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港中大教授盧煜明獲拉斯克獎,他的研究有多重要?

9月29日,被譽為“諾獎風向標”的2022年度拉斯克醫學獎(Lasker Medical Research Awards)公佈。香港中文大學李嘉誠健康科學研究所所長及化學病理學系系主任盧煜明因產前無創DNA技術獲得“2022年拉斯克臨床醫學獎”。

圖片來源:拉斯克醫學獎

盧煜明發研的產前無創DNA技術是基於孕婦外周血中存在胎兒DNA的發現。從此,無創DNA產前檢測技術僅需采取孕婦靜脈血,利用新一代DNA測序技術對母體外周血漿中的遊離DNA片段(包含胎兒遊離DNA)進行測序,並將測序結果進行生物信息分析,可以從中得到胎兒的遺傳信息,從而檢測胎兒是否患三大染色體疾病。相比於此前的羊水穿刺技術,產前無創DNA技術使數百萬婦女及其胎兒的產前檢查更加安全,且準確率超99%。

拉斯克醫學獎是美國最具聲望的生物醫學獎項,也是醫學界中僅次於諾貝爾獎的一項大獎。1946年,由有“現代廣告之父”之稱的美國著名廣告經理人、慈善家阿爾伯特·拉斯克(Albert Lasker)及其夫人瑪麗·沃德·拉斯克(Mary Woodard Lasker)共同創立,旨在表彰醫學領域作出突出貢獻的科學家、醫生和公共服務人員。至今有95位拉斯克醫學獎得主獲得諾貝爾獎,比例占25%,單是過去4年的諾貝爾獎獲獎者中,就有7位曾獲拉斯克醫學獎。

此獎項成立75年來以來,盧煜明是第五位獲獎的華人。此前的幾位華人獲獎者分別是1962年獲獎的李卓皓、1972年的李敏求、1991年的“基因診斷之父”簡悅威及2011年的中國首位諾貝爾獎獲獎者屠呦呦。其中,盧煜明是2015年後繼屠呦呦以外,唯一以中國為研究基地的拉斯克醫學獎得獎者。

9月29日,目前身在美國紐約的盧煜明接受了界面新聞在內的線上連線采訪,分享其獲獎心得。

以下為部分采訪實錄:

界面新聞:恭喜盧煜明教授獲得2022年拉斯克臨床醫學獎。首先,想請盧教授分享當前的獲拉斯克醫學獎的心得。

盧煜明:拉斯克醫學獎是一個很特別的獎項,很多人會將其喻為美國的諾貝爾獎。的確,很多拉斯克醫學獎獲獎者後續也獲得了諾貝爾獎。對我個人而言,拉斯克醫學獎的特別之處在於這是繼屠呦呦後又一個唯一以中國為研究基地的拉斯克醫學獎華人得獎。我是懷著十分謙卑的心態來接受這個獎項。

此前很多的拉斯克醫學獎得獎者我十分尊敬他們,他們也是我的偶像和前輩。特別是1991年的“基因診斷之父”簡悅威,他是我的恩師。我受他指導。當我還是醫學生的時候,我閱讀了很多他的書籍與論文,這給我後續的醫學科研之路帶來很多啟發。簡悅威教授做的研究也與產前診斷有關,當時的技術是入侵式診斷,而我本次獲得拉斯克醫學獎是因產前無創DNA技術,這對我個人來說十分有意義。

本次我獲得拉斯克醫學獎很希望能對大灣區的科研青年有啟發作用。我是土生土長的香港科學家。我在香港本地做了25年的研究工作。這次獲獎也證明了,我們基於本土做的科研成果是能影響世界的。我也希望有志於做科研工作的青年人能投身於這項事業。

界面新聞:拉斯克醫學獎被喻為諾貝爾獎風向標。目前來看,盧教授似乎已十分接近諾貝爾獎。請問您是否已做好準備沖擊諾貝爾獎?

盧煜明:諾貝爾獎的確是很多科學家的最高榮譽。我對於各項獎項都懷有謙卑的心態。作為科學家,我們能做的唯一工作就是做出最好的研究。非常感謝公眾對我的鼓勵。

界面新聞:基於母親血液中發現胎兒DNA從而實現唐氏綜合征的無創產前檢測。而這一項突破為唐氏綜合征以及其他染色體疾病的產前診斷開辟了新途徑。此後,世界各地迅速接受了這項技術,使數百萬婦女及其胎兒的產前檢查更加安全,想請盧煜明教授向公眾科普一下這項“一直在身邊保護母親與嬰兒”的技術原理。

盧煜明:產前無創DNA技術是基於孕婦外周血中存在胎兒DNA的發現。孕婦母體血漿中含有胎兒遊離DNA。另外,胎兒染色體異常會帶來孕婦母體中DNA含量微量變化。因此,通過深度測序及生物信息可分析檢測到該變化,得到胎兒的遺傳信息,從而檢測胎兒是否患三大染色體疾病。

