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林戈:“微世界”里寻找控制生命的“开关”

本站 243 2018/09/10 16:38:39

从卢惠霖到卢光琇,再到林戈,三代人执着地为实现“优生梦”而奋斗,让湖南在全国辅助生殖领域举足轻重。

 

精子和卵子结合后,从最初的1个全能细胞,逐渐分裂为2个、4个、8个全能细胞;受精卵发育到第5天形成囊胚,已经有100多个细胞,不过,即使到了囊胚阶段,也只有150至250微米(1毫米是1000微米)大小,用肉眼几乎看不到;继而,这些细胞将分化成200多种具有不同功能的细胞……

在中信湘雅生殖与遗传专科医院的实验室里,该院院长林戈和他的团队每天在显微镜下为这样的胚胎做诊断,分析其出生后可能出现的健康风险,决定是否植入母亲的子宫。

是什么控制了这些细胞的分化?哪些异常的表现可能导致胚胎的不正常发育?……在为胚胎做诊断的同时,林戈和他的团队把目光聚焦在生命起初的5天时间里,希望能够找到这个控制人类生命的“开关”。 

成就:建成世界最大的胚胎干细胞库

今年44岁的林戈“出身”不凡,他的外公是中国医学遗传学奠基者卢惠霖教授,母亲是中国试管婴儿研究领域泰斗卢光琇教授。然而,林戈从来不是生活在前辈的光环中的。2001年,当时27岁的林戈就建立了国内首株人胚胎干细胞系。后来,他成功建立了库存超过350株的人胚胎干细胞库,为国内多家企业和实验室提供人胚胎干细胞。

如今,林戈所在的人类干细胞国家工程研究中心已建成具有自主知识产权、世界最大的胚胎干细胞库,库存的人类胚胎干细胞,为再生医学提供了充足的种子细胞来源。 

攻关:开创多项新技术应用于临床

以前试管婴儿怀上了,和自然怀孕一样,可能发生各种遗传性疾病,毕竟传统试管婴儿技术仅仅是转换了精卵结合的“场所”,并没有对其可能存在的问题进行筛查。有没有一种技术,能保证胚胎在植入母体前,就能确定这是一个健康的个体?

为解决这一问题,林戈这些年来将主要精力用在孕前精准优生技术攻关上,并取得了显著的成果。他先后主持了玻璃化冷冻、超快速冷冻、囊胚培养和移植、单精子胞浆内注射植入前遗传学诊断等技术的建立和临床应用。在此基础上,林戈带领科研团队在国内率先建立囊胚期活检技术。

林戈介绍,为方便胚胎移植到子宫并顺利着床,一般在胚胎发育到6天前需要完成诊断和筛查。用什么方式从胚胎中提取细胞,既能方便诊断,又不损伤胚胎发育,是科研人员首先要攻克的难题。经过反复实验,林戈团队获得了重要发现:囊胚发育到第5天时,已经有100多个细胞,且形成了滋养外胚层(这是未来发育成胎盘的部分),从滋养外胚层中提取5个细胞检测,可以更进一步提高诊断的准确率,且不会影响胎儿发育。

在此基础上,林戈团队又率先建立胚胎植入前遗传学诊断(PGD)技术,建立了世界上首批利用新一代测序技术开展PGD/PGS的检测平台,并诞生了中国首例“无癌宝宝”。

染色体会断裂、“搬家”,有数据显示,我国每年新增近5万名此类染色体易位携带者,她们孕期流产概率非常高,自然生出健康宝宝概率只有1/18,胎儿先天缺陷的风险也有所增加。针对此类患者,2016年,林戈团队开发了MicroSeq技术,可有效进行生殖干预和风险评估,并在国际上首次进入广泛的临床应用阶段。令人惊喜的是,该技术不仅可以阻断染色体平衡易位向子代传递,还能精确定位染色体断点基因,为可能由该基因引发的重大疾病提前预警。 

因在基因测序精准优生技术方面取得了一系列突破,林戈及其团队在2017年荣获湖南首届科技创新奖。

未来:找寻控制生命的“开关”

临床为科研指引方向。虽然实验室的工作非常紧张,但林戈一直坚持看门诊。

林戈告诉记者,近年来,他们在临床中接触到越来越多的奇怪病例,有的甚至查遍文献也找不到类似的案例。

让林戈印象最深的是一个来自江西的女子,结婚多年一直未能怀孕。检查发现,这名女子的受精卵在显微镜下可以看到七八个核(正常情况下,精子卵子结合后12小时至16小时,会形成两个核),更奇怪的是,这些核要么发育异常、要么停育。

通过对该女子家系的追踪研究,林戈团队找到了研究的方向。然而,正在他们准备为自己的研究做总结时,上海的一家机构发布了类似的研究成果。

“当时真的很沮丧,不过,这也让我们很受鼓舞。”林戈说,这说明他们研究的方向是正确的,还有更多未知的领域等待他们去探索。

林戈告诉记者,对于未知,他一直保持着“饥渴般”的兴趣;对于创造,更有着强烈的冲动。能够给成千上万家庭带来健康宝宝,他们的科研是幸福的。目前,林戈和他的团队将研究的目光投向了早期胚胎阶段全能细胞向功能细胞分化的过程,希望能找到控制生命的“开关”,更好地为人类健康服务。

记者手记 

工匠精神需要传承

我国辅助生殖技术发展30多年来,已经取得了长足的进步。卢惠霖教授、卢光琇教授和林戈三代人执着地为实现“优生梦”所付出的努力,让湖南在全国甚至全球辅助生殖领域都举足轻重。

“小时候我印象最深的是和外公卢惠霖散步,外公散步的目的地只有一个,就是图书馆。”林戈说,当时觉得,外公的生活特别枯燥。现在回想起来,正是外公的耳濡目染,培养了他作为一名研究者的最基本的素质——耐得住寂寞。

林戈说,在小时候的印象中,他很少看到母亲卢光琇。现在和母亲一起工作,才理解了她41岁时从外科医师转行做辅助生殖研究的过程有多艰难。如今,母亲和他说得最多的是要真心爱患者。

“母亲常说,医生的微笑具有安抚的力量,能让患者瞬间变轻松。”林戈说,从临床中受到启发,找到研究的方向;再将研究成果应用于临床,造福患者,便是一个医者最大的享受。在卢惠霖、卢光琇两位拓荒者的带领下,中信湘雅人多年来形成了科学与工匠相结合的精神。这种精神,让他们在极度艰难的环境下能够坚持,在飞速发展的时候能够坚守,在风云变幻的市场环境中保持坚定。

这,必将是我们最宝贵的财富。