【明報專訊】科學家一直以為，胎兒DNA只存在於胎兒細胞內……直至1997年，香港中文大學醫學院副院長（研究）盧煜明在孕婦血漿內找到胎兒DNA，將一道神秘大門打開。
過去23年，血漿DNA診斷技術，或稱液體活檢，由最初限於查找胎兒性別和血型，發展至所有母嬰受惠的無創產前診斷，利用孕婦的血液即可找出有唐氏綜合症、地中海貧血症、血友病等基因缺陷的胎兒；再擴展至用於驗測癌症標靶、癌症篩查，以及監察器官移植排斥。
過去要入侵人體抽取組織的檢查，現在只需一滴血，就可透視身體奧秘。
無創產前診斷
睇哈利波特 破解胎兒全基因圖譜
在孕婦血漿中找到胎兒DNA，原來只是研究基本步。血漿內母嬰DNA混在一起，如何分出哪一條屬於媽媽？哪一條屬於BB的呢？
「因為孕婦血中不應有男性染色體，如找到，代表來自男性胎兒。」身兼中大化學病理學系系主任的中大醫學院副院長（研究）盧煜明解釋，用這個方法，只要找到不屬於媽媽的染色體或基因排序，就可判斷是來自胎兒，初期技術應用於判別胎兒性別、血型及地中海貧血症。
「最困難是做唐氏綜合症」
盧煜明說：「最困難是做唐氏綜合症，因為要查看BB染色體，但血漿技術沒法見到細胞，不能數細胞染色體。」結果花了9年時間，直至2008年，才發展出技術用第二代DNA排序方法去看染色體比例，這技術準確度接近100%。再用3年時間做大型臨牀研究，驗測在2011年推出市場。」
究竟這是什麼技術呢？
唐氏綜合症BB，比正常BB多了一條染色體。在孕婦血液內，胎兒DNA佔約10%，媽媽佔約90%，兩者混在一起。正常情况下，染色體比例為一比一，但若BB其中一對染色體多出一條，比例就會改變，只要找到一個技術，可以分辨出1.05與1的比例，即有105條和有100條染色體的分別，盧煜明說：「2007年時有這個想法，但要分析數十萬條或以上的DNA才夠準確。」
DNA「斬碎」分析 真正無創
「要準確診斷，最少需數算40萬條DNA，要用上孕婦100毫升血液。」中大醫學院助理院長（外務）、化學病理學系教授陳君賜笑言，這不是無創，而是「都幾創傷」。直至2008年出現第二代基因排序技術（NGS），可將DNA「斬碎」分析，只需用幾毫升血漿，是突破點。
盧煜明的團隊當時用NGS驗測唐氏綜合症，在前期實驗時準確度達100%。接着，花上3年時間做大型臨牀測試，準確度為99.7%。測試於2011年推出市場。
預測單基因遺傳病
用孕婦血漿破解BB唐氏綜合症「密碼」之後，接着繼續找出BB其他染色體不正常。「2010年，我開始思考，可否做出胎兒全基因圖譜？」盧煜明竟然在《哈利波特》3D電影中找到答案，他說：「當Harry Potter的名字從屏幕飛出，『H』有兩戙，令我想起，BB每對染色體，一條來自爸爸，一條來自媽媽；兩條染色體需要兩個不同方程式，突然間，一切疑惑變得好清楚。」
破解胎兒全基因圖譜，就可以預測BB的單基因遺傳病。其中「先天性腎上腺皮質增生症」（Congenital Adrenal Hyperplasia, CAH），令女性胎兒有太多男性荷爾蒙，導致BB女的外生殖器官發育異常，BB出世後要做多次手術，對生理和心理影響嚴重。「利用無創產前診斷，可在懷孕第8周驗測到這基因異常，透過處方類固醇給孕婦，然後傳給BB，BB外生殖器不會受影響，不用捱手術。」盧煜明說。
胎兒全基因圖譜解開了，大功告成，研究圓滿結束？
