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徐立之——发现囊性纤维化基因的遗传学家、港大第十四任校长

人物 约 12,764 字 · 27 分钟 更新

本文为「香港大学(HKU)数据库」之人物小传分册之一,收录港大第十四任校长、遗传学家徐立之(Lap-Chee Tsui)。本馆 00–12 参考区(事实型)据实记真名,不标可信度徽章。创校先贤与领导群像见 faculty-and-leaders.md;校长治校角力的争议档见 ../13-governance-and-reform/presidents-and-power.md


一、生平与求学:从「升唔到英中」到匹兹堡博士


二、1989:如何「读」出一个看不见的基因

这是徐立之科学生涯的高峰,也是理解他的关键。要说清这项发现的分量,得先交代它难在哪里。

问题的难点:先天缺陷未知,只能「盲找」。 囊性纤维化(cystic fibrosis)是西方白人中最常见的致命性隐性遗传病之一,患者的肺、胰腺与其他器官被异常黏稠的分泌物堵塞。在 1980 年代,人们只知道它是遗传病,却完全不知道是哪个基因、哪种蛋白出了错——没有已知的缺陷蛋白可以「反查」基因。徐立之与合作者走的是一条当时全新的路径:定位克隆(positional cloning),即不预设致病分子,单凭遗传连锁把基因在染色体上的位置一步步框出来。这被公认为首个仅靠连锁分析与定位克隆锁定的人类疾病基因

第一步(1985):把病锁在 7 号染色体上。 到 1985 年,徐立之的团队已把致病基因连锁到 7 号染色体上的 DNA 标记,但那只是一个约含数百万碱基对的宽泛区间——好比知道嫌疑人在某座城市,却还要挨家挨户搜。

第二步:染色体步行与跳跃。 徐立之(多伦多病童医院)与弗朗西斯·柯林斯(Francis Collins,时任密歇根大学,后为美国国立卫生研究院院长、人类基因组计划领导者) 合作,结合染色体步行(chromosome walking) 与柯林斯开发的染色体跳跃(chromosome jumping) 技术,在 7 号染色体上层层逼近目标区。相关方法学论文《Identification of the Cystic Fibrosis Gene: Chromosome Walking and Jumping》1989 年发表于《Science》

「步行」与「跳跃」到底在做什么? 这两个术语听着抽象,拆开却不难懂。染色体步行是从一个已知的 DNA 标记出发,借重叠的克隆片段像踩着石头过河一样、一段接一段地向目标区延伸;它稳,但慢,遇到难以克隆的区段就会「卡住」。染色体跳跃则是柯林斯发明的一手「快进」——通过特殊的环化文库,让分析从一个位点直接「跳」过中间几十万碱基、落到远处的下一个落脚点,再回头精细步行。两者结合,才使团队得以在庞大的 7 号染色体区间里高效逼近 CFTR。这种「先不管基因产物是什么、单凭位置把它揪出来」的思路,当年被称作「反向遗传学(reverse genetics)」,与传统「先知道蛋白、再找基因」的路径恰好相反——CFTR 正是这一新范式最早、也最有说服力的战果之一。

第三步(1989):锁定基因与最常见突变。 1989 年 8 月中旬论文获接受、9 月 8 日,三篇连续论文同期刊于《Science》,宣告 CFTR 基因被鉴定——CFTR 即「囊性纤维化跨膜传导调节因子(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator)」,是一个氯离子通道蛋白。团队还发现,约七成患者的病因是同一处三碱基缺失,即 ΔF508 突变(508 位苯丙氨酸缺失)。这套工作使徐立之赢得国际声誉。

这不是他一个人的功劳。 核心团队还包括多伦多病童医院的 John R.(Jack)Riordan、Johanna Rommens 与 Manuel Buchwald,以及密歇根大学的 Francis Collins。本篇据来源记述徐立之的领导角色;论文完整署名以原始文献为准。

发现之难,还在于「熬」。 定位克隆是一场与时间和对手的赛跑。徐立之曾回忆,当年有竞争对手在学术会议上「宣布」找到了基因,他在台下「吓得满头大汗」,一度以为多年心血将被人抢先;对方的结果后来被证明有误,而更难的是他还要说服自己的合作伙伴「对方并未找到致病基因」、一起坚持下去。港大的荣誉学位赞辞则用一个直观的数字概括了这项工作的精细:在患者身上,约 25 万个碱基对里恰恰缺了 3 个,而正是这 3 个碱基的缺失致病——赞辞称之为「人类遗传学的一大突破」,并指它「大大推进了(该病的)治疗策略」

里程碑 年份 关键内容
连锁定位 1985 将 CF 致病基因连锁到 7 号染色体 DNA 标记
方法学 1989 染色体步行 + 跳跃逼近目标区(《Science》)
基因鉴定 1989-09-08 三篇《Science》论文同期发表,确认 CFTR 基因
最常见突变 1989 ΔF508 三碱基缺失,约占患者七成

