香港时间今天下午5时30分,2016年诺贝尔化学奖名花有主。今年的大热门——香港中文大学教授卢煜明遗憾地与之插肩而过。不过,正如香港中文大学生命科学学院院长黄锦波所说,诺贝尔化学奖由诺贝尔委员会负责评审,选出对化学领域有突破,长期对人类有贡献的科学成果;卢煜明就是这样的科学家,近年来他在医学化学领域,得到国际学术界的高度肯定。换句话说,今后卢煜明仍大有希望获得诺贝尔奖。
卢煜明
卢煜明其人其事
卢煜明(LO Yuk Ming Dennis),是分子生物学的临床应用专家,香港中文大学教授。尤其致力于研究人体内血浆的DNA和RNA。2011年成为皇家学会会员,2013年当选为发展中国家科学院院士和美国国家科学院外籍院士。今年9月中旬,卢煜明才在有“中国诺贝尔奖”之称的未来科学大奖中拿下“生命科学奖”,抱走100万美元奖金。
卢煜明最重大的研究成果为1997年发表的《母亲血浆中胎儿核酸的探索与应用》。他发现女性在怀孕期间,体内的胎儿会释放DNA和RNA至母亲的血浆之中,而且占母亲血浆中的DNA达5%之高。这项发现令他的研究队伍在非创伤性产前诊断领域上处于世界领先地位,这技术被世界多间实验室(如英国国家血液服务)用作常规检测之用。这项发现亦为医学界提供了崭新的研究方向,首先是提供了安全可靠的测试方法检验孕妇及胎儿的多项疾病,有别于过往高危的测试方法如羊膜穿刺检查。同时,卢煜明亦将有关技术引伸至其他不同的范畴,例如癌症、心脏病等。
卢煜明展示母体血浆中胎儿核酸研究成果
土生土长香港人
卢煜明生于香港,于香港圣若瑟书院毕业后负笈英国。1986年英国剑桥大学取得文学士学位后,到牛津大学接受临床医学培训,1989年取得内外全科医学士学位。又分别于1994年及2001年于牛津大学取得哲学博士及医学博士学位,在牛津大学赫特福德学院担任自然科学初级研究员。后来,升任为临床生物化学讲师及格林学院院士。曾任牛津大学教学医院约翰?拉德克利夫医院化学病理学荣誉顾问。1997年,卢煜明回到出生地香港,在香港中文大学医学院继续研究工作。
卢煜明现为香港中文大学医学院李嘉诚医学讲座教授、化学病理学讲座教授、医学院副院长(研究)及李嘉诚健康科学研究所所长。此外,亦曾任香港临床生化学会会长,现任香港研究资助局委员。
卢氏成果誉满全球
在牛津大学学医时,卢煜明认为,医生通常使用羊膜穿刺术为产前孕妇对胎儿进行诊断检查具有一定程度的危险性。于是他便考虑,可否用产妇的血细胞做检测。经过几个月的研究,卢煜明发现孕妇的血细胞中确实含有胎儿的DNA,但所发现的含量太少,不足以用作医学诊断。后来,卢煜明又做了多年研究,仍然未能在孕妇血细胞中所含胎儿DNA的数量方面取得突破。美国一个研究队伍花巨资从事这项研究,也仅能在40%的孕妇血细胞中确定有胎儿的DNA。
后来,一篇有关癌症的论文发表,揭示了癌症病人的血浆中含有癌细胞的DNA。癌细胞寄生在病人身上与胎儿寄生在母体上相类似,既然癌细胞会释放DNA到人体血浆中,也应该能从母体血浆中找到胎儿的DNA。卢煜明决定将过去从孕妇血细胞中寻找胎儿DNA的研究,改为从孕妇血浆中去寻找。结果,卢煜明在孕妇血浆中发现了男性DNA。由于母亲作为女性本身没有男性DNA,孕妇血浆中的男性DNA只能是来自胎儿。
卢煜明证明了在母亲的血浆内有胎儿DNA存在的理论,并发展出一套新的技术可以用来准确地分析和量度在母亲血浆内的胎儿DNA。他阐明了这一从未被发现的自然现象的基本参数,包括胎儿DNA浓度与怀孕期的关系及产后之肃清速度等,对于该研究领域以后的发展,有深远的影响。总括而言,该项目是国际基本医学领域上一个具有指标性的研究,并且对产前诊断的未来发展有重要的影响。
