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生命科学与医学突破:李嘉诚健康科学研究所、NIPT 与战疫前线

科研 约 7,704 字 · 16 分钟 更新

一项源自中大单一实验室的发现,最终改写了全球数十个国家的产科常规;一所建在教学医院里的研究所,把这类「从实验台到病床」的转化变成了制度。本文以李嘉诚健康科学研究所(LiHS) 为轴,串起中大医学院最具全球影响力的几条主线:无创产前诊断(NIPT)、癌症液体活检、消化疾病,以及 SARS 与新冠两场战疫。本文为参考区(04 科研)事实型档案,不标可信度徽章,逐项挂学术/官方来源。

NIPT 主要发明人卢煜明(Dennis Lo)教授(中大化学病理学讲座教授)现兼任中大第九任校长;本文据实记其作为获奖科学家的中性正面成就(校政语境另见概览·校长更替),下文「卢教授」即指卢煜明,团队、机构与奖项专有名词据来源据实记载。


一、李嘉诚健康科学研究所是怎样建立的

香港中文大学李嘉诚健康科学研究所(Li Ka Shing Institute of Health Sciences,简称 LiHS)是中大医学院的旗舰转化生物医学平台。据 中大公关室公告,李嘉诚基金会于 2005 年向中大医学院捐资 1 亿港元,专款用于在威尔斯亲王医院建立一所以转化医学为核心使命的旗舰研究所。两年后,研究所正式落成——2007 年 9 月 7 日,由李嘉诚先生亲临主持开幕典礼,时任中大校长刘遵义教授、医院管理局主席吴耀昌等人出席。

同日,李嘉诚基金会另行拨款 2,000 万港元,设立第二位「李嘉诚讲座教授」席位,首位获委任者为生理学系陈小章教授。据同一公告,李嘉诚先生在开幕致辞中强调:医学研究须「直觉与同理心并重,在脆弱时刻带来勇气与关联」。研究所的成立理念,正是将这一人文关怀落实为系统性的科研制度建设。


二、研究所的物理形态与核心方向

LiHS 的主体建筑为 李嘉诚医学大楼(Li Ka Shing Medical Sciences Building),据 中大医学院设施页,该楼共 11 层,总楼面面积逾 14,000 平方米,坐落于威尔斯亲王医院院区。威尔斯亲王医院是香港最大型教学医院之一,其庞大的临床收症量,为研究所的转化医学方向提供了得天独厚的「床边」接口——基础科学发现可在同一院区快速进入临床验证。建筑内配备生物医学计算中心、分子生物学核心设施、细胞生物学核心设施,以及独立的实验动物核心设施与转化组学平台。

LiHS 官方页中大医学院研究所页,研究所现有 逾 60 位首席研究员、逾 450 名研究人员(来自临床与非临床背景),工作覆盖两大板块、共 14 个研究主题:

板块 主题方向
疾病与病理生物学 亚洲癌症、消化疾病、血管医学、糖尿病与肥胖、新发传染病、分子微生物学、炎症疾病、神经科学、生殖与发育
新兴技术 分子诊断、粪菌移植、干细胞与组织再生、基因组学与生物信息学、非编码 RNA 与细胞信号传导

其中「亚洲癌症」与「分子诊断」两个主题构成 LiHS 全球声誉的核心支柱,也是历年顶级奖项认定的焦点;「基因组学与生物信息学」板块则为整个研究所提供算力与数据分析底座。


三、NIPT 的科学历程:从「在血浆里找」到全球临床标准

无创产前诊断(NIPT)是 LiHS 国际声誉的主要来源,也是中大科研史上最具全球影响力的成果之一。中大化学病理学团队对「能否仅凭抽血读出胎儿遗传信息」这一问题的回答,横跨二十余年,可分为发现、攻坚、落地、认定四个阶段。

发现(1997):母体血浆里藏着胎儿的 DNA

拉斯克基金会的获奖说明中大医学院旗舰研究页1997 年,中大团队发现孕妇的血浆(blood plasma,即血液中去除细胞后的液体成分)中存在游离的胎儿 DNA(cell-free fetal DNA)。这一发现的颠覆性在于:此前人们多在母体血液的细胞中寻找胎儿物质(极其稀少、难以分离),而该团队转而关注血浆这一被长期忽视的部分——结果在这里找到了可观的胎儿游离 DNA。

思路的转折:NIPT 的起点不是一台新仪器,而是一个观念的转向——从「在细胞里找」转为「在血浆里找」。这一转向,把「无创读取胎儿基因」从空想推到了可行的门口。

攻坚(约 1997–2008):从「有 DNA」到「能诊断」

发现胎儿 DNA 存在,与据此做出可靠诊断,中间隔着漫长的技术攻坚。据 拉斯克基金会说明相关学术论文(PMC):母体血浆中胎儿 DNA 只占很小比例,绝大部分是母亲自身的 DNA;约 2002 年前后,团队进一步厘清了孕妇与胎儿 DNA 之间的差异,使在母血中识别胎儿 DNA 成为可能;此后近十年,团队最终确立以「大规模平行测序」(massively parallel sequencing,即新一代高通量测序) 为关键技术路径,可对母血中海量 DNA 片段逐一计数与比对,从而统计性地推断胎儿是否存在特定染色体异常(如 21 号染色体过量,即唐氏综合征)。

