生命科學與醫學突破:李嘉誠健康科學研究所、NIPT 與戰疫前線
一項源自中大單一實驗室的發現,最終改寫了全球數十個國家的產科常規;一所建在教學醫院裏的研究所,把這類「從實驗台到病牀」的轉化變成了制度。本文以李嘉誠健康科學研究所(LiHS) 為軸,串起中大醫學院最具全球影響力的幾條主線:無創產前診斷(NIPT)、癌症液體活檢、消化疾病,以及 SARS 與新冠兩場戰疫。本文為參考區(04 科研)事實型檔案,不標可信度徽章,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)現兼任中大第九任校長;本文據實記其作為獲獎科學家的中性正面成就(校政語境另見概覽·校長更替),下文「盧教授」即指盧煜明,團隊、機構與獎項專有名詞據來源據實記載。
一、李嘉誠健康科學研究所是怎樣建立的
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)是中大醫學院的旗艦轉化生物醫學平台。據 中大公關室公告※,李嘉誠基金會於 2005 年向中大醫學院捐資 1 億港元,專款用於在威爾斯親王醫院建立一所以轉化醫學為核心使命的旗艦研究所。兩年後,研究所正式落成——2007 年 9 月 7 日,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,首位獲委任者為生理學系陳小章教授。據同一公告,李嘉誠先生在開幕致辭中強調:醫學研究須「直覺與同理心並重,在脆弱時刻帶來勇氣與關聯」。研究所的成立理念,正是將這一人文關懷落實為系統性的科研制度建設。
二、研究所的物理形態與核心方向
LiHS 的主體建築為 李嘉誠醫學大樓(Li Ka Shing Medical Sciences Building),據 中大醫學院設施頁※,該樓共 11 層,總樓面面積逾 14,000 平方米,坐落於威爾斯親王醫院院區。威爾斯親王醫院是香港最大型教學醫院之一,其龐大的臨牀收症量,為研究所的轉化醫學方向提供了得天獨厚的「牀邊」接口——基礎科學發現可在同一院區快速進入臨牀驗證。建築內配備生物醫學計算中心、分子生物學核心設施、細胞生物學核心設施,以及獨立的實驗動物核心設施與轉化組學平台。
據 LiHS 官方頁※及 中大醫學院研究所頁※,研究所現有 逾 60 位首席研究員、逾 450 名研究人員※(來自臨牀與非臨牀背景),工作覆蓋兩大板塊、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 |
其中「亞洲癌症」與「分子診斷」兩個主題構成 LiHS 全球聲譽的核心支柱,也是歷年頂級獎項認定的焦點;「基因組學與生物信息學」板塊則為整個研究所提供算力與數據分析底座。
三、NIPT 的科學歷程:從「在血漿裏找」到全球臨牀標準
無創產前診斷(NIPT)是 LiHS 國際聲譽的主要來源,也是中大科研史上最具全球影響力的成果之一。中大化學病理學團隊對「能否僅憑抽血讀出胎兒遺傳信息」這一問題的回答,橫跨二十餘年,可分為發現、攻堅、落地、認定四個階段。
發現(1997):母體血漿裏藏着胎兒的 DNA
據 拉斯克基金會的獲獎説明※及 中大醫學院旗艦研究頁※,1997 年,中大團隊發現孕婦的血漿(blood plasma,即血液中去除細胞後的液體成分)中存在游離的胎兒 DNA(cell-free fetal DNA)。這一發現的顛覆性在於:此前人們多在母體血液的細胞中尋找胎兒物質(極其稀少、難以分離),而該團隊轉而關注血漿這一被長期忽視的部分——結果在這裏找到了可觀的胎兒游離 DNA。
思路的轉折:NIPT 的起點不是一台新儀器,而是一個觀念的轉向——從「在細胞裏找」轉為「在血漿裏找」。這一轉向,把「無創讀取胎兒基因」從空想推到了可行的門口。
攻堅(約 1997–2008):從「有 DNA」到「能診斷」
發現胎兒 DNA 存在,與據此做出可靠診斷,中間隔着漫長的技術攻堅。據 拉斯克基金會説明※及 相關學術論文(PMC)※:母體血漿中胎兒 DNA 只佔很小比例,絕大部分是母親自身的 DNA;約 2002 年前後,團隊進一步釐清了孕婦與胎兒 DNA 之間的差異,使在母血中識別胎兒 DNA 成為可能;此後近十年,團隊最終確立以「大規模平行測序」(massively parallel sequencing,即新一代高通量測序) 為關鍵技術路徑,可對母血中海量 DNA 片段逐一計數與比對,從而統計性地推斷胎兒是否存在特定染色體異常(如 21 號染色體過量,即唐氏綜合徵)。
