序言：未来的世界，是科技在改变生活；未来的中国，科技在重塑增长。2017年伊始，网易科技联合“未来论坛”推出“十大顶尖科学家预言未来”系列策划，独家专访了人工智能、生命科学、物理学、天文学、化学等近十大领域最顶尖的华人科学家，倾听他们对未来的预言。在这些预言的背后，他们凭借着自己的深厚学识，发出对人类未来的期盼之声。
“十大顶级科学家预言未来”的第一期，推出的是香港中文大学医学院副院长、2016年度未来科学大奖-生命科学奖获奖人卢煜明。
他是谁：
卢煜明，无创产前基因检测奠基人。目前，这项技术已经在全球90多个国家得到广泛应用，数百万孕妇已经接受了这项检查，是世界范围内应用最广泛的产前胎儿基因测试，同时也是全世界应用最广泛的医学基因组检测技术。它可以大幅降低出生缺陷，同时避免传统产前检测方法带来的流产、致畸等风险。卢煜明现任香港中文大学李嘉诚健康科学研究所所长。2016年9月，卢煜明获首届未来科学大奖“生命科学奖”。同月，获得被喻为诺贝尔奖预测指标的“汤森路透引文桂冠奖”。
他的预言：
第一，以前我们只是用产前基因诊断来筛查胎儿的唐氏综合症，未来可以用来筛查胎儿更多的疾病；
第二，理论上讲，所有的癌症应该都可以用基因检测的方法在早期诊断出来。目前，鼻咽癌的诊断技术已经比较成熟，未来它可能使鼻咽癌死亡率减半；
第三，基因编辑将来有可能得到普遍应用。
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作者：温泉
策划：杨霞清、王真
内容产品：郭浩、王真
互联网之外，下一个颠覆世界的科技是什么？答案可能是：基因技术。
2016年，被称为“基因测序元年”，技术突破以每月一次的频率突飞猛进。1990年，人类基因组计划启动，花费30亿美金绘制出了第一个人类基因图谱。到今天，人们只要花费千元美金，就可以进行一次基因组检测，从而预知疾病。
在基因技术当中，无创产前基因检测离普通人最近，现在很多孕妇选择在产前接受这项检查，从而大幅降低了婴儿出生缺陷的发生几率。
未来，基因科技还将产生哪些突破？它将如何改变我们的生活？新年伊始，网易科技就此对无创产前基因检测的开拓者卢煜明进行了专访。
卢煜明从1989年开始投入这项研究，直到2011年这项技术被推广到全世界，中间经历超过20年。作为开拓者，面临孤独、被否定，卢煜明是如何坚持直至最终获得成功的？这一次，对这位卓越的坚持者，我们的问题没留死角。
更多癌症可以在早期被发现
网易科技：您认为在生命科学领域，未来最重要的趋势是什么？
卢煜明：其实很难说哪一个是最重要。我想基因诊断对未来的科学很重要，因为以我们现在的技术比较容易对基因进行排序。未来，每一个人应该都会有基因数据。将来，在我们的医疗系统里，基因组的数据对我们的治疗、预防、治病等，应该会起到非常重要的作用。当然，这方面也面临伦理道德方面的问题。你可以想象，如果将来雇主要聘请求职者的时候，理论上可以根据求职者的基因图谱来评估他的身体特征和患某些疾病的机会健康，从而决定聘请与否。这可以看成一种「基因歧视」，因此这方面需要政府制定法律去规范。
网易科技：在基因诊断方面，未来会有哪些突破性进展？您在做哪方面的研究？
卢煜明：我现在40%的时间是做产前基因诊断研究，40%的时间是做癌症基因诊断研究，20%是做其他的疾病。
首先，在产前基因诊断方面，我们可以做得更多。以前我们大多是用产前基因诊断来筛查胎儿的唐氏综合症，未来可以用来筛查胎儿更多的疾病。现在很多公司，因为做检测的原因，已经有孕妇母体外周血浆中的游离DNA片段的资料，未来更多要做的是怎么把这些样本和数据用起来。
其次，在癌症基因诊断方面，鼻咽癌的诊断技术已经比较成熟，理论上讲，所有的癌症应该都可以用这种方法在早期诊断出来。
