拉斯克奖揭晓!港大卢煜明、约翰霍普金斯大学新冠数据开发者获奖

当地时间9月28日,被誉为“诺奖风向标”的2022年拉斯克医学奖(Lasker Medical Research Awards)公布。香港中文大学李嘉诚健康科学研究所所长及化学病理学系系主任、2016未来科学大奖-生命科学奖获得者卢煜明因产前无创DNA技术获得“2022年拉斯克临床医学奖”。

来自美国麻省理工学院的Richard O. Hynes、伯纳姆普雷比医学发现研究所的Erkki Ruoslahti以及波士顿儿童医学院/哈佛大学医学院的Timothy A. Springer因在“细胞-基质和细胞-细胞粘附的介质——整合素”方面的工作获得“2022年拉斯克基础科学奖”。

来自美国约翰霍普金斯大学的劳伦加德纳(Lauren Gardner)则因率先开发出新冠肺炎数据地图而获得“2022年拉斯克公共服务奖”。

拉斯克医学奖是美国最具声望的生物医学奖项。1946年,由有“现代广告之父”之称的美国著名广告经理人、慈善家阿尔伯特拉斯克(Albert Lasker)及其夫人玛丽沃德拉斯克(Mary Woodard Lasker)共同创立,旨在表彰医学领域作出突出贡献的科学家、医生和公共服务人员。

今年的拉斯科医学奖的临床医学研究奖项,授予了香港中文大学教授卢煜明(Yuk Ming Dennis Lo,1963年10月12日出生于香港),表彰其在母亲血液中发现胎儿DNA从而实现唐氏综合征的无创产前检测。

二十一号染色体数量异常是唐氏综合征的病因,也是世界上最常见的染色体疾病之一。在美国的,每年每700个婴儿中就有一个在出生时是唐氏综合征患者。随着母亲年龄的增长,患唐氏综合征的风险逐渐增加,从25岁的千分之一到36岁的三百五十分之一,再到40岁的八十五分之一。在2011年前,唐氏综合征是通过羊膜穿刺术以及绒毛膜绒毛活检进行确诊的,但是这两种方法会有0.5-1%的概率对胎儿有损害。1997年,卢煜明发现孕妇血浆中能够检测到胎儿DNA。这一项突破为唐氏综合征以及其他染色体疾病的产前诊断开辟了新途径(Lancet,1997)【1】。

2007年,卢煜明以及研究组发表了一种基于数字PCR分子计数方法的唐氏综合征检测方法,该方法非常敏感。2008年,发现最有效和准确的诊断方法可以通过对母亲血液的大规模平行基因组DNA测序实现,该测序可用于量化和计数二十一号染色体序列的数量。与此同时,美国斯坦福大学的Stephen Quake研究组也独立发表了类似的研究结果。利用该计数方法,卢煜明研究组对这种方法进行了第一次大规模的临床验证,并在2011年实现了唐氏综合症产前检测的商业化。自2011年前推出无创产前唐氏综合症检测以来,已有60多个国家采用该检测方法,每年进行的检测超过1000万次。除了产前诊断,卢煜明研究组的发现还开启了广泛应用的大门,比如使用游离的DNA进行早期癌症筛查以及在治疗中和治疗后跟踪癌症的过程。从最初1997年在母体血浆中发现胎儿DNA到临床应用的2011年,卢煜明以及许多科学家的贡献,让无创产前唐氏综合征检测最终得到了实现。

卢煜明教授1963年出生于香港,祖籍潮州,中学毕业于圣约瑟书院,1986年在剑桥大学完成临床前医学培训(preclinical medical training),并获得学士学位(BA degree),然后到牛津大学进行临床训练,1989年获得医学学士/外科学学士(Bachelor of Medicine, Bachelor of Surgery),后分别于1994年及2001年于牛津大学取得博士学位(PhD)及医学博士学位(MD)。卢煜明1997年初加入香港中文大学,现任香港中文大学医学院副院长、化学病理学系系主任、李嘉诚健康科学研究所所长,香港中文大学化学病理学讲座教授、李嘉诚医学讲座教授。

卢煜明1997年8月16作为第一作者和通讯作者在Lancet发表论文Presence of fetal DNA in maternal plasma and serum,在孕妇血浆中检测到胎儿DNA【1】;据卢煜明在接受媒体采访时谈到上述工作的灵感来源时曾提到“我记得在我回去之前三个月,在1996年的9月的时候,在一个杂志叫《自然医学》有两篇文章【2,3】说,在癌症病人的血浆和血清那边有癌细胞的DNA。我就在想了,这个胎儿其实同癌细胞也有一点相似的地方,因为大家都有一个“切入性”。还有我想,我做了医生那么多年,我还没见过一个癌症有胎儿那么大,因为胎儿出生的时候,可能很大,没见过癌症有那么大。因此我就在想,如果一个很小的肿瘤可以释放DNA,我们看得见。那么,这个大的胎儿释放的DNA应该更能看见了”。