落地(2010 年代):成為全球臨牀標準
據 拉斯克基金會説明※及 中大婦產科 NIPT 服務頁※,基於游離 DNA 分析的唐氏綜合徵無創篩查已在九十餘個國家/地區臨牀應用;據 中大醫學院 2021 年突破獎公告※,其每年執行次數逾 700 萬次。其推廣帶來一個全球性的臨牀後果:侵入性產前診斷程序的數量顯著下降,大量孕婦得以避免羊膜穿刺等帶風險的檢查。LiHS 建立後,正是推進這一成果進入臨牀轉化的制度載體——從早期方法學開發、大規模平行測序技術路徑的確立,到與威爾斯親王醫院臨牀團隊的協作驗證,均在該樓進行。
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)授予該項無創產前診斷的發明工作,表彰其「發現母血中的胎兒 DNA、並據此發展出唐氏綜合徵無創產前檢測」的成就。拉斯克獎常被視為「諾貝爾獎風向標」之一,這一認定確立了 NIPT 在當代臨牀醫學史上的里程碑地位。
「我衷心感謝評審委員會對我們團隊努力的認可。沒有我的團隊,這一切不可能實現。」——盧教授,2021 年突破獎獲獎致辭※
四、從產前到防癌:癌症早期檢測
NIPT 的底層邏輯——從血漿中捕獲游離核酸、作出無創判斷——同樣可遷移至癌症早期篩查。腫瘤亦會向血液釋放帶突變特徵的循環 DNA。LiHS 團隊在這一方向上已累積多項里程碑成果。
鼻咽癌血漿 EBV DNA 篩查:鼻咽癌(NPC)在華南及東南亞地區發病率顯著偏高,但傳統發現時已多為中晚期。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※),團隊對逾 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 萬餘人於 3—5 年後實施第二輪篩查。結果顯示:經篩查檢出的鼻咽癌病例中,約 70% 屬於第 I 或第 II 期;而未經篩查的人羣中,診斷時多已為第 III 或第 IV 期,早期比例僅約 20%。持續兩輪陽性者與陰性者相比,未來罹患鼻咽癌的風險高達 17 倍。
多癌種早期檢測(MCED):2022 年,團隊發表片段組學技術,通過分析血漿 DNA 的片段特徵實現對多種癌症的同步篩查。依託這一技術,盧教授與 Prenetics 於 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,這是香港史上最大規模的私人生命科學交易之一。Insighta 計劃於 2025 年推出針對肺癌和肝癌的 Presight 產品,並於 2027 年擴展至覆蓋 10 種以上癌症的 Presight One。技術源自 InnoHK 旗下 Centre for Novostics。
五、消化疾病:從幽門螺桿菌到腸道微生物組
消化疾病是中大醫學院的傳統強項,亦是其消化疾病研究國家重點實驗室的核心。
沈祖堯:幽門螺桿菌與內鏡止血。 沈祖堯(Joseph J. Y. Sung)是消化病學家。據 中大醫學院※,其團隊率先證明為期一週的抗生素療程即可根除幽門螺桿菌(Helicobacter pylori)感染、治癒消化性潰瘍並減少復發;團隊亦開創性地以內鏡治療替代外科手術處理潰瘍出血,減少了開腹手術的需求。這一系列工作改變了潰瘍病的治療範式。
於君:腸道微生物組與大腸癌。 據 中大研究資料※,於君(Jun Yu)教授團隊研究腸道菌羣失調(dysbiosis)在大腸癌發生發展各階段中的作用,為大腸癌的診斷與治療提供新的微生物組學線索。於君任職於消化疾病研究所與消化疾病研究國家重點實驗室。
六、兩場戰疫:SARS 與新冠
2003 年 SARS。 據發表於 《柳葉刀》(2003)※的論文,威爾斯親王醫院記錄了香港 SARS 暴發的前線經驗:至 3 月 25 日,已有 156 名 SARS 患者入院,幾乎全部可追溯至同一指標病例。時任內科及藥物治療學系主任的沈祖堯親率醫療團隊堅守一線。據 《柳葉刀》十週年訪談(PMC)※,暴發後約兩週內院內已有 138 宗新感染。
新冠(COVID-19)。 據 中大公告※,團隊發現 COVID-19 患者即便沒有胃腸道症狀,腸道中仍可存在活躍而持續的病毒感染,據此建立糞便病毒檢測方法——對難以配合鼻咽拭子的嬰幼兒更便捷、無創,並設立面向兒童的檢測中心以識別無症狀的「隱形傳播者」。
七、國家重點實驗室、獎項與院士
研究所統籌的國家重點實驗室
據 中大醫學院研究所頁※,LiHS 統籌協調兩所國家重點實驗室:
