应北京大学“大学堂”顶尖学者讲学计划的邀请，香港中文大学李嘉诚医学讲座教授、英国皇家学会院士、美国国家科外籍院士、2021年科学突破奖-生命科学奖和2022年拉斯克临床医学研究奖得主卢煜明教授于2023年6月访问北京大学，并于6月29日进行了题为“Creating Paradigm Shifts in Medical Diagnostics（创造医学诊断范式转换）”的讲座。会议由生物医学前沿创新中心（BIOPIC）汤富酬教授主持。

讲座现场

卢煜明分享了自己的求学和科研生涯。1986年，他进入英国牛津大学接受临床医学培训，开始对无创产前检测发生兴趣；1989年，利用Y染色体PCR方法证明了孕妇的血液里存在胎儿细胞；1994年取得牛津大学哲学博士学位；1997年回到香港，在香港中文大学医继续进行研究工作。两篇论文引起了他的注意——研究称在癌症患者的血浆中检测到肿瘤DNA。受这一成果启发，他提出一个重要的科学假设——孕妇外周血中可能存在来自胎儿细胞的游离DNA。他马上开始用Y染色体PCR的方法对怀有男性胎儿的孕妇血浆进行检测，发现有明显的Y染色体信号。这是全世界首次发现游离胎儿DNA存在于母体血浆中，研究成果发表在国际著名医学期刊《柳叶刀》上。

卢煜明作讲座

卢煜明致力于建立基于孕妇外周血游离DNA的产前诊断方法，并于2008年研发出基于高通量测序技术的“无创产前诊断”（non-invasive prenatal testing, NIPT），该方法已被全球90多个国家及地区广泛采用，每年有跨越700万名孕妇受惠。

近年来，卢煜明发力于多癌无创早筛研究。鼻咽癌是我国华南地区高发的恶性肿瘤。1999年，卢煜明就发现血浆中EB病毒DNA可用于有效地检出早期鼻咽癌患者。2017年，他带领团队在《新英格兰医学杂志》发表了对大规模人群的鼻咽癌无创早筛研究结果，证实无创鼻咽癌筛查方法能够显著提高患者的生存率。

此外，卢煜明重点讲述了在DNA甲基化、片段组和第三代单分子测序技术方面的研究进展。他的团队首次报道通过DNA甲基化信息能推断游离DNA的组织来源。在最近的一项研究中，卢煜明团队发现游离DNA末端的CGN/NCG基序比，可以反映甲基化水平及等位基因特异性甲基化模式。他们据此开发了FRAGMA深度学习算法，可以无需亚硫酸氢盐处理，直接利用cfDNA片段模式推断其甲基化模式。

第三代测序技术日趋成熟，卢煜明也将目光锁定于此，并迅速将其应用于检测孕妇外周血中的cfDNA。他们采用单分子实时测序技术（SMRT）检测母体血浆中来自胎儿和母亲的长片段cfDNA。结果表明，母体血浆中跨越500bp的cfDNA含量会随着孕期周数增大而增加。通过长度长测序发现，长片段cfDNA与短片段cfDNA断裂特性即片段末端的相对丰度不同。此外，他们还建立了基于单分子甲基化推断cfDNA组织来源的方法。该方法准确性高，可以确定胎儿基因组中的母体遗传和重组事件，这使得单基因遗传疾病的无创产前检测成为可能。

在一个小时的讲座中，卢煜明分享了自己的科研思路和取得的一个个进展，他在不断解决问题的过程中不停开发出新的技术，用自身的科研经历印证了从第一性原则做原创性工作的重要性，科研的风向标正是技术革命和工具创新。卢煜明幽默地讲述了他与斯坦福大学Stephen Quake教授“亦敌亦友”的故事——两人既是在牛津大学求学的同期校友，又是攻关癌症早筛的竞争对手，引起同学们的阵阵欢笑。

问答环节

在问答环节，卢煜明一一细致解答了观众提出的问题。会后，意犹未尽的同学们又围着卢煜明深入讨论。本次活动由北京大学主办，生物医学前沿创新中心（BIOPIC）、国际合作部承办，并得到北京大学教育基金会的支持。