无创产前检测技术的先驱：卢煜明

思政映射点： 开拓创新，前沿引领，科学精神

学科： 遗传学

相关知识点： 无创产前诊断

素材简介： 本素材介绍了卢煜明从对解决产前诊断的问题产生兴趣到发现母体血浆内胎儿游离DNA的过程以及后续发展的无创产前检测技术对生命科学和人类健康所做出的贡献。体现了科学家勇于创新、坚韧不拔的精神。旨在培养医学生维护人类健康的使命感和发现问题、解决问题的能力。

出生缺陷是危害人类健康的三大疾病之一，全球每年新增近800万出生缺陷患儿。基因缺陷和染色体异常是造成出生缺陷的主要原因之一，产前筛查和诊断是避免出生缺陷发生的关键手段。临床上一直采用血清学生化及影像学方法筛查唐氏综合征等发病率较高的疾病，对于筛查阳性的孕妇采取绒毛膜取样、羊水穿刺、脐血穿刺等侵入性产前诊断手段（孕妇有流产、感染的风险，胎儿有致畸和致残的风险）进行染色体分析，从而获得相对准确的诊断结果。但是这些筛查方法假阳性率高，很多不必要的侵入性产前检查可能带来风险，给孕妇造成一定身心伤害。

卢煜明在牛津大学作医学生的时候就尝试探索无创产前检查的方法。他在牛津大学实验室进行了8年研究，之后经历了很多困难和曲折，但是他一直想方设法继续研究这个问题。直到1997年1月他看到发表于《自然·医学》的两篇文章。这两篇文章提到癌细胞DNA可以在癌症患者的血浆和血清里找到。他突然想到一点：胎儿和癌细胞其实有相似的地方，都是寄宿在另外一个人身体里面的组织细胞，肿瘤能向血浆中释放足够的DNA而被检测到，为什么胎儿就不能呢？这一念头，成为改变卢煜明一生的重要契机。他立刻动手进行试验验证这个想法。受到煮公仔面（方便面）的启发，他将孕妇血浆煮了五分钟，然后拿一些出来检测，很神奇地检测到了胎儿的DNA。原来做了8年研究都没有成功的原因是他以为要找的胎儿DNA是在细胞内，但其实是在细胞外。事后卢煜明谈到这个漫长而艰难的发现过程时说，他的动力就是很想解决这个问题。我们从中也可以看出，虽然最后解决问题的方法看似是灵光一闪的念头，但其实是8年尝试和积累的结果。

1997年，卢煜明的论文《孕妇血浆与血清中存在胎儿DNA》在国际著名医学期刊《柳叶刀》上发表。自此，卢煜明开展了一系列工作，开启了无创产前检测的先河。他于2008年证明，通过对孕妇血浆游离DNA的测序及定量分析，可以实现对染色体非整倍体胎儿的临床诊断。2010年，他又通过对孕妇血浆中胎儿游离DNA的分析测序，绘制出胎儿的全基因组图谱。此后，NIPT技术开始在临床大面积推广并获得认可，为减少21、13及18号染色体的非整倍体导致的疾病的发生作出了重要贡献。

NIPT技术的无创性及高准确性在世界范围内造福了众多家庭。由于采样方式简单，无创更容易被大多数孕妇所接受且其检测准确率在99%以上，使接受侵入性产检的孕妇数量大大下降，并且将产前诊断的时间提前。自2011年8月，NIPT技术已在全球90多个国家被用于临床的产前筛查。目前，NIPT技术已被推广应用于单基因遗传病及其他疾病如肿瘤、心脏病等的筛查诊断。

凭借其在胎儿DNA检测方面作出的开拓性贡献，卢煜明获得2005年国家自然科学奖、2016年未来科学大奖中的“生命科学奖”以及SCI引文桂冠奖。

卢煜明从对解决产前诊断的问题产生兴趣，到发现母体血浆与血清中存在胎儿DNA，并由此发展出无创产前检测技术，对生命科学和人类健康做出了巨大贡献，这一过程体现了科学家勇于创新、坚韧不拔的精神。而像卢煜明一样，以维护人类健康为使命，不断发现问题、解决问题，正是当代医学生需要培养的能力。

参考文献：

［1］LO Y M，CORBETTA N，CHAMBERLAIN P F，et al．Presence of fetal DNA in maternal plasma and serum[J]．The Lancet，1997，350（9076）:485-487.

［2］CHIU R W，CHAN K C，GAO Y，et al．Noninvasive prenatal diagnosis of fetal chromosomal aneuploidy by massively parallel genomic sequencing of DNA in maternal plasma[J]．Proceedings of the National Academy of Sciences USA，2008，105（51）: 20458-20463.

［3］LO Y M，CHAN K C，SUN H，et al．Maternal plasma DNA sequencing reveals the genome-wide genetic and mutational profile of the fetus[J]．Science Translational Medicine，2010，2（61）: 61ra91.

［4］XIONG W P，WANG D，GAO Y，et al．Reproductive management through integration of PGD and MPS-based noninvasive prenatalscreening/diagnosis for a family with GJB2-associated hearing impairment[J]．Science China-Life Sciences，2015，58: 829-838.

（党素英，基础医学院，生物化学与分子细胞生物学系，副教授） ndKdJn9Foa3IU5UI+MJ8ZH09Q2YDA6Ul4LHmRhVyWWahX5Y1J5RH9X04pNqMeVH8