| 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) |
在香港特區政府 InnoHK 平台層面,LiHS 的核心方向延伸孕育了 Centre for Novostics——該中心由中大主導、現駐科學園,聚焦基於血液游離核酸的新型分子診斷,據 Centre for Novostics 官網※,其科學總監正是 LiHS 院長(化學病理學講座教授),形成從基礎研究(LiHS/國重)到應用轉化(InnoHK)的完整鏈條。國家重點實驗室的整體名單與架構,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 發現游離胎兒 DNA | 官方公告※ |
| 突破獎·生命科學(約 US$300 萬) | 2021 | 游離胎兒 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 | 無創產前檢測游離胎兒 DNA | 拉斯克基金會※ |
| 英國皇家學會皇家獎章 | — | 首位獲此獎的華人科學家 | 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,是該榜單持續上榜時間最長的亞洲團隊之一。
院士與國家級榮譽
中大學者多人當選兩院院士及國際院士。例如據 中大公告※,沈祖堯當選中國工程院院士,為當年獲此榮譽的唯一香港科學家;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。院士與國際院士的完整名單以官方最新公佈為準。
八、李嘉誠基金會的多輪捐贈
LiHS 的建立與擴展,離不開李嘉誠基金會持續的財務承諾。以下為已公開的主要捐贈節點:
| 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 | 擴建實驗室與動物設施 | 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 年的 3,000 萬港元專項用於擴建實驗室工作台(新增 14 個工作台、84 個操作位)及將鼠類動物設施容量擴大至原有三倍,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的累計捐贈總額已逾 4 億港元(2022 年前口徑);2022 年的 1.5 億元與中大自籌及實物折算合計形成 3 億元的「Passion for Perfection」(P for P)計劃,專項推動實驗室成果進入臨牀應用的「從實驗台到牀邊」轉化。
九、LiHS 在中大科研版圖中的位置
李嘉誠健康科學研究所並非獨立存在的孤島,而是中大醫學院科研生態的軸心結構之一:它統籌協調兩所國家重點實驗室(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的科研活動;其樓內逾 450 名研究人員,跨越內科、外科、病理、微生物等多學科。
從更宏觀的敍事看,中大醫學院在全球轉化醫學領域所獲兩項最高認定——拉斯克獎與突破獎——均與 LiHS 直接相關;而研究所與威爾斯親王醫院的地理毗鄰,使其具備其他純基礎研究機構所缺乏的特質:臨牀數據獲取與轉化驗證的制度性便利。這也正是 2007 年開幕典禮上所強調的選址邏輯——「讓研究人員能夠在實驗室與病牀之間零摩擦地來回穿梭」。
本館將中大科研的兩座高峯並稱:一座是通向諾貝爾物理學獎的光纖,另一座即是通向拉斯克獎的 NIPT(見 科研成就綜覽)。兩者有一個耐人尋味的共同點:都源於一個「觀念的轉向」而非偶然的運氣——光纖源於「玻璃純度足夠高就能遠距離傳光」的洞見,NIPT 源於「胎兒 DNA 藏在血漿而非細胞裏」的洞見。
相關閲讀:科研成就綜覽、國家重點實驗室、醫療與多尺度機器人、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 · 自行復核
- 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,學術)
- 學術Noninvasive Prenatal Screening Using Massively Parallel Sequencing of Maternal Plasma DNA(PMC,學術)
- 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