用血浆DNA去筛查鼻咽癌，我们已经取得了突破性进展，目前研究结果还没有发表。鼻咽癌在中国广东省的男人当中很常见，每39个就有1个在一生中会患鼻咽癌。目前，我们可以做到在很早期发现它。比如说在香港，通常鼻咽癌发病的时候，76%是后期，如果是后期第三期或者第四期，他们生存的机会只有60%。如果可以在第一期发现，那么他们生存的机会是95%。用了我们血浆筛查的方法，我们可以把把大部份的鼻咽癌病人变成是在第一期或者第二期发现。如果将来中国可以用这个技术在公共卫生方面，鼻咽癌死亡率可能会减半，这是非常重要的发展。我想鼻咽癌只是第一步，这个技术可以应用在很多其他的癌症。
鼻咽癌以外，我们现在做得最多的是用血浆DNA去筛查肝癌，不过肝癌还没有鼻咽癌那么准确，我们现在灵敏度逹到85%左右，还有很多工作要做。
肺癌方面，目前我们在和香港著名的肺癌专家莫树锦教授合作，用血浆DNA来看哪一种疗法病人是最有用的。现在癌症镖靶治疗价格昂贵。从前，要利用有入侵性的方法拿肿瘤组织去化验丶或者开始治疗以后才知道是否有效。现在可以用血浆DNA来预测这个治疗有没有用。我们目前发现，是非常有用的。
其他疾病方面，未来我们会投入更多的资源去研究脑方面的疾病。大脑是我们全身体里最复杂的一个器官，但是目前我们对它缺乏基本认识。可是这些疾病对我们的影响很大，比如阿尔兹海默病，俗称老年痴呆症，我们每几个家庭就有一个有这个病的患者。我几年前发现，如果一个人有中风的现象的话，那么死掉的脑细胞其实也会把它的DNA放进血浆里边，因此量度血浆DNA，也可以知道中风的严重性，还有将来复原的机会。所以，将来我可能有机会的话，应该会多做一点这方面的研究。
网易科技：目前，在更多的癌症诊断方面，未取得突破性进展的原因是什么？是缺乏技术突破，还是只是时间问题？
卢煜明：现在我的感觉，癌细胞把它的DNA放进我们血液那边，这个现象其实是一个普遍的现象。所以，这个技术理论上应该是每一个癌症可以做。不过现在来说，因为这个技术还是很贵，因此以我自己的研究队伍，我们的资源，我不能够所有的癌症都做。所以，现在来说，我是可以折中做三种不同的癌症。
不过，这个成本下降应该会很快。2011年10月，我们刚推出无创产前诊断，当时在美国是2700美金做一个，现在在国内2000元人民币就可以做了，在香港也是5000元港币可以做。我想在未来十年，应该会更低。所以，我有这个信心在十年内技术应该是很普遍可以做得到。
网易科技：之前，您在接受采访时认为，未来生命科学领域有几大研究重点，一个是基因诊断，另一个就是对变异基因进行修复的基因编辑技术。在基因编辑方面，您看到了怎样的发展趋势？
卢煜明：我想这个领域是非常重要的。现在很多国家的主流科学意见认为，在人体内被编辑过的基因在现阶段不应该遗传到下一代，因为我们的基因治疗技术其实未成熟，如果我们有一些不良的效果的话，我们不希望在几代以后，才见到不好了。
现在，其实国际上也见到一些新的研究也会令到人工改造的DNA会遗传到下一代的，如线粒体DNA的改变。所以，这一点将来有机会改变。你可以看到医学的历史，很多时候有新的技术出来的时候，很多人也想是不好的，最终其实也是接受了，比如试管婴儿。不过，将来可能也会面临什么东西是可以改、什么东西不应该改的讨论。比如，如果你改出来会影响他的，不是健康、而是体能，比如你将来要去参加奥林匹克竞赛，我们允不允许基因改造的人去参加等等，可能是将来要讨论的问题。
“大多数时候，我会选择坚持”
网易科技：您在牛津大学求学的时候，是怎么对无创产前基因检测感兴趣的？
卢煜明：我当时是在牛津大学读医科，作为一个医学生，要读不同的科目，其中的科目就是妇产科。我在读妇产科的时候，知道一个孕妇她想知道她的胎儿是不是正常的，在那个时候最准确的方法就是抽羊胎水，每一次在做当时可能有1%的机会，胎儿会因此流产。我就在想，有没有方法可以发展一个方法是比较安全的。
我就想，有没有可能从母亲的血那边去做。比如说，有没有可能这个胎儿的细胞会在孕妇的血液那边出现，只是细胞，不是DNA，当时是这么想的。因为我当时的想法DNA是在细胞那边，问题是怎么样可以知道你见到这个细胞是胎儿的，而不是母亲的呢。
