Nature新闻：世界杰青开发出新型产前诊断方法

　　近期香港和美国的科学家们开发了一种新型的非侵入性的产前诊断方法获得业内人士的广泛关注。12月9日《自然》（nature)网站对其进行了新闻报道。有科学家称赞这项技术预示着“新一代产前诊断技术时代的到来”。

　　

    生物通报道  只需获得母亲的血液就可对发育中的胎儿进行全基因组筛查，这种全新的非侵入性的产前诊断方法有可能在不久的将来提供给准父母们，为他们的胎儿进行先天性的疾病筛查。

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    近期香港和美国的科学家们利用这种方法对一个胎儿进行了全基因组筛查以确定它是否遗传了来自父母的一种罕见的血液疾病。研究人员称这种方法还可适用于对出生前胎儿进行遗传性囊肿纤维病、镰状细胞贫血和其他先天性疾病筛查。研究论文发表在《科学转化医学》（Science Translational Medicine）杂志的网络版上。

    “目前离进入商业应用仅一步之遥，我相信这种情况很快就会获得改变，”论文的共同作者、美国加州圣地亚哥Sequenom 公司的首席科学顾问Charles Cantor说。

    在证实母亲的血浆中存在胎儿的DNA片段后，科学家们就致力于开发新的产前DNA筛查方法以取代羊膜穿刺术及其他的产前诊断技术。由于常规的产前诊断方法都是以侵入性的方式获取发育胎儿的DNA从而提高了孕妇流产的风险。

    “尽管我们通过检测母亲血液中的胎儿DNA已经可以鉴别出胎儿的性别和遗传自父亲的其他性状。但是从母亲那里找到胎儿的完全基因组仍然是非常困难的事情，”研究的负责人、中国香港大学的化学病理学家卢煜明说道：“如果母亲有两个不同的等位基因，由于其血液中也会同时存在这两种等位基因，因而用常规的遗传检测方法则无法确定她会将哪个等位基因传递给她的孩子。”

    卢煜明的研究小组在对一对夫妇进行研究时遭遇了这一难题。这对父母每人都携带了一个与血红蛋白生成有关的不同类型的突变等位基因。由于胎儿是分别从他的父母那里遗传获得一个等位基因，这意味着他们的孩子有25%的几率获得两个正常的等位基因，50%的几率获得一个错误和一个正确的等位基因：还有25%的几率获得两个突变的等位基因，从而导致胎儿患上β地中海贫血。

    医生在妊娠12周的时候采用一种侵入性的方法获得了胎儿的DNA。同时，卢煜明的研究小组也采集了父母双方的血液想看看他们是否能够获得相同的检测结果。

    研究人员进而对母亲血液中的几百亿个DNA碱基对进行了测序，并将它们与父母基因组中的90万个位点进行了比对。研究人员非常容易地就检测到母亲的血液中有父亲的突变出现这表明胎儿已经遗传了来自父亲的错误等位基因。为了确定是否母亲的突变也进入了胎儿的DNA，卢煜明课题组找到了一种新方法计算母亲的健康和突变的等位基因出现在血液样本中的频率。

    “如果它们以相同的比例存在，那么就意味着这个孩子确实遗传了来自母亲的基因突变。获得来自父母两个错误的基因将导致胎儿患上β地中海贫血，”卢煜明说。然而检测结果表明血液样本中存在更多的健康等位基因，这表明胎儿从母亲那里获得的是正确的基因拷贝，因而不会患上β地中海贫血。直接从胎儿那采集的DNA结果验证了卢煜明的结论。

    卢煜明课题组称目前他们已经对94%的胎儿DNA进行了测序。“但是由于胎儿的测序结果是从父母的基因筛查结果中推导出来的，要获得完整的胎儿基因组就必须比对父母的全基因序列（而非仅仅比对90万个位点），”卢煜明说。

    “我相信通过母亲的血液可以实现大部分胎儿基因组的测序，”斯坦福大学的生物工程师Steve Quake说。目前Steve Quake实验室的研究生Christina Fan也想出了类似的方法通过母亲对胎儿DNA进行筛查。他们已经在《Nature Precedings》网站发布了他们的研究成果。

    瑞士巴塞尔大学的分子生物学家Sinuhe Hahn称赞说这项研究预示着“新一代产前诊断技术时代的到来”。

（生物通：何嫱）

卢煜明简介

    卢煜明生于香港，于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。

研究成果

    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的研究，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这在母亲血浆内的胎儿DNA。他阐明了这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其中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这科研领域上发表过107篇SCI收录论文，其中73篇影响因子（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的期刊，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篇文章的总引用率1199次，他引857次。技术取得或申请了7项国际专利。此外，卢煜明被邀在国际学术会议上做报告40次。

曾获奖项
2000年香港十大杰出青年
2000年香港杰出领袖奖（星岛日报与CNBC合办）
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”