卢煜明博士生 诺奖热门人物 | 卢煜明和他的诗意人生
卢煜明,短短半个月内,这个名字就数次冲击大陆的各大医疗媒体,从 9 月 19 日的未来科学大奖中的生命科学奖,到 9 月 21 日的引文桂冠奖,现在又有越来越多的声音期待他能站上诺贝尔奖的领奖台。他的人生本身就充满诗意,要是再诺奖加身,那真的可以当文艺片主角了。
【2016 年引文桂冠奖 (Citation Laureates) 获奖名单有两位华裔科学家:来自麻省理工学院的华裔科学家张锋教授和来自香港中文大学的卢煜明教授。引文桂冠奖意在预测在今年或不久的将来可能获得诺贝尔奖的科研精英。
自 2002 年以来,每年发布的引文桂冠奖已成功预测了 39 位诺贝尔奖得主。该奖项通过对 Web of Science 数据库平台中科研论文及其引文进行深入分析,遴选出今年或未来几年,可能摘取诺贝尔奖的全球最具影响力的研究人员。】
温谦帅气的明哥~现在我们都知道了,他最重要的成就,是在孕妇血浆中检测到胎儿 DNA,并进行了胎儿基因组测序,他也因此被誉为无创产前诊断的奠基人。
这项成果一登陆临床,就迅速收到了太太和准太太们的 32 万个赞。不过光芒万丈的成就背后,通常都有不为人知的艰辛。他对学生/团队的要求非常严格——
赵慧君教授 1999 年以博士生身份加入了卢煜明的团队,毕业至今仍在他的团队中担任重要角色。一个女生觉得自己进了少林寺,这是一种多么酸爽的体验~!!
话说回来,准确、完美我懂,可是美感是什么?
文艺男神的孕育
要理解这个概念,还是得从卢煜明的成长经历看起吧。
卢煜明出生在一个典型的严父慈母的中国式家庭。父亲是精神科医生(香港青山医院前院长卢怀海),母亲是音乐老师,他还有一位弟弟。
卢爸爸虽然平时自己工作很忙,但仍然对两个儿子严格管教。卢爸爸要做会议发言的彩排时,会让儿子们当听众,甚至会让小卢煜明给他准备幻灯片。卢煜明简直就是在院长级别的医学讲习中长大的。卢爸爸还鼓励小卢煜明多画画,因为这是医学学习的基础。他经常说,一幅画作胜过千言万语(A Picture is worth a thousand words)。
卢妈妈则擅长钢琴和声乐,也会把自己的技能向两个孩子倾授。不过似乎卢弟弟对钢琴更加热情,也学得更好。卢煜明对音乐则爱恨交加,最终 get 到了音乐的另一个点——科技。「我遇到问题有我自己的解决方式。光学弹琴,我觉得很无聊的,但如果设计一种演凑方法,我可能会更感兴趣。」
青少年明哥总是对科学的世界保有无穷好奇心,一直喜欢阅读《国家地理》、《科学美国人》、《Discovery》等杂志,跟着文章一起思考,要是发现自己的想法能和专家们重合,那可要兴奋死了。
伴随嘲笑发现的孕妇血浆胎儿 DNA
在科学和艺术的双重熏陶下长大的卢煜明选择了剑桥,花了两年时间完成医学预科课程,第三年研究基因克隆。
后来在牛津接受临床训练期间,他还抽空去两位教授的实验室工作。就是在那里,他听到年轻研究员 John Bell 讲述当时的高新科技 PCR,说这门技术将给生物医学界带来一场大革命。PCR 一下子点燃了卢煜明的探索欲,他马上向 Bell 请教。但 1987 年的 PCR 技术还很青涩,他们的实验出现了很多假阳性,果断被嘲笑了。
但他马上又有了一个更「可笑」的点子:1969 年曾经有人检测到孕妇的血液中有胎儿的细胞,那为什么不用来做产前诊断?
「胎儿掉到母体里的细胞才多少?简直大海捞针啊!」
他面对嘲笑很不服,因为那时的产前诊断仍依赖血清学检查,但检出率只有 70%;或者羊膜腔穿刺,却要承担 1% 的流产风险。所以卢煜明仍然不愿放弃这个极具应用前景的想法,绞尽脑汁要想出来如何验证。
没想到在一个饭局上听同事谈论生男生女的问题时,他突然 get 到了点:如果孕妇怀的是男孩,那她的血液中就应该有含 Y 染色体的细胞,换言之,要是在孕妇身上检测到 Y 染色体上的序列,那这些序列一定来自胎儿咯。
他马上着手用 PCR 来检测这些 Y 序列,果然有!!测试了 19 名孕妇,其中 12 名孕妇的外周血中检测到了 Y 染色体特异的序列,最后都产下男孩;而另外 7 名未检测到这个序列的孕妇都生了姑娘。这个结果发在了 1989 年的 Lancet 上。
这个小成果让他来了劲,继续攻读牛津的 PhD。他想把这门技术用于临床。但前期的实验结果如同别人嘲笑的一样,孕妇血循环中的胎儿细胞真的太少了。他们做不出,假阳性很多,别人做也一样。此后他开始了捕捉胎儿细胞的漫漫征途。
不过这期间有一件很幸福的事情,他在朋友的介绍下遇见了唯一灵魂之伴侣。
卢煜明(Dennis)和黄小玲(Alice)
黄小玲是他那段旷日持久的探索中精神与生活的陪伴。她开朗明媚,举止优雅,也和他一样对科学充满热情,喜欢探索未知。「和她交谈总能带来新的视角,新的理解。」卢煜明的艰苦实验中有了些许灵动。
这个探索一直持续到 1996 年,那个夏天真的很煎熬,再测不出来就要放弃,换个方向了。但幸好 9 月突然遇到了转机。卢煜明读到 2 篇文章,报告了癌症患者血浆中能找到癌细胞的 DNA。他一个机灵便想到,肿瘤和胎儿不是一样的吗?