有一次同同学在家里吃饭的时候，我们谈论将来会不会有孩子，男孩还是女孩。我在想，如果胎儿是男性的话，我就可以在这个孕妇的血那边找到男性的细胞，当时我认为这是个很好的想法。
因此我就去找一个教授，去说服他让我到他的实验室去做这个实验。结果我就用了6个月的时间，发现其实在孕妇血液那边是可以看到男性的胎儿的细胞。这篇文章在我毕业以后三个月左右就发表了。那么，问题是我见到这个信号，不是很稳定，有很多假阳性，假阴性的现象出现。
在英国读医的人，毕业以后，第一年要做实习医生，因此我做了一年以后，我就在想，我想回牛津去完成这个工作。当时我是很天真的，我想可能很短的时间可以做完。问题就来了，母亲血液里的胎儿细胞数量非常少。
因此，我做实验的过程当中遇到很多困难，做来做去，也不能够找到一个很准确的方法。做完三年多，拿了一个哲学博士以后，我需要再进医院去训练做医生。我想继续做这个研究，因此每一天在做完临床工作以后，我就继续这方面的研究。
网易科技：就是你完全是用业余时间做？
卢煜明：我自己是。不过，当时好在我拿了一个奖学金，这个奖学金是很有趣，除了给对研究有兴趣的医生发薪水，还给我一部分钱去雇一个助手帮我做研究。所以，每一天我到了医院，在去看病之前，我会见一见我的助手，告诉她那一天要做什么实验。下班以后，我就回去看她的数据。
困难的时候是很困难，因为在英国做医生，要考很多的试，那些试是非常难考的。因为每一次70%的人会不及格，所以当时来说，要两边平行。结果再做了几年，也是做不出什么东西。所以，从1989年做到我1997年离开英国，我在血液里边找胎儿细胞，一直没有成功发展出可以在临床确实应用的技术。
我是1997年1月的时候回香港，因为我和我太太也都是在香港出生的，我们的父母也是在香港。所以，我们很早就想有一天我们会回去，问题就是哪一个时候是最好。1997年香港回归，那一年，有很多机会可以回去。因此，我就申请了香港中文大学这份工作才回去。
我知道从英国回香港，我要从头来过，要找不同的方向。因此，在那个时候可以说是一个很好的时机去找一个新的方向。
我记得在我回去之前三个月，在1996年的9月的时候，在一个杂志叫《自然医学》有两篇文章说，在癌症病人的血浆和血清那边有癌细胞的DNA。我就在想了，这个胎儿其实同癌细胞也有一点相似的地方，因为大家都有一个“切入性”。还有我想，我做了医生那么多年，我还没见过一个癌症有胎儿那么大，因为胎儿出生的时候，可能很大，没见过癌症有那么大。因此我就在想，如果一个很小的肿瘤可以释放DNA，我们看得见。那么，这个大的胎儿释放的DNA应该更能看见了。
因此在那个时候，我想应该有信心可以做得出来，不过问题就是，以往几年我做来做去也是在细胞里找DNA，因此我就不知道怎么样可以在这个细胞外面的血浆去提取DNA。
当时我从牛津回去香港这个转折点的时候，没有什么资源，因此我就只能用那些很便宜的方法。因此，我就在想，可不可以用一个煮面的方法去煮血清，血浆。所以，结果这么做出来了，拿一点点的血浆或者血清煮它五分钟，拿很小出来分析我就见到这个胎儿的信号。我记得我第一次见到信号的时候，我简直不能相信我的眼睛。因为从前我们要见到胎儿细胞的信号，要用很多血，比如十毫升或者二十毫升。现在我做的血浆，我用10个微升就可以见到。一个微升就是一千分之一个毫升，是很小的。所以，在当时来说，我是不能够相信我的眼睛。
然后我就想，究竟血浆里边有多少DNA是胎儿的呢，我要有方法来量。当时有一个方法是刚在美国发表，问题是能够完成测量的这台仪器很贵，当时在香港要90万元港币。
我记得那一年的圣诞节的时候，我的新的中大的老板在伦敦附近的住所有一个圣诞节party，他就邀请我去他家里，我想在party那边问他要这台仪器。不过问题就是，那时我其实没开始中大的工作。所以，将来如果这个技术将来的发展不理想的话，可能会给他留下不好的印象。
不过，那时我也不想这么多了。结果，我提出请求，他五分钟以后就说：“可以！”所以，这是我一生收到的最大的圣诞礼物!
