卢光琇教授


初心,优生信念开启生殖遗传之门


在从事医学遗传学领域之前,卢光琇教授是一名出色的外科医生,是什么使她从一名外科医生转而投身到生殖医学与医学遗传学领域的呢?提到这里,卢光琇教授回忆起从事遗传生殖工作的初心——秉承父亲卢惠霖教授的使命与信念。卢惠霖教授是我国医学遗传学的奠基者与见证人,中国第一张人类染色体显带图即是卢惠霖教授带领研究小组绘制,使中国人正常的染色体核型得以呈现。


在60-70年代,卢惠霖教授同我国第一位进行羊水穿刺检测的著名妇产科教授胡信德合作,建立了最早的产前诊断门诊,进行胎儿染色体检测。然而,他们很快发现,检测出染色体异常,却缺乏有效的干预手段,只能进行流产,流产对女性危害巨大,甚至可导致不孕,是一种非常消极的处理办法。


卢惠霖教授思索,应用什么办法可以帮助这些女性孕育出健康的胎儿的呢。1978年,英国诞生了第一例试管婴儿,试管婴儿技术是分别将卵子与精子取出后,置于试管内使其受精,再将胚胎前体---受精卵移植回母体子宫内发育成胎儿。这一技术的出现让卢惠霖教授看到了曙光。于是,1981年卢惠霖教授正式开展试管婴儿的科研工作。让卢光琇教授记忆深刻的是,当时开展试管婴儿的研究启动资金大约需要20万美金,是一个相当巨额的数字,经过卢惠霖教授多方奔走,最后得到了湖南省委省政府的大力支持,使得这一具有划时代意义的探索得以顺利起航。


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卢光琇教授说,利用遗传优生来提高出生人口质量是父亲的宏愿,正是受到父亲的影响自己也紧随投身其中。经过卢光琇教授与父亲从0到1的努力,1988年,湖南省首例试管婴儿顺利诞生。此后,为了更好地与父亲一起开展优生工作,卢光琇教授先后去了英、法等国家学习了胚胎植入前诊断技术(PGD)。回国之后,卢光琇教授从父亲手中接过接力棒,立即组建团队开展胚胎活检PGD技术。


PGD技术即取出胚胎细胞进行遗传学检测,判断其是否罹患家族单基因遗传病,然后选择适合植入的胚胎进行移植,从而阻断单基因遗传病垂直传递的一种技术。由于刚开展时条件与经验均有限,能够取出的细胞较少,未能达到诊断的要求。卢光琇教授一步一个脚印,带领着团队攻克遇到的问题,随着技术的成熟和经验的积累,在试管婴儿妊娠率达到40%左右时,她们已经可以开始应用PGD技术明确诊断胚胎。随后,单个细胞的PCR技术也逐渐开展。


传承,创新技术撑起优生的一片蓝天


2011年对卢光琇教授来说是非常特殊的一年,这一年,她们同全球领先的生命科学前沿机构华大基因合作,建立了当时世界上最大的人胚胎干细胞库,进一步推进了中信湘雅生殖与遗传专科医院试管婴儿技术的发展。


2012年,中信湘雅生殖与遗传专科医院诞生了世界首批应用全基因组测序技术诞生的试管婴儿,由此,基因测序技术开始引进临床。


据卢光琇教授介绍,目前,中信湘雅生殖与遗传专科医院的PGD/PGS临床应用已位居世界前列,这得益于人类基因组学计划的成功和如雨后春笋般成长起来的科技企业,为试管婴儿技术创造了良好的条件。


我国的辅助生殖技术开展至今已取得了突飞猛进的发展,试管婴儿的成功率也有了大幅度的提升。卢光琇教授坦言,基于与华大基因的合作,基因测序技术得以大规模开展,至2017年7月31日,中信湘雅生殖与遗传专科医院PGD诊断3,720例,截止2018年10月份,14,50例健康的试管婴儿出生;PGS筛查10,364例,出生1,902个健康新生儿;PGD+PGS共3550例,出生912个健康新生儿。此外,中信湘雅生殖与遗传专科医院还迎来了门诊量的激增,尤其是遗传咨询门诊,2018年总挂号量达10346人。2019年截止到至8月份,也已经有来自全国各地10504人次就诊。


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试管婴儿的初衷不是为了治疗不孕症,而是为了优生,让大家都能生一个健康的宝宝。卢光琇教授说。