落地(2010 年代):成为全球临床标准

拉斯克基金会说明中大妇产科 NIPT 服务页,基于游离 DNA 分析的唐氏综合征无创筛查已在九十余个国家/地区临床应用;据 中大医学院 2021 年突破奖公告,其每年执行次数逾 700 万次。其推广带来一个全球性的临床后果:侵入性产前诊断程序的数量显著下降,大量孕妇得以避免羊膜穿刺等带风险的检查。LiHS 建立后,正是推进这一成果进入临床转化的制度载体——从早期方法学开发、大规模平行测序技术路径的确立,到与威尔斯亲王医院临床团队的协作验证,均在该楼进行。

认定(2022):拉斯克临床医学研究奖

拉斯克基金会2022 年拉斯克—狄贝基临床医学研究奖(Lasker~DeBakey Clinical Medical Research Award)授予该项无创产前诊断的发明工作,表彰其「发现母血中的胎儿 DNA、并据此发展出唐氏综合征无创产前检测」的成就。拉斯克奖常被视为「诺贝尔奖风向标」之一,这一认定确立了 NIPT 在当代临床医学史上的里程碑地位。

「我衷心感谢评审委员会对我们团队努力的认可。没有我的团队,这一切不可能实现。」——卢教授,2021 年突破奖获奖致辞


四、从产前到防癌:癌症早期检测

NIPT 的底层逻辑——从血浆中捕获游离核酸、作出无创判断——同样可迁移至癌症早期筛查。肿瘤亦会向血液释放带突变特征的循环 DNA。LiHS 团队在这一方向上已累积多项里程碑成果。

鼻咽癌血浆 EBV DNA 筛查:鼻咽癌(NPC)在华南及东南亚地区发病率显著偏高,但传统发现时已多为中晚期。据 中大医学院公告(刊于 NEJM Evidence,2023 年;早期成果见 《新英格兰医学杂志》2017),团队对逾 2 万名中年男性(2013—2016 年)进行血浆 EB 病毒 DNA 筛查,并对其中 1.7 万余人于 3—5 年后实施第二轮筛查。结果显示:经筛查检出的鼻咽癌病例中,约 70% 属于第 I 或第 II 期;而未经筛查的人群中,诊断时多已为第 III 或第 IV 期,早期比例仅约 20%。持续两轮阳性者与阴性者相比,未来罹患鼻咽癌的风险高达 17 倍

多癌种早期检测(MCED):2022 年,团队发表片段组学技术,通过分析血浆 DNA 的片段特征实现对多种癌症的同步筛查。依托这一技术,卢教授与 Prenetics 于 2023 年 6 月联合创立合资企业 Insighta,融资规模达 2 亿美元——据公告,这是香港史上最大规模的私人生命科学交易之一。Insighta 计划于 2025 年推出针对肺癌和肝癌的 Presight 产品,并于 2027 年扩展至覆盖 10 种以上癌症的 Presight One。技术源自 InnoHK 旗下 Centre for Novostics。


五、消化疾病:从幽门螺杆菌到肠道微生物组

消化疾病是中大医学院的传统强项,亦是其消化疾病研究国家重点实验室的核心。

沈祖尧:幽门螺杆菌与内镜止血。 沈祖尧(Joseph J. Y. Sung)是消化病学家。据 中大医学院,其团队率先证明为期一周的抗生素疗程即可根除幽门螺杆菌(Helicobacter pylori)感染、治愈消化性溃疡并减少复发;团队亦开创性地以内镜治疗替代外科手术处理溃疡出血,减少了开腹手术的需求。这一系列工作改变了溃疡病的治疗范式。

于君:肠道微生物组与大肠癌。中大研究资料,于君(Jun Yu)教授团队研究肠道菌群失调(dysbiosis)在大肠癌发生发展各阶段中的作用,为大肠癌的诊断与治疗提供新的微生物组学线索。于君任职于消化疾病研究所与消化疾病研究国家重点实验室。


六、两场战疫:SARS 与新冠

2003 年 SARS。 据发表于 《柳叶刀》(2003)的论文,威尔斯亲王医院记录了香港 SARS 暴发的前线经验:至 3 月 25 日,已有 156 名 SARS 患者入院,几乎全部可追溯至同一指标病例。时任内科及药物治疗学系主任的沈祖尧亲率医疗团队坚守一线。据 《柳叶刀》十周年访谈(PMC),暴发后约两周内院内已有 138 宗新感染。

