撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

盧煜明教授，是國際公認的液體活檢領域全球奠基者、開拓者及領導者，尤其是無創產前檢測領域的先驅，被譽為“無創產前檢測之父”。

早在 1997 年，盧煜明發現 母體血液中存在著胎兒的游離 DNA 。基于這些早期發現，他展開了一系列前沿工作來研究這些胎兒游離 DNA 的特性， 證明了使用胎兒游離 DNA 來診斷遺傳性疾病的可行性和實際性 ，他工作最終使得利用二代測序技術來定量測量胎兒 DNA 的方法用于唐氏綜合癥檢測，開創了 以 DNA 分析為本的“無創產前診斷技術”。如今，該技術已被廣泛應用于 科學研究及臨床診斷，被全世界超過 100 個國家廣泛采用，全世界每年大約 1000 萬名孕婦因此受益。

近年來，盧煜明教授領導的跨學科研究團隊成功開發了能夠檢測多種癌癥血液測試技術——FRAGMA（基于片段組學的甲基化分析），并推進到了臨床應用，將癌癥液體活檢推進至全基因組時代。

近日，香港中文大學盧煜明教授團隊在 Cell 子刊Med上發表了題為：Chromatin accessibility states affect transrenal clearance of plasma DNA: Implications for urine-based diagnostics 的研究論文。

該研究表明，染色質可及性狀態會影響血漿 DNA 的經過腎臟的清除率，這可能是通過腎小球屏障的尺寸限制來實現的，該研究還揭示了兩種尿液游離 DNA（ucfDNA）——經腎 ucfDNA 和泌尿道 ucfDNA 之間的差異。利用 ucfDNA 的這些不同特性，可以開發出檢測或監測伴有腎臟表現的疾病的新方法，包括慢性腎臟疾病、子癇前期以及泌尿系統癌癥等。

尿液游離 DNA（ucfDNA）是一種極具價值的真正無創液體活檢資源。ucfDNA 包括兩部分：經腎 ucfDNA（從血液流經腎小球濾過至尿液）和局部脫落的泌尿道 ucfDNA。解析二者在特征上的差異，可能為新型診斷應用的開發提供關鍵信息。

在這項新研究中，研究團隊利用大規模平行測序技術對來自健康對照者、孕婦、慢性腎病（CKD）患者以及膀胱癌患者的 136 份 ucfDNA 樣本進行了分析。推斷出了包括片段大小和 5' 端基序在內的片段組學特征。通過將 ucfDNA 與開放染色質區域（OCR，無組蛋白）和異染色質區域（HCR，組蛋白緊密堆積）進行重疊，研究了 ucfDNA 與染色質可及性之間的關系。

研究團隊發現：與泌尿道來源的 ucfDNA 相比，經腎 ucfDNA 片段更短且 C 端富集。經腎 ucfDNA 在開放染色質區域（OCR）顯著富集，而在異染色質區域（HCR）則明顯減少，提示腎小球濾過屏障的物理約束與 cfDNA 的有效尺寸（通過能力）之間存在動態平衡。蛋白尿患者（例如子癇前期、慢性腎病）中，來自 HCR 的 ucfDNA 水平升高，表明與組蛋白結合的血漿 DNA 分子（更大或結構復雜）因腎小球通透性增加更易泄漏至尿液。在腫瘤學中，通過分析 HCR 區域的低甲基化信號，膀胱癌檢測的效能顯著提升（AUC=0.93），凸顯異染色質 cfDNA 的獨特診斷價值。

該研究的核心發現：

• 染色質可及性狀態影響血漿 DNA 經過腎臟的清除率；

• 經腎 ucfDNA 主要來源于開放染色質區域；

• 經腎 ucfDNA 和泌尿道 ucfDNA 具有獨特的片段組學特征；

• 將 ucfDNA 與染色質狀態相關聯，開啟了新型無創檢測方法的大門。

總的來說，該研究表明，染色質可及性狀態會影響血漿 DNA 經過腎臟的清除率，這可能是通過腎小球屏障的大小限制來實現的。這一認識使得能夠合理開發用于檢測或監測具有腎臟表現的疾病（包括慢性腎病、子癇前期以及泌尿系統癌癥）的方法。

2025 年 3 月 6 日，盧煜明教授團隊在Cancer Cell期刊發表了題為：Fragmentomics profiling and quantification of plasma Epstein-Barr virus DNA enhance prediction of future nasopharyngeal carcinoma 的研究論文。

該研究顯示，血漿中 EB 病毒 DNA 的片段組學分析和定量檢測，可提高對未來鼻咽癌的預測能力 ，表明了血漿 DNA 片段組學能夠精準識別鼻咽癌高危人群，預測未來的癌癥風險，減少不必要的侵入性檢查，從而優化癌癥篩查策略。

該研究的亮點：

• 存在與鼻咽癌相關的血漿 EBV DNA 片段組學特征；

• 血漿 EBV DNA 片段組學分析與定量檢測可增強鼻咽癌風險預測；

• 上述分析可篩選出患癌風險達 EBV DNA 陰性者 87 倍的個體；

• 基于片段組學的癌癥風險預測在液體活檢研究中具有重要價值。

盧煜明教授的研究成果對全世界醫學科學界影響深遠，屢獲國際殊榮，盧煜明教授于 2011 年當選英國皇家學會院士，2013 年當選美國國家科學院外籍院士，2016 年獲得有“中國諾貝爾獎”之稱的首屆“未來科學大獎——生命科學獎”，以及被譽為“諾貝爾獎風向標”的“引文桂冠獎”，2019 年成為“復旦-中植科學獎”的首位華人獲獎者，2021 年獲得有“科學界奧斯卡”之稱的“科學突破獎——生命科學獎”，成為首位英國皇家學會生物學科“皇家獎章”華人得主，2022 年獲得生命科學領域僅次于諾貝爾獎的“拉斯克獎——臨床醫學獎”，2023 年獲得首屆“騰沖科學大獎”，并在該年當選中國科學院院士。2025 年，盧煜明出任香港中文大學校長。

“引文桂冠獎”和“拉斯克獎”是公認的諾獎風向標，屠呦呦就曾在獲得拉斯克獎后獲得諾貝爾生理學或醫學獎，盧煜明教授也被認為是諾貝爾獎的有力競爭者。

論文鏈接：

1. https://www.cell.com/med/fulltext/S2666-6340(25)00073-X

2. https://www.cell.com/cancer-cell/fulltext/S1535-6108(25)00054-6