一次被精心编排的「同步宣布」。 这项发现在当年是全球级的科学新闻。霍华德·休斯医学研究所与美国囊性纤维化基金会协调,在多伦多与华盛顿同时召开新闻发布会,以放大传播三篇《Science》论文的连锁图谱更登上该期封面。有一则广为流传的插曲:论文主要作者之一 Johanna Rommens 当时正在落基山脉徒步,是被加拿大皇家骑警(RCMP)找回来出席发布会的——足见其轰动程度。多伦多大学的遗传学家 Ronald Worton 后来把它称作该校在病童医院一系列疾病基因发现中「最伟大的成就」。团队分工亦各有所长:Batsheva Kerem 主持遗传作图,Jack Riordan 借汗腺 cDNA 文库鉴定出这个被表达的基因。据港大赞辞,徐立之一生发表逾 300 篇论文、并在二十个国际期刊编委会任职,CFTR 只是其中最耀眼的一项。

为何这项工作被反复称作「改写规则」。 在 CFTR 之前,人类想找一个「只知道会遗传、却不知道坏在哪」的致病基因,几乎无从下手;正是这一例证明了「单凭染色体位置就能把基因揪出来」是可行的。密歇根大学医学院回顾时直言,这一发现「永远改变了囊性纤维化的治疗与遗传学研究」。此后二十年,亨廷顿舞蹈症、杜氏肌营养不良、多囊肾等一大批单基因病的致病基因,都循着同一条定位克隆的路子被逐一攻克——徐立之与合作者当年蹚出的这条路,后来成了整整一代遗传学家的标准工具箱。

背景陈述: 徐立之以 CFTR 发现奠定其顶尖遗传学家的地位;这段成就发生在他出任港大校长之前、且不在港大完成,本馆据实标注其归属机构(多伦多病童医院 / 多伦多大学 / 密歇根大学),以免读者误读为「港大科研成果」。其港大渊源在于他日后执掌港大、并推动港大的科研与国际化。


三、CFTR 之后:一个基因如何改写一种病的命运

先说这个病有多凶。 要掂量 CFTR 发现的分量,得先知道囊性纤维化曾是怎样一种绝症。它由 CFTR 氯离子通道缺陷引起,导致肺、胰腺、肠道、胆道等上皮组织分泌异常黏稠,典型表现包括汗液氯离子浓度升高、反复细菌感染与支气管扩张的肺病、胰腺功能不全等在 1950 年代,患者的预期寿命仅约 5 岁;1980 年代之前,约一半患者活不过二十来岁。这是一个会夺走儿童生命的病——徐立之的工作,正是在这样的背景下展开。

发现基因,只是起点。 CFTR 的定位为囊性纤维化带来了三层长远回响,值得单列一节。

一个基因,两千多种坏法。 ΔF508 只是最常见的一种。三十余年间,研究者已在 CFTR 上发现两千余个突变位点,它们以不同方式破坏这个氯离子通道——有的令蛋白折叠出错(如 ΔF508)、有的让通道开合失灵、有的干脆使蛋白无法合成。这正解释了为何 CFTR 调节剂类药物要「按突变分型」逐类攻克:1989 年锁定的那把「锁」,后来被证明有两千多种「配错的钥匙」,每一类都要单独设计对策。就规模而言,囊性纤维化在全球约影响七万名患者,其中欧美白人后裔占大多数——徐立之当年选定的,恰是一个在西方极常见、在东亚却罕见,因而华语世界对其科学分量长期低估的靶点。

本节的药物进展属 CFTR 研究领域的后续发展,并非徐立之个人的直接成果;此处交代,是为说明其 1989 年发现的长远意义,避免读者低估「一个基因定位」的价值。囊性纤维化在东亚人群中远较西方罕见,这也是该病在华语世界知名度不高、而 CFTR 发现的科学分量却极大的一个反差。


四、2002–2014:港大第十四任校长

任内几件可溯源的大事:

校长任内涉及的争议性校政事件(各方说法并置、不裁定)属野史区范畴,本篇不展开,相关档案见 ../13-governance-and-reform/。本篇专记其生平、科研贡献与可溯源的职衔事实


五、卸任之后:创办香港科学院,再被召去筹办新医学院

卸任港大校长后,徐立之并未退隐,反而进入一段身兼数职的「后校长」时期。

从 1989 年「读」出一个基因,到 2025 年参与遴选出一座城市的第三所医学院,徐立之的角色始终在「科学」与「制度」之间往返:前半生用实验室方法解一个具体的科学难题,后半生用同一种「以证据、以标准说话」的取径,去处理大学治理、科研政策与医学教育这些更棘手的公共命题。


六、治学与治校的信念:「兴趣行先」与「以证据说话」

把徐立之的科研、治校与晚年公职串起来的,是一套相当一致的信念。本节据其公开访谈与就职致辞整理,均属其本人可溯源的表述。

这些表述,与他 CFTR 定位克隆时「不预设答案、只让证据一步步逼近」的方法论互为表里——无论在实验室、校长室还是政府工作组,他倚仗的都是同一种「以证据、以标准说话」的取径。


