導讀:
“我不敢相信這就是答案,此前整整八年,我都把最好的部分丟掉。”
科學總是充滿著神奇的巧合,盧煜明最重要的科學發現,就是從煮著泡面的鍋里發現的。
11月23日,香港中文大學醫學院教授盧煜明獲選為中國科學院院士,以表彰他在遺傳研究方面重大的成就和貢獻。盧煜明是中國香港地區本年度唯一獲選的學者。
“無創產前檢測之父”盧煜明,是屠呦呦之后又一個拉斯克獎中國得主——拉斯克獎是公認的諾獎風向標,僅過去4年,就有7位拉斯克獎得主獲得過諾獎。當選中科院院士前,他已經是英國皇家學會院士、美國國家科學院外籍院士,并在2016年獲得湯森路透引文桂冠獎——這是另一個諾獎風向標。
榮譽,不斷落在盧煜明身上。然而,這并不是一飛沖天的爽文故事。榮耀背后,是一位科學家30多年的努力,以及在“死胡同”里的8年碰壁。
直到煮面的水沸騰起來,一切才豁然開朗。
壹
24歲還沒突破
人生就完了
今年60歲的盧煜明,有著很符合人們想象的儒雅氣質。公開露面時,他經常穿著一絲不茍的西裝,戴著眼鏡,笑瞇瞇的樣子。
1963年,盧煜明出生在香港一個富裕家庭,父親是一名成功的精神科醫生,和很多中國父親一樣,他很嚴厲,但培養了兒子對科學的興趣。盧懷海時常在兒子面前練習科學演講,并讓喜愛攝影的盧煜明幫他制作幻燈片。
母親在家中扮演“唱紅臉”的角色,更溫柔。她是一名鋼琴家和歌手,教兒子彈鋼琴。但盧煜明沒有表現出對音樂的熱情,他更喜歡讀《國家地理》《探索》等科學雜志,或者擺弄父親送的佳能照相機,躲在暗房里洗照片。
小學畢業后,盧煜明考上香港著名的圣若瑟中學,這是一所教會學校,曾培養出華裔諾獎得主高琨。
盧煜明對生物學的興趣由此開始。他被沃森和克里克的故事所吸引——兩人是劍橋大學的科學家,發現了DNA雙螺旋結構,這成為20世紀最重要的科學發現之一。當時,沃森才24歲。
盧煜明記住了沃森的一句話:如果24歲還沒有重大突破,人生就完了。“當時我16歲,想到只剩數年,必須趕快努力。”
4年后,盧煜明同時獲得香港大學、劍橋大學和斯坦福大學的錄取通知。對劍橋的向往讓他放棄了頗有前途的斯坦福大學電氣工程專業,遠赴英國學醫。
“初生牛犢”盧煜明可能想不到,24歲前成名,并不是件容易的事。
貳
8年“死胡同”
1986年,從劍橋畢業的盧煜明轉入牛津大學進行臨床培訓。有一次,他聽了一場關于PCR技術的講座,這是一種可以在生物體外快速大量復制DNA以進行醫學檢測的新技術。
盧煜明對此著迷了,他相信,這是會改變世界的技術。講座之后,他立即拜訪演講者,請求對方教他PCR技術。盧煜明因此成了第一批學習這項技術的人。
牛津大學要求所有學生都要學不同專科,盧煜明因此接觸到之后伴隨他整個學術生涯的婦產科,也注意到這個領域的一個難題。
當時,產前檢測已經很普遍,但檢查主要使用羊膜穿刺技術,而這會增加千分之五的孕婦流產幾率,盧煜明思考能否有更安全的方法。
1987年,24歲的盧煜明做出第一個科學猜想:胎兒的細胞或許能在母親的血液內找到,這樣就可以通過檢測孕婦血液來尋找胎兒的DNA。這挑戰了“嬰兒和母親的血液循環系統是分開的”這一學術界主流觀點。
盧煜明需要設計實驗檢驗自己的猜想。在一次同學聚會上,盧煜明和朋友聊到將來要不要孩子、要男孩還是女孩的話題,他馬上想到,如果母親懷的是男嬰,其血液內如果能檢測到獨屬于男性的Y染色體,就能證明自己的猜想。
盧煜明隨即使用PCR技術做實驗,果然在懷男嬰的孕婦血液中發現了Y染色體。1989年,盧煜明的這一發現發表在頂級醫學期刊《柳葉刀》上。
“初戰告捷”的盧煜明覺察到這項研究的廣闊前景。1990年實習醫生階段結束后,他放棄了待遇優渥的醫生職業,打算攻讀博士,繼續研究。
父親盧懷海并不贊成這項決定。他不理解兒子為什么拿了執照后不去做醫生,而且海外學生在牛津讀博士學費極貴,每年要1.5萬英鎊。盧煜明申請到4家獎學金才夠繳付學費。
“教授只保證給我支付3個月的助教薪金,之后要自己想辦法。”盧煜明回憶道。
在牛津大學讀博時,經朋友介紹,盧煜明認識了同樣來自中國香港的女生黃小玲。她當時在牛津攻讀男性占絕對主導的半導體物理學領域的博士。“這吸引了我的注意”,盧煜明說。
黃小玲美麗、活潑,對科學有和盧煜明一樣的熱情,他們很快相戀并在一年半后結婚。
情場得意的盧煜明,研究進行得并不順利。盡管母親血液內有胎兒細胞,但濃度一直很低,憑此分析胎兒DNA很容易出錯。盧煜明試了各種辦法讓檢測更準確,其他對此感興趣的學者也做了很多嘗試,但都沒什么進展。
