胎儿|无创产检为何再获大奖?( 二 )
卢煜明此时也得知 , PCR技术可通过扩增Y染色体的特异DNA片段来鉴定胎儿性别 , 于是他把这两项前人的发现巧妙结合起来 , 发明了简便快速的无创产前性别鉴定技术 。该技术并不需要通过羊膜穿刺术等创伤性方法获取胎儿样品 , 只需要采集孕妇外周血就可完成胎儿的遗传检测 。卢煜明和同事将这一方法用在19名怀孕9-41周的孕妇身上 , 其中12名孕妇血液中检测出Y染色体DNA片段 , 结果均生下男婴 , 而其他未检测到Y染色体片段的孕妇则全部生下女婴 , 似乎非常“靠谱” 。
卢煜明非常兴奋 , 希望尽快将这一新技术推向市场 , 但是他很快发现自己有点高兴太早了 。原来 , 大多数孕妇外周血中所含的胎儿细胞非常稀少 , 有时候需要从数万个 , 甚至数十万个母体细胞中才能分离出1个胎儿细胞 。可想而知 , 在显微镜下要从数十万母体细胞选择一两个胎儿细胞 , 无异于大海捞针 。更令卢煜明等人头疼的是 , PCR检测技术经常出现假阳性 , 例如PCR检测结果显示是男婴 , 生下的却是女婴 。尽管卢煜明和同事找到了降低假阳性率的方法 , 但是遗落到母体外周血中的胎儿细胞数量过少仍然是无法克服的障碍 。
胎儿DNA显威力
在之后的六七年里 , 卢煜明和同事一直试图找到突破口 , 却总是以失败而告终 。1996年 , 卢煜明被两篇发表在《自然医学》杂志上的论文所吸引 , 来自瑞士日内瓦大学和美国约翰斯·霍普金斯大学医学院的研究人员分别独立从癌症患者外周血中检测到肿瘤细胞的DNA 。
【胎儿|无创产检为何再获大奖?】这两项研究让卢煜明茅塞顿开 , 卢煜明猜想 , 既然小小的肿瘤组织能将DNA释放到患者的外周血中 , 那么胎儿的DNA也有可能遗落在母体外周血中去 。毕竟胎儿的体积要比绝大多数肿瘤大得多 , 如果真是这样 , 那自己这几年一直试图从孕妇血细胞中寻找胎儿细胞 , 就可能是个死胡同 。
在科学研究中 , 能提出一些假设非常重要 , 但是实验验证更为重要 。刚开始 , 卢煜明等人先用采集来的母体外周血进行Y染色体片段的PCR检测 , 效果并不理想 , 准确率只有10%-20% 。怎么回事呢?
随后 , 卢煜明和同事查阅文献发现 , 血液中存在各种酶、蛋白质等杂质 , 可能影响PCR的扩增效率 , 于是从“煮方便面”的过程中获得了加热灭活的灵感 。既然血细胞中胎儿细胞数量非常少 , 而血细胞又是酶类和蛋白质的聚集区 , 于是他们通过高速离心的方法 , 先将孕妇血液中的血细胞沉淀丢弃 , 只保留血浆 , 并让血浆中的一些纤维蛋白凝结 , 析出血清 , 随后让装有血浆和血清的试管在沸水中泡个“高温浴”(温度99℃) , 再对这些加热的血浆和血清进行PCR检测 , 结果在血浆和血清中检出男性胎儿的准确率分别达到了80%和70% 。
这一无创产前遗传检测技术比卢煜明等人之前的方法省去了分辨和分离胎儿细胞的繁琐过程 , 而且灵敏度也大大提高 , 大概只需要5-10滴的血浆就能完成检测 。卢煜明将这一方法称为“无细胞胎儿DNA检测技术” 。随后 , 这项研究成果被发表在《柳叶刀》杂志上 。这是世界上首次关于在孕妇外周血中发现胎儿DNA的报道 , 这篇论文后来也成为在全球产前检测领域被引用次数最多的论文 。2016年获得汤森路透(Thomson Reuters)举办的年度引文桂冠奖 , 该奖项被认为是诺贝尔奖的风向标之一 。
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