新冠(COVID-19)。中大公告,团队发现 COVID-19 患者即便没有胃肠道症状,肠道中仍可存在活跃而持续的病毒感染,据此建立粪便病毒检测方法——对难以配合鼻咽拭子的婴幼儿更便捷、无创,并设立面向儿童的检测中心以识别无症状的「隐形传播者」。


七、国家重点实验室、奖项与院士

研究所统筹的国家重点实验室

中大医学院研究所页,LiHS 统筹协调两所国家重点实验室:

国家重点实验室 主要领域 主任
消化疾病研究国家重点实验室 肠道微生物组、结肠癌、粪菌移植 Yu Jun 教授(据 公告
转化肿瘤学国家重点实验室 癌症基因组学、无创诊断、血浆肿瘤标志物 该校 NIPT 发明人、化学病理学讲座教授(据同一公告)

在香港特区政府 InnoHK 平台层面,LiHS 的核心方向延伸孕育了 Centre for Novostics——该中心由中大主导、现驻科学园,聚焦基于血液游离核酸的新型分子诊断,据 Centre for Novostics 官网,其科学总监正是 LiHS 院长(化学病理学讲座教授),形成从基础研究(LiHS/国重)到应用转化(InnoHK)的完整链条。国家重点实验室的整体名单与架构,见 国家重点实验室

顶级奖项认定

奖项 年度 认定内容 来源
未来科学大奖·生命科学奖 2016 NIPT 发现游离胎儿 DNA 官方公告
突破奖·生命科学(约 US$300 万) 2021 游离胎儿 DNA 发现及 NIPT 建立 官方公告
拉斯克—狄贝基临床医学研究奖 2022 无创产前检测游离胎儿 DNA 拉斯克基金会
英国皇家学会皇家奖章 首位获此奖的华人科学家 中大医学院

此外,据 中大医学院 2021 年突破奖公告,研究所团队连续四年入选《Nature Biotechnology》「全球顶尖转化医学研究者二十强」名单,是该榜单持续上榜时间最长的亚洲团队之一。

院士与国家级荣誉

中大学者多人当选两院院士及国际院士。例如据 中大公告,沈祖尧当选中国工程院院士,为当年获此荣誉的唯一香港科学家;该校 NIPT 发明人(化学病理学讲座教授)获英国皇家学会院士(FRS)等荣誉。院士与国际院士的完整名单以官方最新公布为准。


八、李嘉诚基金会的多轮捐赠

LiHS 的建立与扩展,离不开李嘉诚基金会持续的财务承诺。以下为已公开的主要捐赠节点:

时间 金额(港元) 用途 来源
2005 年 1 亿 创建 LiHS 研究所及大楼 开幕公告
2007 年(同期) 2,000 万 第二位李嘉诚讲座教授席位 同上
2021 年 3,000 万 扩建实验室与动物设施 2021 年公告
2022 年 1.5 亿(+配套共 3 亿) 「Passion for Perfection」生物医学加速计划 2022 年公告

2021 年公告,2021 年的 3,000 万港元专项用于扩建实验室工作台(新增 14 个工作台、84 个操作位)及将鼠类动物设施容量扩大至原有三倍,预计 2022 年底完工。据 2022 年捐赠公告,李嘉诚基金会对中大医学研究的累计捐赠总额已逾 4 亿港元(2022 年前口径);2022 年的 1.5 亿元与中大自筹及实物折算合计形成 3 亿元的「Passion for Perfection」(P for P)计划,专项推动实验室成果进入临床应用的「从实验台到床边」转化。


九、LiHS 在中大科研版图中的位置

李嘉诚健康科学研究所并非独立存在的孤岛,而是中大医学院科研生态的轴心结构之一:它统筹协调两所国家重点实验室(消化疾病、转化肿瘤学),向上孵化 InnoHK 中心(Centre for Novostics),向下连接医学院各临床系科的科研活动;其楼内逾 450 名研究人员,跨越内科、外科、病理、微生物等多学科。

从更宏观的叙事看,中大医学院在全球转化医学领域所获两项最高认定——拉斯克奖与突破奖——均与 LiHS 直接相关;而研究所与威尔斯亲王医院的地理毗邻,使其具备其他纯基础研究机构所缺乏的特质:临床数据获取与转化验证的制度性便利。这也正是 2007 年开幕典礼上所强调的选址逻辑——「让研究人员能够在实验室与病床之间零摩擦地来回穿梭」。

本馆将中大科研的两座高峰并称:一座是通向诺贝尔物理学奖的光纤,另一座即是通向拉斯克奖的 NIPT(见 科研成就综览)。两者有一个耐人寻味的共同点:都源于一个「观念的转向」而非偶然的运气——光纤源于「玻璃纯度足够高就能远距离传光」的洞见,NIPT 源于「胎儿 DNA 藏在血浆而非细胞里」的洞见。

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来源

来源 · 自行复核