泡面與產(chǎn)前無創(chuàng)檢測 神奇化學反應(yīng)產(chǎn)生靈感 哈利波特和基因序列 科學腦洞大開展望未來

王渝生

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

第2屆“未來科學大獎”獲獎名單日前已在北京掲曉。清華大學教授施一公、中國科學技術(shù)大學教授潘建偉、北京大學教授許晨陽分別獲得“生命科學獎”、“物質(zhì)科學獎”和“數(shù)學與計算機科學獎”，每人獲得100萬美元獎金，堪與諾貝爾科學獎相媲美。

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

盧煜明說過，“科學對我來說是一個嗜好，從沒把它看成是工作。研究科學是我生命的一部分，每一天去實驗室是我想做的事。”

他還說：“科學是全世界很多科學家一起競爭，像奧林匹克賽事一樣，不同的是，運動員每4年才有1次比賽，我們是每天都在競爭?！?/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激勵他的學生。

強將手下無弱兵，盧煜明和他的團隊研究的無創(chuàng)產(chǎn)前基因檢測技術(shù)從2011年開始大規(guī)模在臨床推廣，對唐氏綜合征篩查的準確率高達99.7%。

“這項技術(shù)還能不能再干點兒別的事？”于是盧煜明和他的團隊開始了對鼻咽癌的研究，他們想看看能否早期篩查出鼻咽癌患者。

“另外一個領(lǐng)域就是老化，因為現(xiàn)在老年人越來越多?！北R煜明說，“他們的健康，對我們來說非常重要，有沒有方法可以讓他們更健康，或者是我們?nèi)祟悏勖铋L可以活到哪個年紀？當然這也有很多社會道德倫理方面的問題，我想這是另外一個很重要的課題。”

“第3個課題我想就是腦神經(jīng)學，因為我們的腦袋，其實是我們最復(fù)雜的器官。比如說精神病，現(xiàn)在還沒有一些很客觀的方法診斷。”盧煜明如是說。

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

盧煜明生于香港，潮州人，于圣若瑟書院畢業(yè)后負笈英國，1986年在英國劍橋大學取得文學士學位后，到牛津大學接受臨床醫(yī)學培訓。1989年取得內(nèi)外全科醫(yī)學士學位。又分別于1994年及2001年于牛津大學取得哲學博士及醫(yī)學博士學位，在牛津大學赫特福德學院擔任自然科學初級研究員。后來升任為臨床生物化學講師及格林學院院士。曾任牛津大學教學醫(yī)院約翰·拉德克利夫醫(yī)院化學病理學榮譽顧問。

1997年，盧煜明回到出生地香港，在香港中文大學醫(yī)學院繼續(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)的胎兒會釋放DNA和RNA至母親的血漿之中，而且占母親血漿中的DNA達5%之高。這項發(fā)現(xiàn)令他的研究隊伍在非創(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)被世界多間實驗室用作常規(guī)檢測之用。這項發(fā)現(xiàn)亦為醫(yī)學界提供了嶄新的研究方向，首先是提供了安全可靠的測試方法檢驗孕婦及胎兒的多項疾病，有別于過往高危的測試方法如羊膜穿刺檢查。同時，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全球醫(yī)學及科學界影響深遠，屢獲國際殊榮。

2017年1月15日，首屆未來科學大獎頒獎典禮在北京隆重舉行。首屆未來科學大獎的“生命科學獎”授予時任香港中文大學醫(yī)學院副院長、李嘉誠健康科學研究所所長及化學病理學系主任盧煜明。

在頒獎典禮上，盧煜明發(fā)表了獲獎感言，他回憶了自己發(fā)現(xiàn)無創(chuàng)產(chǎn)前基因檢測技術(shù)的歷程。

事實上，20多年前，聽到孕婦檢查胎兒的健康需要把一根針刺進子宮里時，還是牛津大學學生的盧煜明覺得“這個手段太殘忍，而且有這么大的風險”——平均有0.5%的幾率，這根針會扎到胎兒甚至導致孕婦流產(chǎn)，也就是說每200個孕婦中會有1個出現(xiàn)問題。

盧煜明想要找到一種替代羊膜穿刺術(shù)的安全產(chǎn)前檢測方式?！爱敃r我是個年輕的學生，也知道這個項目起碼要花掉我10年時間。但那時候我有一些天真的想法，覺得自己可以給這個領(lǐng)域創(chuàng)造點新的東西?！北R煜明說道。

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

1997年香港回歸前夕，盧煜明決定從英國牛津大學回到出生地香港，當時香港不少學校虛位以待。

離開英國前3個月，在《自然醫(yī)學》（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到癌細胞會把它的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也會釋放到血漿中，畢竟生長在體內(nèi)的腫瘤和母體內(nèi)的胎兒有相似之處。

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

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

盧煜明喜歡自己做泡面吃，“我覺得面里的湯好像血漿一樣，當我不斷吃面的時候，我的舌頭肯定會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，啟發(fā)于此，盧煜明加熱血漿，滅活了可能會影響DNA檢測的蛋白質(zhì)，提取出最終的DNA樣本。

一開始，這項技術(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，因為這會讓母親分泌攻擊胎兒的抗體細胞。而現(xiàn)在，這項技術(shù)已經(jīng)成為產(chǎn)前篩查唐氏綜合征的重要手段，進入全球90多個國家和地區(qū)的醫(yī)院，僅在中國，已經(jīng)有300萬孕婦受惠于此。

盧煜明并沒有在此止步，他開始思考如何實現(xiàn)胎兒的整個基因測序，這樣可以得到更多胎兒的生命信息。

繼泡面之后，一場電影使盧煜明產(chǎn)生了靈感。2009年某天，他和太太去看《哈利·波特》，臨近開場，電影院的燈光暗了下來，片頭出現(xiàn)“HP”字樣，“H”像一個染色體，“可能當時我已經(jīng)有了一個想法，知道怎么去做整體測序了”——孩子的基因一半來自父親，一半來自母親。一方面通過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，但如果檢測到母親體內(nèi)某些基因比他們相對應(yīng)的基因數(shù)量要多，那么這多出來的部分便來自于胎兒。

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