泡面與產(chǎn)前無(wú)創(chuàng)檢測(cè) 神奇化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生靈感 哈利波特和基因序列 科學(xué)腦洞大開(kāi)展望未來(lái)

王渝生

2017年9月14日，在北京CBD創(chuàng)新發(fā)展年會(huì)未來(lái)論壇上，宣布了第2屆“未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)”將于10月29日在北京舉行頒獎(jiǎng)典禮，屆時(shí)，全球40余位具有卓越影響力的頂尖科學(xué)家出席見(jiàn)證，并將在前一天的“未來(lái)論壇”年會(huì)上作有關(guān)前沿科學(xué)及未來(lái)展望的專題演講。

第2屆“未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)”獲獎(jiǎng)名單日前已在北京掲曉。清華大學(xué)教授施一公、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉、北京大學(xué)教授許晨陽(yáng)分別獲得“生命科學(xué)獎(jiǎng)”、“物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)”和“數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)獎(jiǎng)”，每人獲得100萬(wàn)美元獎(jiǎng)金，堪與諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)相媲美。

本刊2017年第4期登載了介紹2016年第1屆未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)“物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)”得主薛其坤教授的文章。這一期介紹第1屆未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)“生命科學(xué)獎(jiǎng)”得主盧煜明教授。盧煜明有著富于戲劇性的科研歷程。

盧煜明說(shuō)過(guò)，“科學(xué)對(duì)我來(lái)說(shuō)是一個(gè)嗜好，從沒(méi)把它看成是工作。研究科學(xué)是我生命的一部分，每一天去實(shí)驗(yàn)室是我想做的事?！?/p>

他還說(shuō)：“科學(xué)是全世界很多科學(xué)家一起競(jìng)爭(zhēng)，像奧林匹克賽事一樣，不同的是，運(yùn)動(dòng)員每4年才有1次比賽，我們是每天都在競(jìng)爭(zhēng)?！?/p>

“成為第2名，就意味著成為失敗者中的第1名”，這句話常被盧煜明用來(lái)激勵(lì)他的學(xué)生。

強(qiáng)將手下無(wú)弱兵，盧煜明和他的團(tuán)隊(duì)研究的無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前基因檢測(cè)技術(shù)從2011年開(kāi)始大規(guī)模在臨床推廣，對(duì)唐氏綜合征篩查的準(zhǔn)確率高達(dá)99.7%。

“這項(xiàng)技術(shù)還能不能再干點(diǎn)兒別的事？”于是盧煜明和他的團(tuán)隊(duì)開(kāi)始了對(duì)鼻咽癌的研究，他們想看看能否早期篩查出鼻咽癌患者。

“另外一個(gè)領(lǐng)域就是老化，因?yàn)楝F(xiàn)在老年人越來(lái)越多?！北R煜明說(shuō)，“他們的健康，對(duì)我們來(lái)說(shuō)非常重要，有沒(méi)有方法可以讓他們更健康，或者是我們?nèi)祟悏勖铋L(zhǎng)可以活到哪個(gè)年紀(jì)？當(dāng)然這也有很多社會(huì)道德倫理方面的問(wèn)題，我想這是另外一個(gè)很重要的課題。”

“第3個(gè)課題我想就是腦神經(jīng)學(xué)，因?yàn)槲覀兊哪X袋，其實(shí)是我們最復(fù)雜的器官。比如說(shuō)精神病，現(xiàn)在還沒(méi)有一些很客觀的方法診斷?！北R煜明如是說(shuō)。

以上這一切，都源于20多年前盧煜明發(fā)明的無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前基因檢測(cè)技術(shù)。

盧煜明生于香港，潮州人，于圣若瑟書(shū)院畢業(yè)后負(fù)笈英國(guó)，1986年在英國(guó)劍橋大學(xué)取得文學(xué)士學(xué)位后，到牛津大學(xué)接受臨床醫(yī)學(xué)培訓(xùn)。1989年取得內(nèi)外全科醫(yī)學(xué)士學(xué)位。又分別于1994年及2001年于牛津大學(xué)取得哲學(xué)博士及醫(yī)學(xué)博士學(xué)位，在牛津大學(xué)赫特福德學(xué)院擔(dān)任自然科學(xué)初級(jí)研究員。后來(lái)升任為臨床生物化學(xué)講師及格林學(xué)院院士。曾任牛津大學(xué)教學(xué)醫(yī)院約翰·拉德克利夫醫(yī)院化學(xué)病理學(xué)榮譽(yù)顧問(wèn)。

1997年，盧煜明回到出生地香港，在香港中文大學(xué)醫(yī)學(xué)院繼續(xù)研究工作。

盧煜明最重大的研究成果為1997年發(fā)表的《母親血漿中胎兒核酸的探索與應(yīng)用》。他發(fā)現(xiàn)女性在懷孕期間，體內(nèi)的胎兒會(huì)釋放DNA和RNA至母親的血漿之中，而且占母親血漿中的DNA達(dá)5%之高。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)令他的研究隊(duì)伍在非創(chuàng)傷性產(chǎn)前診斷領(lǐng)域上處于世界領(lǐng)先地位，這一技術(shù)被世界多間實(shí)驗(yàn)室用作常規(guī)檢測(cè)之用。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)亦為醫(yī)學(xué)界提供了嶄新的研究方向，首先是提供了安全可靠的測(cè)試方法檢驗(yàn)孕婦及胎兒的多項(xiàng)疾病，有別于過(guò)往高危的測(cè)試方法如羊膜穿刺檢查。同時(shí)，盧煜明亦將有關(guān)技術(shù)引申至其他不同范疇，例如癌癥、心臟病等。盧煜明的研究成果對(duì)全球醫(yī)學(xué)及科學(xué)界影響深遠(yuǎn)，屢獲國(guó)際殊榮。

