生命科學與醫學突破:李嘉誠健康科學研究所、NIPT 同抗疫前線
一項嚟自中大單一實驗室嘅發現,最終改寫咗全球幾十個國家嘅產科常規;一間起喺教學醫院入面嘅研究所,將呢類「由實驗台到病牀」嘅轉化變成制度。本文以李嘉誠健康科學研究所(LiHS) 做軸心,串起中大醫學院最具全球影響力嘅幾條主線:無創產前診斷(NIPT)、癌症液體活檢、消化疾病,以及沙士同新冠兩場抗疫戰。本文係參考區(04 科研)事實型檔案,唔標可信度徽章,逐項掛學術/官方來源。
NIPT 主要發明人盧煜明(Dennis Lo)教授(中大化學病理學講座教授)現時兼任中大第九任校長;本文據實記低佢作為獲獎科學家嘅中性正面成就(校政語境另見概覽.校長更替),下文「盧教授」即指盧煜明,團隊、機構同獎項嘅專有名詞據來源據實記載。
一、李嘉誠健康科學研究所點樣建立
香港中文大學李嘉誠健康科學研究所(Li Ka Shing Institute of Health Sciences,簡稱 LiHS)係中大醫學院嘅旗艦轉化生物醫學平台。據 中大公關室公告※,李嘉誠基金會喺 2005 年向中大醫學院捐咗 1 億港元,專款用嚟喺威爾斯親王醫院起一間以轉化醫學做核心使命嘅旗艦研究所。兩年之後,研究所正式落成——2007 年 9 月 7 號,由李嘉誠先生親臨主持開幕典禮,時任中大校長劉遵義教授、醫院管理局主席吳耀昌等人出席。
同一日,李嘉誠基金會另行撥款 2,000 萬港元,設立第二位「李嘉誠講座教授」席位,首位獲委任嘅係生理學系陳小章教授。據同一公告,李嘉誠先生喺開幕致辭入面強調:醫學研究必須「直覺同同理心並重,喺脆弱時刻帶嚟勇氣同關聯」。研究所嘅成立理念,就係將呢份人文關懷落實成系統性嘅科研製度建設。
二、研究所嘅物理形態同核心方向
LiHS 嘅主體建築係 李嘉誠醫學大樓(Li Ka Shing Medical Sciences Building),據 中大醫學院設施頁※,呢幢樓共 11 層,總樓面面積超過 14,000 平方米,座落喺威爾斯親王醫院院區。威爾斯親王醫院係香港最大型嘅教學醫院之一,佢龐大嘅臨牀收症量,為研究所嘅轉化醫學方向提供咗得天獨厚嘅「牀邊」接口——基礎科學發現可以喺同一院區快速進入臨牀驗證。建築入面配備咗生物醫學計算中心、分子生物學核心設施、細胞生物學核心設施,同埋獨立嘅實驗動物核心設施同轉化組學平台。
據 LiHS 官方頁※同 中大醫學院研究所頁※,研究所現時有 超過 60 位首席研究員、超過 450 名研究人員※(嚟自臨牀同非臨牀背景),工作覆蓋兩大板塊、一共 14 個研究主題:
| 板塊 | 主題方向 |
|---|---|
| 疾病與病理生物學 | 亞洲癌症、消化疾病、血管醫學、糖尿病與肥胖、新發傳染病、分子微生物學、炎症疾病、神經科學、生殖與發育 |
| 新興技術 | 分子診斷、糞菌移植、幹細胞與組織再生、基因組學與生物信息學、非編碼 RNA 與細胞信號傳導 |
當中「亞洲癌症」同「分子診斷」兩個主題構成咗 LiHS 全球聲譽嘅核心支柱,亦係歷年頂級獎項認定嘅焦點;「基因組學與生物信息學」板塊就為成個研究所提供算力同數據分析底座。
三、NIPT 嘅科學歷程:由「喺血漿度揾」到全球臨牀標準
無創產前診斷(NIPT)係 LiHS 國際聲譽嘅主要來源,亦係中大科研史上最具全球影響力嘅成果之一。中大化學病理學團隊對「可唔可以淨係靠抽血就讀到胎兒嘅遺傳資訊」呢個問題嘅回答,橫跨咗廿幾年,可以分為發現、攻堅、落地、認定四個階段。
發現(1997):母體血漿入面收埋咗胎兒嘅 DNA
據 拉斯克基金會嘅獲獎説明※同 中大醫學院旗艦研究頁※,1997 年,中大團隊發現孕婦嘅血漿(blood plasma,即係血液度拎走咗細胞之後嘅液體成分)入面存在遊離嘅胎兒 DNA(cell-free fetal DNA)。呢項發現嘅顛覆性在於:以前嘅人多數係喺母體血液嘅細胞度揾胎兒物質(極之稀少、好難分離),而呢個團隊轉而關注血漿呢個被人長期忽略嘅部分——結果喺呢度揾到可觀嘅胎兒遊離 DNA。