不。盧煜明仍然滿腦子疑問，為何母嬰DNA會混在一起？對雙方有何影響？BB為何釋出DNA至媽媽血漿中？為何當BB出世後2小時，媽媽就會將胎兒DNA清除？「我們嘗試解答這些問題，希望之後數年陸續找到答案。」
監察移植器官
釋出較多捐贈者DNA 排斥響警號
「97年發現孕婦血漿中有胎兒DNA，我在想，有什麼情况，女性血液中會有男性DNA？」盧煜明假設，若一名女士接受男士的器官移植，捐贈器官會否釋出男性DNA？於是他在1998年展開相關研究，證實移植到病人體內的肝臟或腎臟，會釋出屬於捐贈者的DNA。而當出現排斥、器官細胞死亡時，會放出較多DNA。這個發現，成為一個無創方法，監察接受器官移植病人有沒有排斥現象。
傳統方法是抽血檢驗腎功能或肝功能有沒有異常，現在透過檢測血漿DNA，可以提早數周測出排斥現象，病人可以及早用藥控制。
「又例如捐骨髓，一名女士接受男士骨髓捐贈後，她的尿液DNA，究竟屬男性還是女性？」盧又提出問題，接着當然是做研究找答案，這名女士的血液DNA屬男性，但腎臟、膀胱是自己的，當血液通過腎臟和膀胱後，研究發現，尿液中有70% DNA屬男性，「換句話說，血液內男性DNA會從腎臟過濾到尿液裏」。
「科學，好有趣，你一定要知道這些生物現象，才會想到如何應用。或許我可以發展出一個驗測技術，利用尿液做無創診斷呢！」
癌症篩查
揪出未有病徵的癌症DNA
「既然胎兒在母體內會釋出DNA，癌細胞在病人體內，原理上差不多，都是寄生在另一個人身上。」盧煜明與團隊在1999年開始研究血漿DNA與癌症關係。
產前檢查的研究，一開始用了男性胎兒的Y染色體做標記；癌症都需要找一個標記。鼻咽癌與EB病毒有關，盧決定以此作標記。「但當時很多人嘲笑我，因為大部分香港人都有EB病毒，用EB病毒做標記驗測癌症，可能會出現假陽性。」但研究結果證明他方向正確。研究發現雖然大部分人都有EB病毒匿藏體內，但病毒DNA一般不會釋放至血漿；不過，當癌症發生時，病毒DNA被釋放的機率和濃度大增。
1999至2000年期間，盧的研究發現，血漿內找到鼻咽癌病人的EB病毒，而病毒數量與癌症期數有關。早期鼻咽癌可以治癒，所以研究團隊考慮可否用此方法做癌症篩檢。有份參與研究的陳君賜指出，「要確認一個測試是否準確，用有癌症和沒有癌症的人測試，就可以找到答案。但運用於篩查，需在沒有任何病徵的健康人群中找出病者，研究變得複雜」。當中涉及大量資源，於是他們2009年做先導研究，為1300人篩檢；之後獲嘉道理基金會支持，於2013年開展大型臨牀測試。研究招募了2萬人接受篩檢，找到34個鼻咽癌患者，七成屬第一或第二期，之後一直跟進34名病人，至今只有1人死亡，存活率增加10倍。
目標：一血樣本查出幾十種癌症
另外，肺癌病人若帶有EGFR基因突變，可選用標靶治療。病人過去要抽取腫瘤組織檢測EGFR基因，盧煜明與中大腫瘤學系系主任莫樹錦合作，發展新技術，透過檢測血漿DNA找出基因突變。陳君賜解釋，肺功能較差的病人，未必可接受入侵性的穿刺抽組織，現在簡單抽血就可以找出是否有合適標靶藥物。
技術發展到今時今日，理論上任何癌症都可以偵測得到，「我目標是用一個血樣本，可以檢查出幾十種不同癌症」，盧煜明相信不久將來可以成事。
文：鄭寶華、李祖怡
統籌：鄭寶華
編輯：梁小玲
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