港中大教授卢煜明获拉斯克奖,他的研究有多重要?

港中大教授卢煜明获拉斯克奖,他的研究有多重要?

本文来自微信公众号:界面新闻 (ID:wowjiemian),作者:李科文,编辑:谢欣,原文标题:《“诺奖风向标”拉斯克医学奖揭晓,我们和获奖者港中大教授卢煜明聊了聊》,头图来自:港中大

9月29日,被誉为“诺奖风向标”的2022年度拉斯克医学奖(Lasker Medical Research Awards)公布。香港中文大学李嘉诚健康科学研究所所长及化学病理学系系主任卢煜明因产前无创DNA技术获得“2022年拉斯克临床医学奖”。

图片来源:拉斯克医学奖

卢煜明发研的产前无创DNA技术是基于孕妇外周血中存在胎儿DNA的发现。从此,无创DNA产前检测技术仅需采取孕妇静脉血,利用新一代DNA测序技术对母体外周血浆中的游离DNA片段(包含胎儿游离DNA)进行测序,并将测序结果进行生物信息分析,可以从中得到胎儿的遗传信息,从而检测胎儿是否患三大染色体疾病。相比于此前的羊水穿刺技术,产前无创DNA技术使数百万妇女及其胎儿的产前检查更加安全,且准确率超99%。

拉斯克医学奖是美国最具声望的生物医学奖项,也是医学界中仅次于诺贝尔奖的一项大奖。1946年,由有“现代广告之父”之称的美国著名广告经理人、慈善家阿尔伯特·拉斯克(Albert Lasker)及其夫人玛丽·沃德·拉斯克(Mary Woodard Lasker)共同创立,旨在表彰医学领域作出突出贡献的科学家、医生和公共服务人员。至今有95位拉斯克医学奖得主获得诺贝尔奖,比例占25%,单是过去4年的诺贝尔奖获奖者中,就有7位曾获拉斯克医学奖。

此奖项成立75年来以来,卢煜明是第五位获奖的华人。此前的几位华人获奖者分别是1962年获奖的李卓皓、1972年的李敏求、1991年的“基因诊断之父”简悦威及2011年的中国首位诺贝尔奖获奖者屠呦呦。其中,卢煜明是2015年后继屠呦呦以外,唯一以中国为研究基地的拉斯克医学奖得奖者。

9月29日,目前身在美国纽约的卢煜明接受了界面新闻在内的线上连线采访,分享其获奖心得。

以下为部分采访实录:

界面新闻:恭喜卢煜明教授获得2022年拉斯克临床医学奖。首先,想请卢教授分享当前的获拉斯克医学奖的心得。

卢煜明:拉斯克医学奖是一个很特别的奖项,很多人会将其喻为美国的诺贝尔奖。的确,很多拉斯克医学奖获奖者后续也获得了诺贝尔奖。对我个人而言,拉斯克医学奖的特别之处在于这是继屠呦呦后又一个唯一以中国为研究基地的拉斯克医学奖华人得奖。我是怀着十分谦卑的心态来接受这个奖项。

此前很多的拉斯克医学奖得奖者我十分尊敬他们,他们也是我的偶像和前辈。特别是1991年的“基因诊断之父”简悦威,他是我的恩师。我受他指导。当我还是医学生的时候,我阅读了很多他的书籍与论文,这给我后续的医学科研之路带来很多启发。简悦威教授做的研究也与产前诊断有关,当时的技术是入侵式诊断,而我本次获得拉斯克医学奖是因产前无创DNA技术,这对我个人来说十分有意义。

本次我获得拉斯克医学奖很希望能对大湾区的科研青年有启发作用。我是土生土长的香港科学家。我在香港本地做了25年的研究工作。这次获奖也证明了,我们基于本土做的科研成果是能影响世界的。我也希望有志于做科研工作的青年人能投身于这项事业。

界面新闻:拉斯克医学奖被喻为诺贝尔奖风向标。目前来看,卢教授似乎已十分接近诺贝尔奖。请问您是否已做好准备冲击诺贝尔奖?

卢煜明:诺贝尔奖的确是很多科学家的最高荣誉。我对于各项奖项都怀有谦卑的心态。作为科学家,我们能做的唯一工作就是做出最好的研究。非常感谢公众对我的鼓励。

界面新闻:基于母亲血液中发现胎儿DNA从而实现唐氏综合征的无创产前检测。而这一项突破为唐氏综合征以及其他染色体疾病的产前诊断开辟了新途径。此后,世界各地迅速接受了这项技术,使数百万妇女及其胎儿的产前检查更加安全,想请卢煜明教授向公众科普一下这项“一直在身边保护母亲与婴儿”的技术原理。

卢煜明:产前无创DNA技术是基于孕妇外周血中存在胎儿DNA的发现。孕妇母体血浆中含有胎儿游离DNA。另外,胎儿染色体异常会带来孕妇母体中DNA含量微量变化。因此,通过深度测序及生物信息可分析检测到该变化,得到胎儿的遗传信息,从而检测胎儿是否患三大染色体疾病。