思路嘅轉折:NIPT 嘅起點唔係一部新儀器,而係一個觀念嘅轉向——由「喺細胞度揾」轉做「喺血漿度揾」。呢個轉向,將「無創讀取胎兒基因」由空想推到咗可行嘅門口。
攻堅(約 1997–2008):由「有 DNA」到「能夠診斷」
發現胎兒 DNA 存在,同據此做出可靠診斷,之間隔住漫長嘅技術攻堅。據 拉斯克基金會説明※同 相關學術論文(PMC)※:母體血漿入面胎兒 DNA 只佔好少比例,絕大部分係母親自己嘅 DNA;大約 2002 年前後,團隊進一步釐清咗孕婦同胎兒 DNA 之間嘅差異,令到喺母血度識別胎兒 DNA 成為可能;之後接近十年,團隊最終確立以「大規模平行測序」(massively parallel sequencing,即係新一代高通量測序) 做關鍵技術路徑,可以將母血入面海量嘅 DNA 片段逐一計數同比對,從而統計性噉推斷胎兒係咪存在特定染色體異常(例如 21 號染色體過量,即係唐氏綜合症)。
落地(2010 年代):成為全球臨牀標準
據 拉斯克基金會説明※同 中大婦產科 NIPT 服務頁※,基於遊離 DNA 分析嘅唐氏綜合症無創篩查已經喺九十幾個國家/地區臨牀應用;據 中大醫學院 2021 年突破獎公告※,佢每年執行次數超過 700 萬次。佢嘅推廣帶嚟一個全球性嘅臨牀後果:侵入性產前診斷程序嘅數量顯著下降,大量孕婦得以避免羊膜穿刺等帶風險嘅檢查。LiHS 建立之後,正正係推進呢項成果進入臨牀轉化嘅制度載體——由早期方法學開發、大規模平行測序技術路徑嘅確立,到同威爾斯親王醫院臨牀團隊嘅協作驗證,全部都喺呢幢大樓入面進行。
認定(2022):拉斯克臨牀醫學研究獎
據 拉斯克基金會※,2022 年拉斯克—狄貝基臨牀醫學研究獎(Lasker~DeBakey Clinical Medical Research Award)授予咗呢項無創產前診斷嘅發明工作,表彰佢「發現母血中嘅胎兒 DNA、並據此發展出唐氏綜合症無創產前檢測」嘅成就。拉斯克獎經常被視為「諾貝爾獎風向標」之一,呢個認定確立咗 NIPT 喺當代臨牀醫學史上嘅里程碑地位。
「我衷心感謝評審委員會對我哋團隊努力嘅認可。冇我嘅團隊,呢一切冇可能實現。」——盧教授,2021 年突破獎獲獎致辭※
四、由產前到防癌:癌症早期檢測
NIPT 嘅底層邏輯——由血漿度捕獲遊離核酸、作出無創判斷——同樣可以遷移到癌症早期篩查。腫瘤亦會向血液釋放帶有突變特徵嘅循環 DNA。LiHS 團隊喺呢個方向上已經累積咗多項里程碑成果。
鼻咽癌血漿 EBV DNA 篩查:鼻咽癌(NPC)喺華南同東南亞地區發病率明顯偏高,但傳統發現嘅時候好多已經係中晚期。據 中大醫學院公告※(刊於 NEJM Evidence,2023 年;早期成果見 《新英格蘭醫學雜誌》2017※),團隊對超過 2 萬名中年男性(2013—2016 年)進行血漿 EB 病毒 DNA 篩查,並對其中 1.7 萬幾人喺 3 至 5 年之後實施第二輪篩查。結果顯示:經篩查檢出嘅鼻咽癌病例入面,約 70% 屬於第 I 或第 II 期;而冇經過篩查嘅人羣,診斷時多數已經係第 III 或第 IV 期,早期比例只得約 20%。持續兩輪陽性嘅人同陰性嘅人比較,未來患上鼻咽癌嘅風險高達 17 倍。
多癌種早期檢測(MCED):2022 年,團隊發表片段組學技術,透過分析血漿 DNA 嘅片段特徵實現對多種癌症嘅同步篩查。依託呢項技術,盧教授同 Prenetics 喺 2023 年 6 月※聯合創立合資企業 Insighta,融資規模達 2 億美元——據公告,呢單係香港史上最大規模嘅私人生命科學交易之一。Insighta 計劃喺 2025 年推出針對肺癌同肝癌嘅 Presight 產品,並喺 2027 年擴展到覆蓋 10 種以上癌症嘅 Presight One。技術源自 InnoHK 旗下嘅 Centre for Novostics。
五、消化疾病:由幽門螺桿菌到腸道微生物組
消化疾病係中大醫學院嘅傳統強項,亦係其消化疾病研究國家重點實驗室嘅核心。
