刊接納。

謝嘉敏(首排左2)與實驗室裡伙伴合影

沒有答案的世界

“碩士的世界沒有答案,而且也沒有問題。導師不會吩咐我做研究,而是問我想研究什麼。”謝嘉敏指自己最大的變化便是變得擅長解決問題,研究上遇到的困難,今天不解決,它一直都還在。學士的時候答案都在書本裡有,碩士時連問題都只能由她每天問自己。

如何解決?為什麼?

   “就像沒有人能告訴我為小鼠注射時,最適合的平均速度和量是多少。我只能自己慢慢摸索約一個月,便知道是每分鐘1微升。”謝嘉敏說,研究的路走起來很不容易,本科時和她一起到日本留學的同屆澳門學生有幾個,現在還在科研領域的只剩下她。

實驗室生活也枯燥,朝九晚九,一周五天。有時候趕研究,她還要用週末時間做實驗。即便一天任務提前完成,謝嘉敏也要搜看不同方面的研究資料。知識涉獵面夠廣,她才能在思考研究問題上有更多的啟發。

“但當問題想通了,確實會像電影裡呈現科研人員攻克難題那般興奮。很多時候我刷著牙,突然便會‘叮’一下想通。” 唯有強烈的好奇心一直推動著她往前,研究上新發現的為謝嘉敏帶來喜悅,雖然後面總伴隨作總結論文的痛苦,不過她覺得都值得。

在2018年,謝嘉敏帶著在晶體學的知識優勢和經驗,到了京都大學的醫學院開始研究藥物,主要專注在免疫學和核酸研究領域。期間她發表了多篇炎症相關的研究論文,包括畢業前發表在《科學轉化醫學》的論文。

謝嘉敏在實驗室裡工作時

下一步

“在日本有很多機會,能見到得過諾貝爾獎的科學家。和他們交流,知道他們在科研路上也經歷過同樣的煎熬,然後便有種慰藉繼續走。”

明白到其他科學家從生活中尋找科研線索的脈絡,謝嘉敏還想吸收更多。她常出席國際性的學術交流和論壇,和其他科研人員交流她的研究成果,想知道是否還有優化的空間。“畢竟我真的希望,研究最終能成為真正幫到病人的藥物。所以希望能更完善它。”

取得研究成果之後,要做什麼?也會常困擾著謝嘉敏。她要思考研究路上的下一步。

博士畢業後,她準備去日本的知名藥廠磨煉幾年。“進藥廠工作,我會更了解藥物製造的整個流程。這更有利於我從事藥物研發的工作。”謝嘉敏準備去的藥廠擅長的藥物種類和領域,也與她之前接觸的免疫有差別,她可以藉此機會和更多不同的研究員交流學習。

有沒有回來澳門做藥物研發的可能?

澳門癌症的研究目前比較偏向幹細胞方面的研究,謝嘉敏的領域是從蛋白質和核酸的方向。她表示之後會有機會重返學術界,“那我要多努力發幾篇好的文章。”她認為如到時剛好有機會,藥物研發之路可能會在澳門繼續往前。

謝嘉敏到澳門大學做分享講座


[1] 謝嘉敏的團隊在研究中分別做了藥物對兩種疾病的效果模擬,一個是吸入細菌引起急性炎症的發炎抑制,另一個是免疫細胞對脊髓自我攻擊引起的炎症抑制。