结果我用这个仪器测量以后，我发现原来孕妇的血浆中平均有10%的DNA是胎儿的。我就用发现的DNA开始研究一些比较容易的问题，比如找胎儿的性别。因为有些遗传病是跟性别有关的，然后再做血型。
当时，我们也申请了一个专利。最奇怪的是，最初的时候，没有人要这个。结果很辛苦才有一间公司拿了一个授权。不过这个公司拿了授权以后，三年的时候，没有任何重大发展，他们要保留的话要给大学一个小小的续约费，但他们说太贵了，不要，就把这个专利权给回大学。现在想起来会非常难以置信的，因为其后这个专利是非常有商业价值的，有很多公司甚至因为它而对簿公堂。不过在那个时候，他们就双手还给大学。
网易科技：您当时为什么要把这个专利权给他呢？这可是您多年的心血。
卢煜明：这当然是我当时不是太聪明的。其实现在，中国的科学家是比我们上一代人的商业触觉灵敏得多。现在如果你在北京大学或者清华大学发明这技术的话，他们一定会有自己的公司。不过在当时的香港学术界来说，大部份的大学教授都是科研产业化的门外汉。
在回香港初期，我没想过要自己去开公司，我想我要做的就是发表这篇文章，要做产品是公司要做的东西。所以，是很奇怪的。当然，现在20年后，我现在知道当时是很天真，很愚蠢。不过当时就是当时，当时香港的气氛同现在完全不同，如果你要说在当时的香港要投资的话，一定是股票、地产等等，没有人会想投资生物科技这个东西。
网易科技：这个专利给回到香港中文大学，之后发生了什么？
卢煜明：然后，我拿回大学里边以后，我就在想，有没有可能找一个真正的合作，有没有可能从母亲的血浆那边找到胎儿的突变。要诊断突变，就要非常高的灵敏度。
2002年，我去泰国开会，就听到有一个很著名的美国科学家Charles Cantor，他也是美国国家科学院的院士，他讲他有一个质谱仪方法，可以很准确的诊断基因突变。在他演讲后我就上前见他，我说我有一个血浆的技术，明天会给一个演讲，还邀请他来听讲，他就来了。
听完以后，他就说，他的技术同我的技术其实可以相辅相成，结果我们就合作。2004年一起发表文章，2005年以他美国公司的名义和大学达成技术授权的协议。
2005年，《科学》杂志访问我们，就问我们现在最重要想怎么做这个领域，我就告诉他们，我们认为唐氏综合症应该是最重要的，Charles Cantor还预测三年内会做出来。结果我们就在2007年发表发表两篇破解唐氏综合症的无创性诊断的文章，2008年就证明用高流量DNA排序可以很准确的做出来。2011年1月，我们就做了第一个大型的临床试验，证明用这个技术的准确度超过99%。2011年10月，就在美国推出了这个技术，现在每年很多人用。
做完尝试之后，因为这个技术其实2007年、2008年的时候我们发明的。我就在想，下来还有什么可以做的，最终的目标就是整个胎儿的基因图谱做出来。过去是很难，因为我们基因图谱有60亿个密码，开始的时候不知道怎么做。
直到有一天，我同我太太去看一部《哈利·波特》电影。我记得那是一部3D电影，我就看到哈利波特的标记飞出来的时候，就“H”那个字母，当时对我来说，很像一对染色体。我太太坐在我旁边，我告诉她，我想到怎么做了。看完电影以后，我回去就把这个想法写出来。结果在几个月后，我们就做成这个东西，整个胎儿的基因图谱做出来。所以，将来这个技术应该是有一个很重大的应用。
网易科技：在这个过程当中，我知道您刚回这个香港的时候，您申请的第一个血浆那个基金，其实是被拒绝的。