沈祖堯:幽門螺桿菌同內鏡止血。 沈祖堯(Joseph J. Y. Sung)係消化病學家。據 中大醫學院※,其團隊率先證明為期一星期嘅抗生素療程就可以根除幽門螺桿菌(Helicobacter pylori)感染、醫好消化性潰瘍同減少復發;團隊亦開創性地以內鏡治療取代外科手術處理潰瘍出血,減少咗開腹手術嘅需求。呢一系列工作改變咗潰瘍病嘅治療範式。
於君:腸道微生物組同大腸癌。 據 中大研究資料※,於君(Jun Yu)教授團隊研究腸道菌羣失調(dysbiosis)喺大腸癌發生發展各階段入面嘅角色,為大腸癌嘅診斷同治療提供新嘅微生物組學線索。於君任職於消化疾病研究所同消化疾病研究國家重點實驗室。
六、兩場抗疫戰:沙士同新冠
2003 年沙士。 據發表喺 《刺針》(2003)※嘅論文,威爾斯親王醫院記錄咗香港沙士爆發嘅前線經驗:截至 3 月 25 號,已經有 156 名沙士患者入院,幾乎全部都可以追溯到同一名指標病例。時任內科及藥物治療學系主任嘅沈祖堯親率醫療團隊堅守一線。據 《刺針》十週年訪談(PMC)※,爆發後約兩個星期之內院內已經有 138 宗新感染。
新冠(COVID-19)。 據 中大公告※,團隊發現 COVID-19 患者就算冇腸胃道症狀,腸道入面依然可以存在活躍而持續嘅病毒感染,據此建立糞便病毒檢測方法——對嗰啲好難配合鼻咽拭子嘅嬰幼兒嚟講更加方便、無創,並且設立面向兒童嘅檢測中心嚟識別冇症狀嘅「隱形傳播者」。
七、國家重點實驗室、獎項同院士
研究所統籌嘅國家重點實驗室
據 中大醫學院研究所頁※,LiHS 統籌協調兩間國家重點實驗室:
| 國家重點實驗室 | 主要領域 | 主任 |
|---|---|---|
| 消化疾病研究國家重點實驗室 | 腸道微生物組、結腸癌、糞菌移植 | Yu Jun 教授(據 公告※) |
| 轉化腫瘤學國家重點實驗室 | 癌症基因組學、無創診斷、血漿腫瘤標誌物 | 該校 NIPT 發明人、化學病理學講座教授(據同一公告) |
喺香港特區政府 InnoHK 平台層面,LiHS 嘅核心方向延伸孕育咗 Centre for Novostics——該中心由中大主導、現駐科學園,聚焦基於血液遊離核酸嘅新型分子診斷,據 Centre for Novostics 官網※,其科學總監正係 LiHS 院長(化學病理學講座教授),形成由基礎研究(LiHS/國重)到應用轉化(InnoHK)嘅完整鏈條。國家重點實驗室嘅整體名單同架構,見 國家重點實驗室。
頂級獎項認定
| 獎項 | 年度 | 認定內容 | 來源 |
|---|---|---|---|
| 未來科學大獎.生命科學獎 | 2016 | NIPT 發現遊離胎兒 DNA | 官方公告※ |
| 突破獎.生命科學(約 US$300 萬) | 2021 | 遊離胎兒 DNA 發現及 NIPT 建立 | 官方公告※ |
| 拉斯克—狄貝基臨牀醫學研究獎 | 2022 | 無創產前檢測遊離胎兒 DNA | 拉斯克基金會※ |
| 英國皇家學會皇家獎章 | — | 首位獲此獎嘅華人科學家 | 中大醫學院※ |
此外,據 中大醫學院 2021 年突破獎公告※,研究所團隊連續四年入選《Nature Biotechnology》「全球頂尖轉化醫學研究者二十強」名單,係該榜單持續上榜時間最長嘅亞洲團隊之一。
院士同國家級榮譽
中大學者多人當選兩院院士同國際院士。例如據 中大公告※,沈祖堯當選中國工程院院士,係當年獲此榮譽嘅唯一香港科學家;該校 NIPT 發明人(化學病理學講座教授)獲英國皇家學會院士(FRS)等榮譽。院士同國際院士嘅完整名單以官方最新公佈為準。
八、李嘉誠基金會嘅多輪捐贈
LiHS 嘅建立同擴展,離唔開李嘉誠基金會持續嘅財務承諾。以下係已公開嘅主要捐贈節點:
| 時間 | 金額(港元) | 用途 | 來源 |
|---|---|---|---|
| 2005 年 | 1 億 | 創建 LiHS 研究所及大樓 | 開幕公告※ |
| 2007 年(同期) | 2,000 萬 | 第二位李嘉誠講座教授席位 | 同上※ |