卢煜明教授在2007-2008年间的几篇重要工作(PNAS,Nat Med)证明了无创产前检查技术可以准确地筛查唐氏综合症【4,5,6】,2010年在Science Translational Medicine杂志发表文章,首次利用非侵入的检测技术通过母亲的血液样本获得胎儿的全基因组图谱【7】,此后相关技术不断地推向临床,广泛应用于全球的无创产前诊断。

卢煜明教授于2011年当选为英国皇家学会院士;2013年当选为美国国家科学院外籍院士和发展中国家科学院院士;2015年当选为香港科学院创院院士;2016年9月获得首届未来科学大奖生命科学奖,同月获得汤森路透引文桂冠奖(化学)(BioArt报道:最新“引文桂冠奖”名单,预测2016诺奖?);2017年12月获得药明康德生命化学研究奖杰出成就奖;2019年9月获得复旦-中植科学奖;2020年9月获得科学突破奖–生命科学奖(BioArt报道:2021年科学突破奖公布,中国香港科学家卢煜明等人获奖);2021年8月获得英国皇家学会“皇家奖章”;2022年9月获得拉斯克医学奖。卢煜明教授还曾连续五年获Nature Biotechnology杂志评选的“全球20位顶尖转化研究科学家”。

整合素(integrin)的研究最早可以追溯到上个世纪70年代初,而3位拉斯克基础医学研究奖的获奖者Richard O. Hynes、Erkki Ruoslahti 及Timothy Springer是无可争议的整合素发现者。整合素这个名字十分形象,因为这个家族蛋白的主要作用是介导细胞与胞外基质的黏附,使细胞得以附着,从而“整合”成一个整体。而在这个“整合”的过程中,integrin发挥的作用不仅仅是搭建“物理”架构,更重要的是作为“信息”纽带,将细胞外基质环境与细胞内信号传导紧密链接。整合素是一类跨膜蛋白,含一个α亚基和一个β亚基,两者通过非共价键形成异源二聚体,目前已发现有18个α亚基和8个β亚基共同组成24个整合素蛋白。这些蛋白广泛地分布在人体细胞表面,负责细胞之间的附着和信号传递,并与细胞的生长、分化和迁移紧密相关。整合素极大改变了人们对细胞之间相互作用的认知,是过去40年生物学领域的最重要发现之一。

时至今日,人们已了解到整合素涉及到多种疾病,如血小板紊乱、动脉粥样硬化、癌症、骨质疏松症、纤维化、肾性糖尿病性神经病变、黄斑变性等各种疾病。更需要指出的是,先后有6种注射型整合素药物被批准用于治疗包括多发性硬化症、溃疡性结肠炎、克罗恩病、牛皮癣、急性冠状动脉综合征和经皮冠状动脉介入期间的并发症在内的多种疾病。这些都凸显了3位获奖者研究的重要性。

在这3位获奖者中,我与Timothy Springer有合作研究。他是一个特立独行的人,74岁还骑着自行车上下班,对蠢人不多费半句口舌。他曾编写剧本,委托舞团创作舞蹈演绎他的整合素研究。他痴迷于中国的供石,船运了整7个集装箱到美国点缀庭院。他还是生物科技的产业化推手,他对新技术的直觉以及对资本的熟捻催生了Moderna公司,并成为其最早的投资人。Springer教授一生都在不遗余力地推动整合素药物的开发,并在抗体药物领域取得巨大成功,但在更便利的口服药物开发上遇到了非常大的挑战。我们与他的团队从2014年开始合作探索靶向整合素的小分子的设计原则——在此期间他的Morphic公司成立并上市,口服的靶向α4β7整合素的小分子药物已经在美国进入了临床II期,用于治疗炎性肠病。

整合素是自然界中为数不多的、能采取独特的“由内到外”信号传导模式的蛋白家族。科学家中也不乏一些特立独行的人,他们遵循内心行事,不介意常人的眼光,用坚持与忍耐最终将真相呈现于世人。整合素的发现和持续研究已经并将继续为人类社会健康改善带来裨益,获得拉斯克奖,三位教授实至名归!正如Springer 教授与我们合作的Cell文章(Cell 靶向整合素的口服药物开发策略)开篇所引用达芬奇的名言所述,“伴随着时间和水,一切都会改变”(In time and with water, everything changes—Leonardo da Vince)。这句线位学者多年研究最终获得拉斯克基础医学研究奖的最好诠释。

整合素研究仍然是当今生物医学科学中相当活跃的领域之一。自1987年以来,已有超过8万篇与整合素相关的文章发表出来。三位拉斯克奖获得者Hynes、Ruoslahti和Springer不仅在45年前开启了整个整合素领域,如今也仍然是整合素领域的积极贡献者。

2022年拉斯克公共服务奖授予美国约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)教授Lauren Gardner,原因是她开发了一个免费开放的网站,使国际社会能够利用可靠、独立的数据近实时地跟踪新冠疫情。

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