都是不可思议的技术成就
撰文 |燕小六
来源 | “医学界”公众号
这是一个具有颠覆意义的发现：孕妈妈的外周血中存在游离的胎儿DNA。这打破了DNA只存在于细胞内部的既往认知。
20多年来，因卢煜明的上述发现，产前诊断技术发生翻天覆地的变化。据此研发的“无创性产前诊断”（NIPT）技术，在全球60多个国家和地区得到广泛应用。2018年，全球进行了1000余万次相关检测。
“然而，当科学家卢煜明于1997年首次提出这一发现时，人们只是耸耸肩。”《纽约时报》报道。卢煜明自己也很惊讶。“最初商业专家认为，这只能用来判断婴儿性别。他们没意识到这能走多远。”他曾这么告诉《卫报》。
当地时间9月28日，因其贡献巨大，现任中国香港中文大学李嘉诚健康科学研究所所长、化学病理学系系主任的卢煜明被授予“2022年拉斯克临床医学奖”。这是医学界久负盛名的奖项之一，有“诺贝尔风向标”之称。
同日，主办方还颁出本年度的另两个奖项。
美国约翰斯·霍普金斯大学的Lauren Gardner因率先开发出“新冠肺炎疫情地图”，获得“2022年拉斯克公共服务奖”。
来自美国麻省理工学院的Richard O.Hynes、伯纳姆·普雷比医学发现研究所的Erkki Ruoslahti，及波士顿儿童医学院/哈佛大学医学院的Timothy A.Springer，共享“2022年拉斯克基础医学奖”。主办方称，3人针对整合素的研究、发现，推动了克罗恩病、溃疡性结肠炎等自身免疫性疾病的新药研发。
图片来源于Lasker Foundation
一碗泡面的启示
多数科学成就都脱胎于长时间的反复验证及失败，卢煜明教授也无可避免——他曾走进科研“死胡同”达8年之久。
早在牛津大学就读期间，卢煜明教授就充满了疑惑，“为什么医生要建议孕妇去做一个可能导致流产的产前诊断手术？为什么不能就用母亲的体液，比如血液，去检测胎儿的DNA是否正常？1969年曾有人检测到孕妇血液中有胎儿细胞，为什么不用来做产前诊断？”
基于前人的发现、自己的思考，卢煜明教授结合了当时最新的聚合酶链式反应（PCR）技术，展开母体血细胞研究，捕捉其中的胎儿DNA。
研究卡死在浓度上。母体血液里的大部分细胞是母亲自己的，实验无法获得可靠和一贯的信号，也难以达到实现临床应用的目标。
图片来源于中国香港中文大学
1996年夏天，卢煜明教授面临抉择，再做不出结果，就要放弃、换方向了。当年9月，转机来了。他读到两篇论文，都关于在癌症患者血浆中检测出肿瘤DNA。
“胎儿和肿瘤有相似之处，都要靠‘母体’提供营养。既然肿瘤向血浆中释放的DNA能被测出来，为什么五六斤的胎儿不可以？”
有了想法，就要找验证方法。有一天，卢煜明在煮方便面时，看到面饼在沸水中翻滚，刹那间灵感迸发：能不能煮沸血液、提取血浆？
煮完后，他发现母亲血浆内的胎儿DNA浓度非常高，是血细胞中浓度的十万倍。
接着，卢煜明教授还使用PCR技术，对孕妇血浆中胎儿游离DNA开展了一系列研究，解决了一些简单的临床问题，如检测胎儿血型、性别等。
1997年，《柳叶刀》发表卢煜明教授及同僚的成名作：《母体血浆和血清中存在胎儿DNA》（Presence of fetal DNA in maternal plasma and serum），文章展望了血浆检测方法的未来，“这可能是无创筛查唐氏综合征的可行办法。”
基于这一发现，只需抽取孕妇少量静脉血，就能检测胎儿遗传信息，排查唐氏综合征等基因缺陷问题。由于无需羊水穿刺，胎儿流产几乎为0，故称为“无创”。
图片来源于中国香港中文大学
卢煜明教授和团队花了10年，尝试将想法落为现实。
2008年，他和美国斯坦福大学的Stephen R.Quake等人证明，利用大规模平行测序（MPS）策略，能快速计数DNA分子。此后，团队进一步验证了MPS用于唐筛的性能和可行性，并最终推动2011年相关产品获批上市。如今，越来越多的医院有资质开展无创唐筛，费用较之前大幅降低。
“我很高兴，自推出以来，无创产前检测已成为一项护理标准。它还激发了全球对血浆DNA诊断应用的兴趣，特别是在癌症液体活检和器官移植监测领域。我期待看到这些和其他尚未开发的应用程序，能改善全球医疗保健。”卢煜明教授在拉斯克奖获奖声明中说道。