卢煜明：对，我用我的名字做PI的那一个血浆DNA研究拨款申请，他们拒绝，他们认为是做不出来的。很侥幸的是，结果因为我那个老板实在是太好了，除了买一个仪器以后，他还说OK，我支持你。所以，我当时有他的支持，我在1998年在把他们拒绝的、所不能做的东西我做了。还有，在《新英格兰医学杂志》发表一篇文章，就是全世界最顶尖的医学杂志，证明其实可以利用孕妇的血浆来诊断胎儿的血型。
网易科技：从1989年然后到1997年这个过程当中，其中有九年的时间，在这九年时间，您被否定的时间会多一些，您是如何坚持下来的呢？
卢煜明：其实在1989年到1997年当中是非常困难的，1997年到2007年也是很多人不会想象血浆DNA是有多大的用，他们开始的时候，会想可能只是用来做性别或者是血型，不能做其他重要的东西。我一直坚持，是因为这是自己喜欢而做的东西。
其实回过头来想，1997年才有这个突破其实是好的。因为我在1989年是医学生，我是没有什么资源去支持自己的研究。就算我是在1989年发现这个现象的话，我想我可能只能发表第一篇文章，然后就会被我的竞争对手超越。因为当时我没有这个资源去和他们正面交锋，所以，到1997年才发现还是好的。
另外，我们做这个研究的过程中，相关能够支持的技术也才逐渐诞生。比如说人类的基因图谱是2001年才有的，就算我是1989年做出来，我想也是不能够有目前的突破。还有基因测序技术，新一代的测序技术是2006年左右才比较普及。所以，在1989年做的时候，也是没有用。
命运是这么样子，你不能够选择。不过一个好处就是，1989年到1997年，因为很难做，血液那边有极小数量从婴儿来的细胞，在那个时候，我想了很多方法去做难做的东西。最后因为有血浆的帮助，问题是容易很多了。我走了九年困难的道路，当血浆DNA这条高速公路出现以后，发展就可以很快。
网易科技：在这些年当中，您有没有做其他的研究？你是只做这件事，还是你同时其实也在做其他的研究。
卢煜明：有。1991年、1992年左右，我帮别人做糖尿病基因的研究，那一年我们团队发现了一个基因，那是糖尿病最早期发现的基因，对我后期做血液的研究也有帮助。在那个研究过程中，我们要诊断与DNA突变相关的东西，也学习基因测序技术等等。但是，我70%的时间在做无创产前基因检测。
网易科技：但是在它长时间没有出成果的时候，你会不会担心，你就一条道走到黑吗？你会不会担心如果这个东西最后真的做不出成果来？同时你是否面临过职场的压力？
卢煜明：最奇怪的是，当时我其实不是太担心，可能因为年轻的时候，你想大不了从头再来过。还有，我的太太也是科学家，所以她也没有给我压力，我们两个也是在牛津做研究，她是读物理学的。
还有，我想是个责任的问题，我从1989年开始做，我很想完成它，也是当时我最大的意愿。当然，我也记得做了很久以后，到回香港，做了很久，还没有一个很准确的唐氏综合症的诊断方法的时候，我记得有几次我的太太也问我：“你做的东西会不会真的可以有人可以用？”她也会问这个问题。
网易科技：你当时是怎么想的？
卢煜明：我就告诉她，我会慢慢的做。不过我爸爸是传统的医生，他会担心我将来的出路。不过好处是，他结果也支持我继续做研究。
科学对我来说，是一个嗜好，是一个hobby，研究对我来说不是一个工作，我真的很享受这个过程。同时，牛津其实是一个很特别的地方，因为你每天见的也是做学术的人。所以，其实将来真的用不用得了可能是其次，最重要其实就是每一天你是不是做一点点去改进。
做生命科学的研究，并不是所有因素都在我们控制范围以内。我们可以做的就是，努力在这个自然界给我们这个研究那边去做到最好。所以，我知道没有什么是一定可以做得了的。不过，我想在当时，我做这个研究的环境是最好的，因为我已经对这个领域做了这么多年，它哪边有什么进展我是最清楚的。所以，我如果不做的话，我是担心这个问题的研究可能会更慢。所以，只是我自己这边去做。