港真,不说的话谁也想不到,但他这么一说,好像真的是哦,肿瘤和胎儿都要靠患者/母体的营养来生存,一定有互相沟通的渠道……
不得不说,明哥脑洞真的很大。他想,肿瘤都能向血浆中释放足够的 DNA 被检测到,为什么一个 8 镑大的胎儿就不能?
验之!先要从怀有男胎的孕妇的血浆中提取 DNA,他用了一个超简单的办法——煮!就是把血浆加热 5 min。据说这是他某天煮公仔面的时候来的灵感,城会玩 = =
接下来仍用 PCR 检测 Y 染色体序列。几个星期之后终于有了成果。他获取了 30 名怀有男胎的孕妇的血浆、血清、有核血细胞分别检测。这回的结果太令人惊喜了,血浆的检出率为 80%,血清 70%,有核血细胞只有 17%。另外 13 名怀有女胎的孕妇及 10 名未怀孕女性作为对照组,均未检测到 Y 序列。
「我一直在实验室做到半夜,几乎不敢相信自己的眼睛!」一直捞了 8 年胎儿细胞,原来胎儿的 DNA 都游离在血浆里!
1997 年,卢煜明夫妇安心回到了香港。这个成果当时已在国外媒体上被大量报道,学界都为之兴奋。
他接下来进行了唐氏综合征检测的研究,和其他癌症研究等项目夹杂在一起,前前后后也经历了 10 年。期间只有 03 年被非典打断,卢煜明的团队暂停了一切工作,连日连夜做 SARS 的测序,花了 13 天。
2008 年,他又启动了另一个计划,从母体血浆中绘制人类胎儿基因组的图谱。这可比之前任何工作都复杂,因为要分离出母亲和胎儿的两套基因组信息。用他的话说,就是几百万片的两套拼图搅在了一起让你来还原!
挑战的欲望一上来,多难都要玩~
不过这回倒没有经历那么多年的冥思苦想。2009 年,《哈利波特与混血王子》3D 上映,卢煜明和太太没有错过。不过,约会开小差的明哥刚刚看到片头就呆住了,当「Harry」的 H 从屏幕上缓缓飘出来,这个大大的金色的 H 突然开始幻化——
灵感像一道闪电势不可挡,他马上想起一个众所周知却一直没想起来的事实——孩子的遗传物质是从父母双方继承而来的!
回去之后立即付诸行动,终于这一成果发表在 2010 年 12 月的《Science Translational Medicine》上。
Sci Transl Med. 2010, 2(61).61-69.
测序深度和基因组中的 GC 含量。染色体示意图(外环)由 pter-qter 顺时针排列(着丝粒为黄色)。其他(由外到内):GC 含量(绿;范围:30-55%),总测序深度(红;每 SNP 40-100 reads),胎儿特异性读取测序深度(蓝;每 SNP 1-8 reads)。
2011 年,卢煜明团队策划了一个大型的跨国研究,进行概念验证实验。他们在香港、英国、荷兰对 753 名孕妇进行了胎儿的染色体组分析,结果对唐氏综合征的阳性预测准确率达 91.9%,阴性预测准确率达 96.9%,远远超过了预期。至今这门技术已在全球 90 多个国家应用。
卢氏美感:科研并不妨碍精致生活
将对生活细致入微的体察,融入到科研思维里,或许就是卢煜明所追求的美感。
赵慧君博士这样描述卢煜明对科学的热情:他若想到了一个问题,不管是大是小,都不会放过,甚至随时召唤我们来讨论,非常固执,一定要搞清楚这个问题为什么会出现,一定要找到解决的办法。
但他并不是牺牲生活去追求科研抱负。他喜欢电影,有新片上映就会去看。在哈利波特-染色体事件之后还回忆说,要是没有看那场电影,不知道现在的命运会是怎样。他还会在周末同妻子一起打高尔夫,假期一起旅行。
也许正是对科学和生活的双重热爱,让卢煜明的每次重要突破总有生活元素的参与。对两个世界的体验都深刻,跨界思维才有机会交汇碰撞,擦出火花。
这对爱侣还做了一件极富有情怀的事情。当年从牛津毕业之前,也是香港主权移交的前夕——我们说「香港回归」,是带上了我们的情感,而「主权移交」则正式得有点冰冷。由于对当时的中国不了解或不信任,许多高知带着他们的精尖学识离开了香港,小两口却逆流而上。1997 年 1 月,卢煜明接受了香港中文大学化学病理系高级讲师的职位,回家。
这真是一个非常有美感的决定。
2011 年,卢煜明当选英国皇家学会院士。在仪式上,他要在一个古老的签名簿上签名,和历史上的伟大学者如达尔文、牛顿、爱因斯坦一同位列荣榜。卢煜明用那支纯粹追求意义、形式、美感而几乎没什么实用价值的羽毛笔签上了自己的中英文名字。
「羽毛笔真不是一般的难用。我想同时签上我的中英文名,只是这支笔显然不是为中文设计的。」
现在,卢煜明的团队已经开枝散叶,在相似的理论基础上,继续开发癌症的液体活检、肝脏移植术后并发症的监测等项目,即在检测患者血浆中从癌细胞释放出的 DNA 的含量,来判断是否有癌变;或检测肝移植术后患者血浆内来自供者的 DNA 的浓度,来判断是否发生了排斥,让这些严重疾病能在出现症状之前就及早地发现,及时采取措施。
最早的一个被人嘲笑的灵感,一直坚持实践了 27 年,今已亭亭如盖矣。