界面新聞:您是憑借什麼契機發現這項技術?並且,將這項技術應用於唐氏綜合征的無創產前檢測。

盧煜明:這個研究過程大概需要20年的時間,很幸運我很早便開始了這項研究工作,且在完成該項科研任務時我也仍未退休。上世紀80年代中,我進入牛津大學進行臨床醫學的修讀。有一次,一位教授在講座中介紹了PCR技術。我被這項技術所吸引,且對其充滿好奇。在當時,通過擴增DNA序列來進行生物醫學檢測的PCR技術才剛誕生,仍是一項十分新奇的技術。而至如今,PCR技術已因新冠病毒核酸檢測被公眾熟知。

另外,在醫學學習期間,我還需要修讀一門婦產科,因而了解到產前診斷項目。在此之前的很長一段時間,孕婦如果想知道胎兒是否患有染色體疾病,最準確的方法就是做羊水穿刺,但這對孕婦的傷害很大,且有可能對胎兒造成傷害。因此,我便思考能否將PCR技術應用到產前檢測。

在前8年研究中,我一直在孕婦母體循環中尋找到胎兒有核細胞的遺傳信號,卻無法形成可靠和一貫的信號。1997年,我接受香港中文大學的邀請回到香港授課,並打算將此前的研究推翻重做。同時,我在《自然醫學》雜志上看到兩篇文章,發現癌細胞會把DNA釋放到人的血漿和血清中。我便思考,也許胎兒的DNA也會釋放到血漿中。之後,我開始在遊離的母親血漿裡尋找胚胎DNA。

在一次加熱泡面的過程中,熱量給予了我靈感。我開始嘗試加熱血漿,期間滅活了可能會影響DNA檢測的蛋白質,再通過離心和吸取上清,提取出最終的DNA樣本,成功地在母體血漿中檢測到了胎兒DNA。2011年後,無創性產前診斷技術正式進入臨床應用,主要用於檢測唐氏綜合征和其他染色體異常。

界面新聞:除應用於產前無創檢測,DNA測序技術可擴展應用至癌癥檢測,能非入侵性地找出癌癥基因組中多種類型的改變。您目前最新的科研發現是什麼?後續的研究方向又在哪?

盧煜明:同理,基於孕婦外周血中存在胎兒DNA的發現,癌癥的寄生與嬰兒的胎盤寄生有一定相似性,我們便有機會將這個技術應用於癌癥的篩查工作,能非入侵性地找出癌癥基因中多種類型的改變。舉個簡單的例子,如果寶寶是男性,會在孕婦的血漿內檢測到男性的DNA。或者,如果將男性的器官移植到女性體內同樣也會在女性的血漿中檢測到男性的DNA。

即,通過檢測患者血漿中從癌細胞釋放出的DNA含量,來判斷是否有癌變;或檢測肝移植術後患者血漿內供體DNA濃度,來判斷是否發生排斥,讓這些嚴重疾病能在出現明顯癥狀之前就及早地被發現,及時采取措施。

以鼻咽癌為例,鼻咽癌常見於廣東地區,其中廣東地區患鼻咽癌的概率很高。若發現及時,該病的五年生存率高達95%,但如果在晚期發現,五年生存率則降至60%。然而,大多數患者在患病早期並無癥狀,80%鼻咽癌患者在確診時已經是晚期。基於PCR(聚合酶鏈反應)的檢測方法,篩選無癥狀患者EB病毒的血漿遊離DNA,可在患者尚未有病征前及早診斷出鼻咽癌,陽性預測值達11%,較一般癌癥篩查方法高。

此外,我的研究團隊最新發現,由於此前的PCR技術缺陷,血液裡豐富的DNA信息無法被我們獲悉。實際上血的DNA片段是很長的很豐富的。因此,這將是無創檢測領域的突破。現在有一門學科叫DNA片段學,或許後續,根據DNA片段的剪切模式不同,可以以此規律來提早篩選發現不同的疾病。

界面新聞:大灣區內的科研項目緊密聯系。您在對大灣區科研項目發展與其後續的商業化落地有什麼看法與建議?

盧煜明:現在香港投入了前所未有的資源來發展生物醫學。我們更擁有人類歷史上最好的技術,如人類的DNA圖譜;還有一些很先進的排序儀器。我鼓勵對生物學感興趣對年輕人,把握當下科創發展的黃金機會。在大灣區,這是一個很有潛力的巨大市場。大灣區在科創的投入是有優勢的,整個科研大環境也在不斷變好,有潛力可以吸引越來越多的人才來到這裡。

不過,目前香港科創者在大灣區推廣項目還是遇到一些難題。例如,基因工程創業者香港與內地的基因數據暫未互通。如果香港基因工程科創者想在內地推廣相關項目,需要重新再建設實驗室,耗費較大的時間與金錢。此外,香港的基因工程科創者還無法在內地直接開始相關的基因工程創業公司。另外,在相關的專利政策方面,內地審批的專利可以在香港註冊,但香港審批通過的專利暫無法直接在內地申報。不過,我相信隨著進一步發展,在科研方面大灣區將越來越有優勢。

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