七、双重身份:为什么本馆把科学与治理分开记

徐立之的个案,折射出一种值得留意的「双重身份」现象。在当代研究型大学里,顶尖科学家出任校长并不罕见,但像他这样先以一项具体的、改写学科的科学发现奠定声誉、再转而执掌一所百年学府的人物,仍属少数。这种轨迹带来一种特殊的张力:一位习惯于实验室里「以证据说话」的科学家,在校长任上却要面对治理、筹款、政治压力与公共关系等截然不同的逻辑。本馆对其的处理,正是要把这两重身份分开记述——科学发现(CFTR)归科学、据实记其卓越;治理事务归治理、其中的争议另置野史区并置不裁定。这样既不因其科学成就而回避治校争议,也不因治校争议而抹煞其科学贡献。一个人可以在一个领域是无可争议的巨匠,在另一个领域则进入众说纷纭的评价场——把两者分开看,正是本馆「事实区记真、野史区并置」体例的用意所在。港大历任校长中,黄丽松是化学家、王赓武是史学家、郑耀宗是微电子学工程师、马斐森是肾脏病学家——「学者治校」几乎是港大校长的常态,各人的学术底色与治校风格如何互见,可对读 faculty-and-leaders.md


八、荣誉

据其 Wikipedia 传记遗传学家词条加拿大医学名人堂页,徐立之集国际科学大奖、多国勋衔与多院院士于一身。他的荣誉可粗分三束:一束是表彰 CFTR 工作的顶级科学奖,一束是加、法、港三地授予的国家/地区勋衔,一束是多国科学院与名人堂的院士与荣衔。据港大官方简历,他另获世界十四所著名大学颁授荣誉博士学位,足见其学术声望的跨地域广度:

类别 荣誉 年份
国际科学奖 加拿大盖尔德纳国际奖(Gairdner International Award) 1990
国际科学奖 艾略特·克雷松奖章(Elliott Cresson Medal)、加拿大基林奖(Killam Prize) ——
加拿大勋衔 加拿大勋章·官佐勋衔(Officer of the Order of Canada) 1991
加拿大勋衔 安大略省勋章(Order of Ontario) ——
法国勋衔 法国荣誉军团骑士勋章(Knight of the Legion of Honour) 2007
香港勋衔 太平绅士(JP) 2006
香港勋衔 金紫荆星章(GBS) 2011
香港勋衔 大紫荆勋章(GBM) ——
荣誉博士 世界十四所著名大学荣誉博士学位 ——
名人堂 入选加拿大医学名人堂(唯一华人获选者) 2012
院士身份 英国皇家学会院士(FRS)、加拿大皇家学会院士(FRSC) ——
院士身份 美国国家科学院外籍院士、中国科学院外籍院士、台湾中央研究院院士 ——

香港与内地勋衔、各院院士的确切当选年份以官方名册为准;本表就已核实者列年份,未核实者留「——」,不臆测。院士级顶级荣誉与港大其他院士的互见,另参 nobel-and-awards.md


附:生平年表

下表综合本篇各来源,按时间顺序汇整徐立之的关键节点,便于速查。个别日期以官方名册为准,详见对应正文小节。

年份 事件
1950 12 月 21 日生于上海,祖籍浙江杭州,幼年南下香港
1967 何文田官立中学中五,英文与生物取得 A
1972 香港中文大学新亚书院生物系理学士(三级荣誉)
1974 香港中文大学生物学哲学硕士
1979 美国匹兹堡大学生物学博士
1981 加入多伦多病童医院遗传学部
1985 将囊性纤维化致病基因连锁到 7 号染色体
1989 9 月 8 日,三篇《Science》论文确认 CFTR 基因与 ΔF508 突变
1990 获加拿大盖尔德纳国际奖
1991 获加拿大勋章·官佐勋衔
2000–2002 出任人类基因组组织(HUGO)会长
2002 9 月 1 日出任港大第十四任校长
2003 港大医学院团队于「沙士」期间率先分离 SARS 冠状病毒
2005 港大医学院获李嘉诚基金会十亿港元捐款并冠名
2006 获委任为香港特别行政区太平绅士(JP)
2011 港大百年校庆;获金紫荆星章
2012 百周年校园落成;入选加拿大医学名人堂
2014 3 月 31 日卸任港大校长
2015 出任浙江大学求是高等研究院院长;12 月任香港科学院创院院长
2017 出任香港研究政策专责小组主席
2025 2 月获委任为筹备新医学院工作组专家顾问;11 月行会通过第三所医学院由科大筹办

查无 / 待核

  • CFTR 发现的合作团队与共同通讯作者:本篇据机构史与传记记述其领导角色及主要合作者(Riordan、Rommens、Buchwald、Collins);论文完整作者署名与通讯作者需查原始文献(1989 年 Science 三篇系列论文)。
  • 部分勋衔的确切年份:太平绅士据港大官方简历为 2006 年、金紫荆星章为 2011 年;大紫荆勋章、安大略省勋章、多院院士的当选年份需逐一查官方名册,本篇暂留待核。
  • 校长任内的具体政策成果清单:SCMP 回顾与本地报道有概述;逐项数据(如收生、科研经费、国际排名逐年变化)需查港大年报,见 ../03-rankings/../08-finances/

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来源 · 自行复核