界面新闻:您是凭借什么契机发现这项技术?并且,将这项技术应用于唐氏综合征的无创产前检测。

卢煜明:这个研究过程大概需要20年的时间,很幸运我很早便开始了这项研究工作,且在完成该项科研任务时我也仍未退休。上世纪80年代中,我进入牛津大学进行临床医学的修读。有一次,一位教授在讲座中介绍了PCR技术。我被这项技术所吸引,且对其充满好奇。在当时,通过扩增DNA序列来进行生物医学检测的PCR技术才刚诞生,仍是一项十分新奇的技术。而至如今,PCR技术已因新冠病毒核酸检测被公众熟知。

另外,在医学学习期间,我还需要修读一门妇产科,因而了解到产前诊断项目。在此之前的很长一段时间,孕妇如果想知道胎儿是否患有染色体疾病,最准确的方法就是做羊水穿刺,但这对孕妇的伤害很大,且有可能对胎儿造成伤害。因此,我便思考能否将PCR技术应用到产前检测。

在前8年研究中,我一直在孕妇母体循环中寻找到胎儿有核细胞的遗传信号,却无法形成可靠和一贯的信号。1997年,我接受香港中文大学的邀请回到香港授课,并打算将此前的研究推翻重做。同时,我在《自然医学》杂志上看到两篇文章,发现癌细胞会把DNA释放到人的血浆和血清中。我便思考,也许胎儿的DNA也会释放到血浆中。之后,我开始在游离的母亲血浆里寻找胚胎DNA。

在一次加热泡面的过程中,热量给予了我灵感。我开始尝试加热血浆,期间灭活了可能会影响DNA检测的蛋白质,再通过离心和吸取上清,提取出最终的DNA样本,成功地在母体血浆中检测到了胎儿DNA。2011年后,无创性产前诊断技术正式进入临床应用,主要用于检测唐氏综合征和其他染色体异常。

界面新闻:除应用于产前无创检测,DNA测序技术可扩展应用至癌症检测,能非入侵性地找出癌症基因组中多种类型的改变。您目前最新的科研发现是什么?后续的研究方向又在哪?

卢煜明:同理,基于孕妇外周血中存在胎儿DNA的发现,癌症的寄生与婴儿的胎盘寄生有一定相似性,我们便有机会将这个技术应用于癌症的筛查工作,能非入侵性地找出癌症基因中多种类型的改变。举个简单的例子,如果宝宝是男性,会在孕妇的血浆内检测到男性的DNA。或者,如果将男性的器官移植到女性体内同样也会在女性的血浆中检测到男性的DNA。

即,通过检测患者血浆中从癌细胞释放出的DNA含量,来判断是否有癌变;或检测肝移植术后患者血浆内供体DNA浓度,来判断是否发生排斥,让这些严重疾病能在出现明显症状之前就及早地被发现,及时采取措施。

以鼻咽癌为例,鼻咽癌常见于广东地区,其中广东地区患鼻咽癌的概率很高。若发现及时,该病的五年生存率高达95%,但如果在晚期发现,五年生存率则降至60%。然而,大多数患者在患病早期并无症状,80%鼻咽癌患者在确诊时已经是晚期。基于PCR(聚合酶链反应)的检测方法,筛选无症状患者EB病毒的血浆游离DNA,可在患者尚未有病征前及早诊断出鼻咽癌,阳性预测值达11%,较一般癌症筛查方法高。

此外,我的研究团队最新发现,由于此前的PCR技术缺陷,血液里丰富的DNA信息无法被我们获悉。实际上血的DNA片段是很长的很丰富的。因此,这将是无创检测领域的突破。现在有一门学科叫DNA片段学,或许后续,根据DNA片段的剪切模式不同,可以以此规律来提早筛选发现不同的疾病。

界面新闻:大湾区内的科研项目紧密联系。您在对大湾区科研项目发展与其后续的商业化落地有什么看法与建议?

卢煜明:现在香港投入了前所未有的资源来发展生物医学。我们更拥有人类历史上最好的技术,如人类的DNA图谱;还有一些很先进的排序仪器。我鼓励对生物学感兴趣对年轻人,把握当下科创发展的黄金机会。在大湾区,这是一个很有潜力的巨大市场。大湾区在科创的投入是有优势的,整个科研大环境也在不断变好,有潜力可以吸引越来越多的人才来到这里。

不过,目前香港科创者在大湾区推广项目还是遇到一些难题。例如,基因工程创业者香港与内地的基因数据暂未互通。如果香港基因工程科创者想在内地推广相关项目,需要重新再建设实验室,耗费较大的时间与金钱。此外,香港的基因工程科创者还无法在内地直接开始相关的基因工程创业公司。另外,在相关的专利政策方面,内地审批的专利可以在香港注册,但香港审批通过的专利暂无法直接在内地申报。不过,我相信随着进一步发展,在科研方面大湾区将越来越有优势。

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英雄所见略同

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