母亲的血液揭示了胎儿的秘密

由于担心羊膜穿刺术有可能导致流产的危险性，香港一位教授开发了一种血液检测方法，利用母亲血浆中的胎儿 DNA 来诊断产前遗传综合症。

母体血浆中游离胎儿DNA的描述。图片来源：CNN

1996年秋夜刚过午夜，卢钰铭教授就取得了一项有望改变现代医学的突破性进展。卢教授的DNA宝库是一种自由漂浮在血液中的分子，它可以用来进行遗传综合征的产前检测、构建完整的基因组，甚至筛查早期癌症。

只需一次简单的血液测试即可。

血液中的秘密

胎儿DNA可以在母亲的血浆中自由传播。卢教授的首个发现。这颗DNA为了解胎儿现在和未来健康状况打开了一扇窗户。然而，这一重要发现在当时并未引起医学界的关注。

“他们认为这仅用于性别选择，”现任香港李嘉诚健康科学研究所所长的卢教授回忆道。

有人认为这仅仅是一个狭隘的应用，并且面临伦理问题的偏见，导致科学界错过了21世纪最重大的突破之一。然而，这并没有阻止罗继续他充满热情的研究。

永恒雄心的开始

罗在英国牛津大学开始寻找母体血液中的胎儿 DNA，在那里他有机会结识了著名科学家约翰·贝尔教授。

“我听教授讲了聚合酶链式反应（PCR）这个技术，它可以将一段DNA扩增成数千甚至数百万个拷贝。他说这项技术将改变世界。”这位52岁的科学家回忆道。

在学会了如何进行PCR检测后，Lo迅速着手为这项技术寻找可行的应用方案。他们的目标是开发一种安全、无创的唐氏综合征检测方法，以取代传统的羊膜穿刺术。羊膜穿刺术是一种产科手术，通过检查羊水中的胎儿细胞来检测唐氏综合征等异常情况。

“一根大针通过母亲的腹部插入子宫，”罗说道，根据英国国家医疗服务体系的数据，这种手术可能导致流产，流产率估计为 1%。

“我很好奇，医生为什么要做这么危险的手术？我们为什么不从母亲身上取个血样来检测呢？”他回忆起当年促使他寻找新诊断方法的那些艰辛。

然而，当时的科学知识远远落后于罗志祥的雄心壮志。在20世纪80年代，当罗还是一名学生时，专家们仍然认为胎儿和母亲的血液是完全独立的。

卢丹尼斯在母亲血液中寻找胎儿DNA，历时八年，却毫无结果。进入母亲血液的胎儿细胞数量太少，研究不得不暂时中止。

来自分子的钥匙

转折点出现在1997年，卢教授回到香港。三个月前，他得知癌症患者的血浆中发现了肿瘤DNA。

科学家发现，死亡的癌细胞可以将遗传物质释放到患者的血液中，即来自死肿瘤细胞的游离 DNA（ctDNA）。

“我认为婴儿在母亲体内生长就像癌症在体内生长，只不过我从未见过超过8磅的肿瘤。所以，如果一个小肿瘤都能释放出足够的DNA供我们观察，那么胎儿也能做到，”罗解释道。

罗决心找到从血浆中提取DNA的方法，他意外地从一个看似毫不相关的类别中找到了出路。

“我在英国的时候，经常煮方便面，先把汤煮沸，然后再下面条。我突然想到，处理血浆最简单的方法就是把它煮沸，”罗分享道。

这种简单的方法带来了意想不到的结果。加热后，血浆中的蛋白质（那些能够破坏DNA的成分）会被消除，而研究所需的DNA却保持完整。

按照这一程序，Lo 开始对孕妇血浆进行胎儿 DNA 检测，当她看到第一批结果时，她感到非常惊讶。

“我简直不敢相信自己的眼睛，我们一直在寻找的胎儿DNA就在我们过去8年错过的部分。”

胎儿唐氏综合征的血液检测方法描述。图片来源：CNN

从发现与应用程序

罗教授在突破性的 DNA 发现之后多年，仍然没有支持者或申请。

他回忆起专家们的发言：“如果这项发现能够成为唐氏综合症的诊断测试，那将是一个巨大的奖励。”

唐氏综合征是一种遗传性疾病，指胎儿多了一个21号染色体。通常，这种综合征的诊断是通过检查胎儿细胞并计算染色体数量来实现的。科学家们此前并不认为游离DNA能够做到这一点。但卢教授证明了事实并非如此。

经过十年的研究，卢教授的团队于2007年发现，由于胎儿多了一个第21条染色体，如果孕妇怀有唐氏综合症的胎儿，母亲血浆中由这条染色体产生的分子数量就会增加。

“人们认为我们疯了，因为这种方法意味着要进行多次重复的聚合酶链式反应 (PCR) 技术，”Lo 说道。

卢教授表示，血浆中的胎儿DNA含量非常少，因此需要进行PCR扩增才能获得足够的数据进行分析。当时高昂的成本使得这种方法无法大规模应用。然而，2008年，幸运之神降临卢教授，新一代DNA测序技术能够在短时间内生成数百万个DNA片段。

2011年，唐氏综合征血液检测技术得到广泛应用，目前已在90多个国家投入使用。最新统计数据显示，已有超过200万孕妇使用了这种新的非侵入性产前检测方法。

胎儿DNA检测虽然有不可否认的好处，但其性别选择问题也随之而来。罗表示，他非常担心这些伦理风险，自该检测获得许可以来，他就制定了严格的规定，禁止将其用于性别选择。

无限可能

卢教授认为，血液中的秘密可能蕴藏着无限可能。产前基因组测序是筛查可能在日后患上的疾病（包括由BRCA1基因突变引起的乳腺癌）的先决条件，并且可用于预测头发颜色或寿命。

这位教授指出，这些检测成本高昂，意味着它们尚未普及。然而，“我们实际上已经打开了一扇非侵入式的人体检测窗口。”

搜索癌症

卢教授正致力于研究一种针对成年人的血液检测，以便在其他筛查方法无法检测到的早期阶段诊断肝癌、鼻癌和喉癌。

该方法被称为“液体活检”技术，它寻找血浆中癌细胞释放的 ctDNA，从而确定一个人所患癌症的类型和阶段。

该测试已在香港 10,000 名中年男性中展开，如果广泛采用，可能会挽救全球数十万人的生命。

此外，罗医生还利用“液体活检”监测器官移植的排斥反应，以及交通事故后患者的健康状况。

下一个目标

罗教授的下一个目标是利用母亲的尿液进行侵入性较小的 DNA 测试。

“出生两小时后，胎儿的DNA就会从母亲的血液中消失。那么这些DNA去了哪里呢？我们猜测是在尿液里。”这位教授说。

他认为尿液可能是了解母亲和婴儿未来健康状况的另一个窗口。

“所以我认为这将是我们瞄准的下一个‘宝藏’，”他说。

据VNE报道