讀了3年博士卻并沒有研究出成果,博士畢業后,盧煜明一邊當醫生,一邊用工作之外的時間繼續研究,但從1989年到1997年,整整8年,他陷入了“死胡同”,一無所成。
國學大師王國維在《人間詞話》中說,成大事業、大學問的人,會經過三重境界:走上一條孤獨的路(昨夜西風凋碧樹,獨上高樓,望盡天涯路);為之煎熬、苦苦求索(衣帶漸寬終不悔,為伊消得人憔悴);最后,“眾里尋他千百度,驀然回首,那人卻在,燈火闌珊處。”
盧煜明在等待那個“驀然回首”的機會。
叁
煮泡面的靈感
1997年,盧煜明夫婦決定回港發展,盧煜明也在香港中文大學拿到高級講師教職。
研究進展依舊不順利,盧煜明知道,再不出成果,自己將不得不開始一個新的研究方向。
那時候,盧煜明偶然看到了發表在《自然醫學》上的兩篇論文,提到癌癥患者血漿中存在腫瘤DNA。胎兒和腫瘤有相似性,二者都依靠外界(母體或患者)提供營養。盧煜明推測,孕婦血漿中,也可能存在胎兒的DNA。
這有悖“常識”。
血液分血細胞和血漿兩個部分,后者90%是水,是負責運輸血細胞和代謝廢物的媒介,一般來說,做血液實驗,第一步就是把血漿分離出來扔掉。
盧煜明卻想在“垃圾堆”里尋寶。要證明自己的猜測,他需要想辦法從血漿中提取出胎兒的DNA。
因為在英國讀書時嫌食物不好吃,盧煜明有煮泡面的習慣。有一天,他像往常一樣拆開一袋泡面下到沸騰的水里,望著和DNA一樣呈螺旋結構的泡面,他突然想到,可不可以把血漿也“煮”上5分鐘?
血漿內有大量蛋白質,包括可以破壞DNA的酶,加熱血漿可以破壞這些蛋白質。盧煜明立刻用低成本的“土方法”行動起來,幾周后的一個午夜,他得到了實驗結果。
孕婦血漿中不僅有胎兒DNA,其濃度還是血細胞中的10萬倍!
欣喜若狂的盧煜明立刻給太太打電話,他說:“我不敢相信這就是答案,此前整整八年,我都把最好的部分丟掉。”
這項發現隨后發表在《柳葉刀》上,成為整個無創產前檢測技術的基礎。2016年,其被引用次數超過了1000,成為科學史上被引用次數最多的論文之一。
盧煜明再接再厲,探索用孕婦血漿中的胎兒DNA檢測各種遺傳疾病的辦法。他在2007年成功解決唐氏綜合征產前無創檢測問題,唐氏綜合征是一種染色體變異導致的遺傳病,患兒會有明顯的智能落后、特殊面容和生長發育障礙,2015年,全球患者超過540萬。
在冰島和丹麥等產前檢測發達的國家,因為盧煜明的技術,唐氏綜合征幾乎絕跡。
拿到唐氏篩查的“圣杯”之后,盧煜明繼續探索無創產前檢測技術的潛力,他希望能對整個人類胎兒基因組進行測序。
盧煜明把任務比喻成解決兩個混在一起的拼圖游戲,一個是胎兒的基因組,一個是母親的基因組,但每個拼圖都有數百萬個片段,他很難找到解決辦法。
研究又陷入僵局。
肆
第一個腳印
2009年夏天,抱著放松的打算,盧煜明和太太走進電影院,看那部火爆全球的電影《哈利·波特與混血王子》。當他們戴上3D眼鏡時,盧煜明看到哈利·波特的標志“H”飛向他們。
“突然間,在3D電影中,H在我看來就像兩條同源染色體”,盧煜明意識到,胎兒的每對染色體,一半來自父親,一半來自母親,此前他只用母親這邊的一個方程式去解決,如果換成兩個方程式呢?
2個小時里,盧煜明不斷在腦海中驗證自己的猜想,他對電影內容完全沒印象,但胎兒基因圖譜測試就此開辟通道。
“我相信將來每個人的基因圖譜,在他們一出生或還未出生前就已經做好了。”盧煜明說。
人類歷史上不少重要科學成就,都是由生活中的瑣事引發。比如阿基米德洗澡時溢出的水,砸在牛頓頭上的蘋果,以及盧煜明煮的螺旋狀的泡面。
那是經過“為伊消得人憔悴”一般的苦苦探索后的“驀然回首”時刻。不經歷前兩種境界,不會有豁然開朗的收獲。
60歲的盧煜明還在繼續做研究。他每天8點起床,吃下一碗玉米片后,8點15準時去實驗室。經過一天的會議和各種頭腦風暴,盧煜明會在晚上7點回家,和太太一起吃晚飯,然后繼續到實驗室工作——他效率最高的工作時段在午夜前后。
工作之外,盧煜明酷愛攝影和旅行,他覺得科研和旅行相似,都是去一個從未涉足過的地方。
2016年,在獲得未來科學大獎后接受媒體采訪、談到做研究的動力時,盧煜明引用了楊萬里的詩《庚子正月五日曉過大皋渡》。詩歌描繪了這樣一個情景:詩人坐著渡船去尋找一個小村莊,但是視野被霧籠罩,只能憑雞鳴狗吠之聲辨明前方村落所在。當他最終到達目的地時,渡船上積滿了厚厚的霜,他在雪白的船板上踏上了第一行腳印。
“渡船滿板霜如雪,印我青鞋第一痕。”
盧煜明也在科學史上踩下了自己的腳印。
轉載自公眾號:看天下實驗室
圖源網絡,侵刪
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.