目前,试管婴儿技术已经完备,但对卢光琇教授而言,优生的道路只有起点,没有终点。由于人类遗传病种类繁杂,为了能解决更多疑难病例,她将WES全外基因组外显子测序技术应用到了优生的工作中,WES技术可以检测到一些已知基因突变以外的新的突变基因,该技术为遗传病病因探寻提供了更好的工具。


众所周知,基因突变与肿瘤的发生息息相关。卢光琇教授下一步的目标即是针对遗传性肿瘤的相关研究,从试管婴儿出发,在试管婴儿出生后进行随访并监控其成年之后的心血管病、肿瘤、老慢支、糖尿病等慢性疾病。目前与肿瘤相关的基因有P53、BRCA1和BRCA2等,但仍有许多未知,她的目的就在于借助WES技术寻找那些新的与肿瘤相关的突变基因,从而制定预防措施。


21世纪是基因检测技术腾飞的时代,新的检测技术层出不穷,也让很多医生对疾病有了新的认识。卢光琇教授发现,WES虽然有利于发现常见变异、低频变异和罕见变异,但论检测范围,相比WGS仍略逊一筹。WGS所覆盖的区域是WES覆盖区域的50-100倍,但不足的是,WGS的费用相对较高,检出的数据量也较大,临床配套的生物学工具没有WES完善,尚缺乏解读能力。她期待未来WGS在费用和配套工具上能够更加完善,以发现更多致病基因填补遗传病病因学方面的空白。


在这些新技术应用到优生范畴的过程中,她取长补短,使技术的优势能够物尽所长。如在患者遗传背景清楚的情况下,她会考虑panel检测;但对遗传病病情复杂的患者她则会选择WES。她向记者举例,如家族中有乳腺癌病史,本人也患乳腺癌,但只有30%的BRCA1和BRCA2基因突变,则会建议患者选择WES检测。


回顾中信湘雅生殖与遗传专科医院医院在遗传病诊断方面的快速发展,卢光琇教授感叹,这与早期同华大基因的合作密切相关,通过科技企业提供的先进技术在临床转化,使临床能够探索疾病与基因之间的关系。当然,科技企业的技术创新也需与临床密切合作方能创造更大的价值。以血液病为例,地中海贫血患者的子代第一个孩子出现问题时,都希望第二个孩子不再携带致病遗传基因,因此,除检测地贫基因变异类型外,还需要进行HLA配型治疗第一个孩子的疾病。这就对临床提出了很多要求,而这些要求则推动着提供检测技术的企业不断改进技术,确保检测的精准与高效,以更好的满足临床需求。此外,临床对检测结果的解读也非常重要。从人类基因组计划完成到现在大概十几年时间,已经解决了很多临床问题,但学科的发展需要一定的基础,一步一个脚印,基因检测解读人才的培养是未来需要努力的方向。


华大基因在WES/WGS技术方面非常领先。我们希望所有的基因科技公司都能掌握世界领先的技术。相信随着基因科技的发展,遗传病的谜题会越来越清晰,基因检测技术将普遍应用于人民,解决优生优育问题。当我们了解了基因位点、转录方面的改变,就能够采取对应的干预措施,研发出一些新型药物,为遗传病的诊断与治疗奠定基础。卢光琇教授说。


近年来遗传诊断学的发展离不开患者对遗传病认识的提高。生殖是遗传的方式之一,没有生育就谈不上遗传,两者密不可分。遗传病的诊断,需要多学科密切配合,相信随着相关领域工作者们的不懈努力以及基因测序技术在临床的普及应用,遗传病诊断与阻断的问题都会迎刃而解。


卢光琇教授 中信湘雅生殖与遗传专科医院终身荣誉院长兼首席科学家

卢光琇教授是我国著名的生殖医学与医学遗传学家,我国人类生殖工程领域的奠基人和开拓者之一。现担任人类干细胞国家工程研究中心主任。40余年来一直致力于辅助生殖技术、医学遗传学与干细胞技术的研究与应用,取得了丰硕的成果。曾荣获国家科技进步二等奖、中国生殖医学突出贡献奖等。先后获得了国家自然科学基金重点项目、国家973项目、国家科技攻关项目、中华医学会基金会 (CMB) 等多项课题资助。截至2018年12月,发表论文606篇,其中在SCI杂志上发表论文178篇,出版专著6部,获得国家实用新型专利34项。