2017年1月15日，首屆未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)典禮在北京隆重舉行。首屆未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)的“生命科學(xué)獎(jiǎng)”授予時(shí)任香港中文大學(xué)醫(yī)學(xué)院副院長(zhǎng)、李嘉誠(chéng)健康科學(xué)研究所所長(zhǎng)及化學(xué)病理學(xué)系主任盧煜明。

在頒獎(jiǎng)典禮上，盧煜明發(fā)表了獲獎(jiǎng)感言，他回憶了自己發(fā)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前基因檢測(cè)技術(shù)的歷程。

事實(shí)上，20多年前，聽(tīng)到孕婦檢查胎兒的健康需要把一根針刺進(jìn)子宮里時(shí)，還是牛津大學(xué)學(xué)生的盧煜明覺(jué)得“這個(gè)手段太殘忍，而且有這么大的風(fēng)險(xiǎn)”——平均有0.5%的幾率，這根針會(huì)扎到胎兒甚至導(dǎo)致孕婦流產(chǎn)，也就是說(shuō)每200個(gè)孕婦中會(huì)有1個(gè)出現(xiàn)問(wèn)題。

盧煜明想要找到一種替代羊膜穿刺術(shù)的安全產(chǎn)前檢測(cè)方式。“當(dāng)時(shí)我是個(gè)年輕的學(xué)生，也知道這個(gè)項(xiàng)目起碼要花掉我10年時(shí)間。但那時(shí)候我有一些天真的想法，覺(jué)得自己可以給這個(gè)領(lǐng)域創(chuàng)造點(diǎn)新的東西。”盧煜明說(shuō)道。

在最開(kāi)始的8年里，盧煜明在母體循環(huán)中找到胎兒有核細(xì)胞的遺傳信號(hào)的嘗試一直舉步不前，這樣的胎兒細(xì)胞數(shù)量太少，像大海撈針，無(wú)法形成可靠和一貫的信號(hào)。

1997年香港回歸前夕，盧煜明決定從英國(guó)牛津大學(xué)回到出生地香港，當(dāng)時(shí)香港不少學(xué)校虛位以待。

離開(kāi)英國(guó)前3個(gè)月，在《自然醫(yī)學(xué)》（Nature medicine）雜志上，盧煌明看到了一篇文章讓他眼前一亮。文章作者講述的是檢測(cè)到癌細(xì)胞會(huì)把它的DNA釋放到人的血漿中這一發(fā)現(xiàn)，這啟發(fā)盧煜明想到的是，也許胎兒的DNA也會(huì)釋放到血漿中，畢竟生長(zhǎng)在體內(nèi)的腫瘤和母體內(nèi)的胎兒有相似之處。

和他之前試圖但沒(méi)有成功找到足夠的胎兒細(xì)胞不同，這次他要找到的是游離在母親血漿里的DNA。這是前人所沒(méi)有想到過(guò)的方式。

母親的血漿就像面湯，胎兒DNA游離于此。盧煜明說(shuō)，是泡面給了他啟發(fā)。

盧煜明喜歡自己做泡面吃，“我覺(jué)得面里的湯好像血漿一樣，當(dāng)我不斷吃面的時(shí)候，我的舌頭肯定會(huì)把唾液傳遞到面湯里，所以面湯里肯定有我的DNA，這就跟母體血漿里一定有小孩的DNA是一樣的?！笔艿焦奈璧耐瑫r(shí)，啟發(fā)于此，盧煜明加熱血漿，滅活了可能會(huì)影響DNA檢測(cè)的蛋白質(zhì)，提取出最終的DNA樣本。

一開(kāi)始，這項(xiàng)技術(shù)僅限于鑒定胎兒性別和血型，后者可以篩查母親和胎兒的血型是否沖突，因?yàn)檫@會(huì)讓母親分泌攻擊胎兒的抗體細(xì)胞。而現(xiàn)在，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成為產(chǎn)前篩查唐氏綜合征的重要手段，進(jìn)入全球90多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的醫(yī)院，僅在中國(guó)，已經(jīng)有300萬(wàn)孕婦受惠于此。

盧煜明并沒(méi)有在此止步，他開(kāi)始思考如何實(shí)現(xiàn)胎兒的整個(gè)基因測(cè)序，這樣可以得到更多胎兒的生命信息。

繼泡面之后，一場(chǎng)電影使盧煜明產(chǎn)生了靈感。2009年某天，他和太太去看《哈利·波特》，臨近開(kāi)場(chǎng)，電影院的燈光暗了下來(lái)，片頭出現(xiàn)“HP”字樣，“H”像一個(gè)染色體，“可能當(dāng)時(shí)我已經(jīng)有了一個(gè)想法，知道怎么去做整體測(cè)序了”——孩子的基因一半來(lái)自父親，一半來(lái)自母親。一方面通過(guò)尋找父親特有的基因鎖定父親遺傳給胎兒的那一部分基因；另一方面，雖然母親和胎兒的基因混合在一起，但如果檢測(cè)到母親體內(nèi)某些基因比他們相對(duì)應(yīng)的基因數(shù)量要多，那么這多出來(lái)的部分便來(lái)自于胎兒。

這些看似不相關(guān)的事物在盧煜明頭腦中發(fā)生了神奇的化學(xué)反應(yīng)，令“科學(xué)腦洞”大開(kāi)。endprint