| 2021 年 | 3,000 萬 | 擴建實驗室同動物設施 | 2021 年公告※ |
| 2022 年 | 1.5 億(+配套共 3 億) | 「Passion for Perfection」生物醫學加速計劃 | 2022 年公告※ |
據 2021 年公告※,2021 年嘅 3,000 萬港元專項用喺擴建實驗室工作枱(新增 14 個工作枱、84 個操作位)同埋將鼠類動物設施容量擴大到原來嘅三倍,預計 2022 年底完工。據 2022 年捐贈公告※,李嘉誠基金會對中大醫學研究嘅累計捐贈總額已經超過 4 億港元(2022 年前口徑);2022 年嘅 1.5 億元同中大自籌及實物折算合計形成咗 3 億元嘅「Passion for Perfection」(P for P)計劃,專項推動實驗室成果進入臨牀應用嘅「由實驗台到牀邊」轉化。
九、LiHS 喺中大科研版圖入面嘅位置
李嘉誠健康科學研究所並唔係獨立存在嘅孤島,而係中大醫學院科研生態嘅軸心結構之一:佢統籌協調兩間國家重點實驗室(消化疾病、轉化腫瘤學),向上孵化 InnoHK 中心(Centre for Novostics),向下連接醫學院各臨牀系科嘅科研活動;其大樓入面超過 450 名研究人員,跨越內科、外科、病理、微生物等多個學科。
由更宏觀嘅敍事睇,中大醫學院喺全球轉化醫學領域所獲嘅兩項最高認定——拉斯克獎同突破獎——都同 LiHS 直接相關;而研究所同威爾斯親王醫院地理上嘅毗鄰,令佢具備咗其他純基礎研究機構所缺乏嘅特質:臨牀數據獲取同轉化驗證嘅制度性便利。呢個亦正係 2007 年開幕典禮上面所強調嘅選址邏輯——「令研究人員能夠喺實驗室同病牀之間零摩擦噉來回穿梭」。
本館將中大科研嘅兩座高峯並稱:一座係通向諾貝爾物理學獎嘅光纖,另一座就係通向拉斯克獎嘅 NIPT(見 科研成就綜覽)。兩者有一個耐人尋味嘅共通點:都源於一個「觀念嘅轉向」而唔係偶然嘅運氣——光纖源於「玻璃純度夠高就可以遠距離傳光」嘅洞見,NIPT 源於「胎兒 DNA 收埋喺血漿而唔係細胞度」嘅洞見。
相關閲讀:科研成就綜覽、國家重點實驗室、醫療與多尺度機械人、科研產出與衍生公司。
來源
- About LiHS — Li Ka Shing Institute of Health Sciences(官方) — 官方
- Li Ka Shing Institute of Health Sciences — CU Medicine Research(官方) — 官方
- Li Ka Shing Medical Sciences Building — CU Medicine 設施頁(官方) — 官方
- Li Ka Shing Foundation Continuous Support / Official Opening(官方公告,2007) — 官方
- CUHK Receives HK$30 million Donation from LKSF(官方公告,2021) — 官方
- CUHK Receives HK$150 million Donation from LKSF for Biomedical Technologies(官方公告,2022) — 官方
- HKD$30m Donation — Li Ka Shing Foundation(官方) — 官方
- Noninvasive prenatal testing using fetal DNA(Lasker Foundation,學術) — 學術
- Circulating Fetal Nucleic Acids — CUHK Faculty of Medicine(官方) — 官方
- Noninvasive Prenatal Screening Using Massively Parallel Sequencing of Maternal Plasma DNA(PMC,學術) — 學術
- NIPT for Down syndrome screening — O&G CUHK(官方) — 官方