网易科技：在这个过程中，别人否定你时候，你怎么能坚持下来？
卢煜明：在做一些新领域的研究时，其实不可能每一个人都认同你，好处是也不是每一个人都会否定你。所以，我的想法就是这样的，“天无绝人之路”。当然也有可能性是做到现在还做不了，我最终做出来也是很幸运的。
网易科技：你有没有见过做研究很多年，但是依然没有做出来特别突破性成果的研究者，但是他们还在坚持着？因为可能不是每一个坚持的人最后都能得到想要的结果。
卢煜明：对。我的想法就是，如果你是很努力，很有想法的话，我想你的机会是迟早会来的。比如，当时我和他合作研究糖尿病基因的那个教授，他年轻的时候，就想找这个糖尿病基因。当时牛津有一个家庭，他们有遗传性的糖尿病。这个教授想，会不会是这个胰岛素的基因，就是糖尿病的基因。他做了以后，发现不是。他那篇文章是1983年发表的。他后来发现糖尿病基因是在1992年，还是那一个家庭，发现其实那个基因是另外一个基因。所以，你可以想象，整个过程要近10年的时间。
所以，我觉得我这个也很正常。最重要的，我想可能要趁年轻去做，这样你就有大量的时间。
网易科技：您在研究的过程中，有没有放弃的项目？
卢煜明：我通常都会坚持。做不出来的东西，我告诉你我的原则就是要坚持。
但是，也有些项目，我可能做了一点点就不会再做很多下去。给你一个例子，我们在几年前检测过人喝过牛奶之后，血液中是否有牛的DNA。结果发现，喝过牛奶之后，10%的人有牛的DNA。这个研究我们没有特别申请资助，所以没有再深入探讨。将来有机会的话可能值得再研究，可能可以用这方法去测量肠胃吸收的能力，可能是有用的。
之所以没有继续研究，是因为要得到更有用的结论，还需要做其他大量的工作，那是另外一个大系统。所以我其实想如果真的要做，要发表的话，我们要投很多很多的资源才可以知道它是不是一个真的现象。
无创产前基因检测，之所以坚持，大概有两个原因：第一，如果继续推进并取得突破性的进展，马上就能对我们的生活产生影响；第二，有一个历史原因，因为这个研究我做了很久。
预言者简介：
卢煜明生于香港，于圣若瑟书院毕业后留学英国。
1986年，在英国剑桥大学取得文学士学位后，到牛津大学接受临床医学培训。1989年取得内外全科医学士学位。又分别于1994年及2001年于牛津大学取得哲学博士及医学博士学位。
1989年开始进行无创产前基因检测的研究，1997年发表《胎儿DNA存在于母亲血浆和血清中》。卢煜明发现女性在怀孕期间，体内的胎儿会释放DNA至母亲的血浆之中，而且占母亲血浆中的DNA达5%-10%之高。这项发现令他的研究队伍在非创伤性产前诊断领域上处于世界领先地位。
2007-8年，他发表一系列文章证明无创产前检查技术可以准确地筛查唐氏综合症。2010年，这项技术被推广到全世界。现在，卢煜明正在致力于用血浆中DNA在早期发现癌症和其他疾病。
2011年，卢煜明被选为英国皇家学会院士，2013年被选为美国国家科学院外籍院士和发展中国家科学院院士。2016年9月，卢煜明获首届未来科学大奖“生命科学奖”，同月，荣获被喻为诺贝尔奖预测指标的“汤森路透引文桂冠奖”。
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本文来源：网易科学人
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