值得一提的是，2011年屠呦呦获得拉斯克奖，数年后她摘得诺贝尔奖桂冠。卢煜明教授也被视为“摘诺”的热门人选。
截至目前，他已斩获多项殊荣，包括2021年摘得“科学突破奖”。同年，还获得英国皇家学会颁发的生物学科“皇家奖章”，成为该奖项成立近200年来的首位华人得主。
此外，他连续5年获得权威科学期刊《自然生物科技》（Nature Biotechnology）评选“全球20位顶尖转化研究科学家”。2011年、2013年，他分别入选英国皇家学会、美国国家科学院，与达尔文、牛顿同列院士。
图片来源于Lasker Foundation
公共服务奖得主
曾获《时代》杂志2020年“最佳发明”
公共服务奖颁给Lauren Gardner，以表彰其带队创建“新冠肺炎疫情地图”。
“这为实时传播权威公共卫生数据，设定了新标准。提供了有关新发传染病传播的可访问且可靠的信息，填补了国际公共卫生系统的空白，并建立了一个可供效仿的模型。”拉斯克奖颁奖词评价道。
2020年1月21日，Lauren Gardner和两名来自中国的博士生，坐在一家咖啡店里。话题很快转向当时刚出现的新冠病毒。
Lauren Gardner想建立一个“在线地图”，追踪新冠病毒，研究交通运输系统如何促使病毒传播。“想通过数据收集，记录一个疾病从‘出生’，到被人类战胜的全过程。”
几人一拍即合。仅仅8小时，初版“疫情地图”制作完成，上线运营。
这个网站的热度远远超出预期。代表病例数的红点范围逐渐扩大，各国死亡人数残酷攀升，“疫情地图”成为政策制定者、科学家、媒体和民众必不可缺的信息来源。仅仅3个月，其访问量累计达160亿，平均日访问量达10亿。
2020年《时代》杂志评选年度“最佳发明”，该地图上榜，并被称为“2020年必看数据源”。这份年度榜单表彰100项具有开创性的发明。《时代》称其“使世界变得更好、更智能、甚至更有趣。”
图片来源于Lasker Foundation
基础研究奖授予
了解细胞结构的开创性工作
在1970年代，癌症研究人员就发现，肿瘤细胞明显异于正常细胞。前者不像正常细胞那样能粘在细胞培养皿上，而是会异常“散开”。
为了弄清楚肿瘤细胞的行为，科学家Richard O.Hynes、Erkki Ruoslahti各自展开研究。他们识别出一种细胞表面相关蛋白，有助于将细胞附着在周围的细胞外基质（ECM）上。这种蛋白在正常细胞中大量存在，但在肿瘤细胞中几乎不可见。他们还捕获了一个能与这种蛋白结合的受体。
Timothy A.Springer的研究乍看之下，与前两人无关。他发现介导细胞与其靶标相互作用的跨膜蛋白。
但这些线索汇集到一起，科学界意识到，存在一个分子家族，其成员在胚胎和完全形成生物体等一系列过程中发挥着核心作用。这个家族如今被称为“整合素”，是细胞与基质之间和细胞-细胞黏附的关键介质。前述3人因其在整合素方面的发现，共享“2022年拉斯克基础医学奖”。
参考资料：
[1]The 2022 Lasker Awards.https://laskerfoundation.org/
[2]2022 Lasker Award Winners Announced.The Scientist
[3]Lasker Award Honors Development of Noninvasive Prenatal DNA Test.The New York Times
Scientists honored for COVID-19 tracker,prenatal test.ABC News
[4]Discovery of Cell-Free Fetal DNA in Maternal Blood and Development of Noninvasive Prenatal 5.Testing 2022 Lasker-DeBakey Clinical Medical Research Award.JAMA.Published online September 28,2022.doi:10.1001/jama.2022.14982
来源：医学界
校对：臧恒佳
责编：田栋梁
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