- CUHK Professor Dennis LO Receives 2021 Breakthrough Prize(官方公告) — 官方
- CUHK Medicine — First Chinese scientist to receive the Royal Medal(官方) — 官方
- Analysis of Plasma EBV DNA to Screen for Nasopharyngeal Cancer(NEJM 2017,學術) — 學術
- CUHK Study: Plasma EBV DNA Screening for Nasopharyngeal Cancer(官方公告,2023) — 官方
- CUHK Professor Dennis Lo and Prenetics Establish Insighta(官方公告,2023) — 官方
- Centre for Novostics — About(官方) — 官方
- The Lancet — SARS: experience at Prince of Wales Hospital, Hong Kong(2003,學術) — 學術
- Joseph Sung: marking the tenth anniversary of SARS(PMC,學術) — 學術
- CUHK Medicine — World's first meta-analysis on prevalence of H. pylori(Sung's one-week therapy,官方) — 官方
- CUHK Research — Gut mucosal microbiome across stages of colorectal carcinogenesis(Jun Yu) — 學術
- CUHK — Found SARS-CoV-2 in Infants' Stool, paediatric testing centre(官方) — 官方
- CUHK — Joseph Sung elected Academician of the Chinese Academy of Engineering(官方) — 官方
- CUHK — Establishes State Key Laboratory of Quantum Information Technologies and Materials(SKL directors,官方) — 官方
來源 · 自行覆核
- 官方About LiHS — Li Ka Shing Institute of Health Sciences (官方)
- 官方Li Ka Shing Institute of Health Sciences — CU Medicine Research (官方)
- 學術Noninvasive prenatal testing using fetal DNA(Lasker Foundation, 学术)
- 學術Noninvasive Prenatal Screening Using Massively Parallel Sequencing of Maternal Plasma DNA(PMC, 学术)
- 學術The Lancet — SARS: experience at Prince of Wales Hospital, Hong Kong (2003)
- 官方CUHK Medicine — Sung's team first to show one-week antibiotic course cures H. pylori
- 官方CUHK Receives HK$150 million Donation from LKSF for Biomedical Technologies (官方)
- 官方CUHK — Joseph Sung elected Academician of the Chinese Academy of Engineering