與病魔作戰10個月後,麥凱恩終不敵腦癌辭世,同樣的腦瘤也曾奪去前副總統拜登兒子博.拜登(Beau Biden)之性命。由於這種腦瘤威脅到腦中最關鍵的神經膠質細胞,即神經系統不可缺的「膠水」,因此只有10%病人可在確診後存活5年。腦瘤的症狀不大明顯,更因人而異。病人患病初期只會出現視覺模糊、記憶力衰退、頭暈及頭痛等症狀。他們大多會到腦瘤接近神經膠質細胞後、出現癲癇後才求醫。
麥凱恩當初因頭暈及頭痛求醫,被發現眼後出現血塊後,進行開顱手術,移除5厘米血塊。病理學家把血塊化驗後,確診他患上腦癌。他之後多次接受電療及化療,其間仍堅持工作。
英國《每日郵報》