卢煜明在血浆DNA科研领域发表过107篇SCI收录论文,其中73篇影响因数(IF)在5以上,12篇在IF10以上,7篇在IF20以上,1篇在IF35以上。多篇论文刊载于世界顶尖期刊,如New England Journal of Medicine (IF38.6),Lancet (IF21.7),PNAS (IF10.5) 及American Journal of Human Genetics (IF12.3) 等。当中,17篇文章总引用率1199次,他引857次。技术取得或申请了7项国际专利。此外,卢煜明受邀在国际学术会议上做报告40次。
技术应用造福人类
孕妇产前检查
一般孕妇产前检查是使用羊膜穿刺法,胎儿会有百分之一机会流产,具有一定程度的危险性。卢煜明发现母亲血浆中胎儿DNA和RNA后,孕妇只需验血,便可从孕妇血液验出胎儿性别、Rh血型、乙型地中海贫血症及其他疾病。以此方法检查胎儿的血型,准确度近 100%。
胎儿唐氏症候群检测
这个方法只须向怀孕十二至十四周的母亲抽取血液。由于唐氏症候群与人体内第二十一组染色体出现变异有关,故该研究将第二十一组染色体的列序排列出来,并利用萤光试剂放在该排列上,正常的染色体只会出两点萤光,如出现三点的话,即胎儿有会患有唐氏症候群。传统羊膜穿刺术、绒毛膜组织化验分别有0.05%及1%至4%的机会令孕妇出现流产,而化验血液甲胎蛋白及超声检查的准确性较低,后者便要在怀孕二十周才可以进行。
鼻咽癌诊断
1999年,卢煜明研究出一种方法,在病人血浆中寻找与鼻咽癌有密切关系的EB 病毒DNA,结果发现准确度有95%。当癌细胞死亡以后,癌细胞DNA 会流入血液。病人血浆中的癌病毒DNA 越高,死亡率也高。目前一般是凭主观判断病人患病程度严重与否,而利用这方法就可以用病人血浆来作检查和诊断,可作为客观的指标。
医疗判断指标
现时的抢救治疗做法是,临床估计伤者受伤最严重的3个部位,给予1至5分(5分为最高分),若其中一个部位得5分,伤者的情况便十分危险,随时有丧命可能。然而这个方法只是估计,而且要等候约12小时才能得出较准确的估计,并不是最理想的做法。
卢煜明正研究以验血的方法,检测患者血液中含有多少因细胞受伤后死亡而“掉落”血液中的DNA,从而准确地推算患者的伤势和痊愈机会,预计将来可发展出一套新的医疗判断指标。当人体某些部位受伤后,细胞便会死亡,而其中的DNA会进入血液中,透过检测被这些死亡细胞带入血中的DNA数量,形成一个“血浆指数”,配合心跳、血压和性别等资料,可客观地推算出患者的伤势属“危殆”和“严重”等,以及其存活率。这种方法可作为客观的指标,协助急症室分流伤者,及早给予适当治疗。一般人每毫升血液中有500到2000单位的DNA,若伤者血液中的DNA超过10万个单位,在科学上看来已是“必死无疑”。在2010年前,可在急症上广泛使用这种方便的指数。
SARS事件贡献巨大
2003年起在中国广东省爆发严重急性呼吸道症候群(SARS) 流行病,令内地有超过5000人染病,348人死亡。而疫情迅速传播到香港地区,最终导致1755染病, 297死亡。2003年3月末,香港中文大学医学院委任卢煜明统筹一个专责对抗 SARS的研究小组,寻找病毒的任何蛛丝马迹,破解其基因图谱、追踪病毒行踪以及发展新的快速测试病毒方法。研究小组于工作第十三日将病毒三万个基因密码全部破解。4月16日与香港大学同一时间向世界公布基因排序。比加拿大及美国疾病及预防控制中心稍慢一步。
卢煜明又将其母亲血浆内有胎儿 DNA 存在理论应用于SARS冠状病毒测试。他的研究小组发现冠状病毒有如胎儿,会同样将病毒基因释放到血浆中。最后成功研究出一种新的测试法,可以在病人入院后第一日进行测试,准确度高达八成。这项测试法的另一项优越之处是可以量化计算病人病情严重性。测试证明,需要进入深切治疗部的SARS病人,比病况轻微的SARS病人体内病毒多三十倍。测试法的作用可有效侦察出病毒会否来袭。
卢煜明曾获奖项
2000年 香港十大杰出青年
2000年 香港杰出领袖奖
2001年 世界杰出青年奖
2006年 中国国家自然科学奖二等奖
2006年至2007年度 裘槎基金会优秀科研者奖
2016年 未来科学大奖“生命科学奖”
2016年 汤森路透引文桂冠奖