“你是我的小呀小苹果，就像天边最美的云朵……妈妈，我唱得好不好听？”这一幕发生在中国工程院院士乔杰的办公室里。

    欣欣是2014年11月在北医三院出生的“试管婴儿”。2019年6月，她的父母第一次带她来北医三院探望乔杰院士。欣欣的哥哥自出生就面容特殊，没有汗腺、没有毛发，也没有牙齿。为了生育一个健康的孩子，欣欣的父母多方打听，决定到北医三院寻医问药，最后在乔杰团队的精确诊断与治疗下，这家人终于迎来健康的宝宝——欣欣。

乔杰和她的团队 来源：北京大学新闻网

绝望与希望之间的“生门”

    生养健康的孩子是许多家庭最朴素的心愿，但生育障碍、出生缺陷等问题仍困扰着许多像欣欣家一样，希望拥有健康宝宝的遗传病人家庭。

    然而，绝望和希望之间有个“生门”，那就是辅助生殖遗传诊断技术。这项技术的存在使他们有机会生育健康的孩子。

    生殖发育是人类繁衍与延续的最基本环节，但人类生殖系细胞命运的驱动机制仍是未解之谜。
 

    乔杰团队经多年深耕生殖技术攻关，揭示了人类生殖细胞两次大规模表观遗传重编程规律，开启了人类生殖发育调控研究新时代，奠定了我国在生殖发育科技领域从“跟跑”到“领跑”的国际地位，对胚胎发育异常等疾病发生提供了病因学诊断依据，也为提高生育力和出生人口质量提供了重要科技支撑。
 

    日前，以乔杰作为第一完成人的项目——“人类生殖发育表观遗传调控机制及代际传递规律研究”荣获2023年度国家自然科学奖二等奖。

从生命形成起始阶段寻找病因

    30多年前，我国著名医学家、现代生殖医学的开拓者和奠基人张丽珠教授率先在中国大陆探索辅助生殖医学，在1988年成功诞生了中国大陆首例试管婴儿。乔杰毕业后进入北医三院，跟随张丽珠教授经历了我国生殖医学创业的艰难。

    从细胞生物学来讲，原始生殖细胞是生命的起源，其分化为卵子或精子，卵子受精后形成胚胎，进行谱系分化逐渐发育成组织器官和个体。在以往临床实践中，乔杰发现一些疑难病例患者反复出现胚胎发育异常，甚至一些患者经过长年治疗仍未成功妊娠，原因却难以解释。
 

    人类对自身生殖细胞及胚胎发育的分子机制认识有限，特别是表观遗传修饰调控方式多样、物种间差异大，加之人类生殖细胞数量稀少、样本珍贵，缺乏有效的技术手段。为此近十年来，乔杰团队一直不断探索基础研究突破新路径，针对生殖发育障碍与出生缺陷防治难题，从生命形成起始阶段寻找遗传与表观遗传学病因。
 

打开人类早期发育的“黑匣子”

    2013年单细胞测序技术为生物发育等研究提供了新途径。该技术可以在仅有一个细胞的情况下，解析全基因组的转录及表观特征。这为多角度深入研究发育机制提供了新的切入点，也推动了乔杰和北京大学教授汤富酬开展长期联合攻关。

    本项目完成人乔杰（前排中）、汤富酬（前排左2）、闫丽盈（前排右2）、严杰（前排左1）、李蓉（前排右1）来源：“北京大学第三医院”公众号
 

    最终团队在自主开发的单细胞表观多组学测序技术的基础上，突破单细胞水平多维表观遗传信息解析的技术壁垒，阐明表观遗传机制如何调节人类生殖细胞命运转变，明确了临床上胚胎无创诊断中游离DNA的来源，通过模拟建立体外人类胚胎着床体系，突破了胚胎体外长时培养技术瓶颈，打开了人类早期发育的“黑匣子”。

    针对不同类型的临床疑难疾病，乔杰团队又陆续建立了多个胚胎诊断新技术，进一步扩大了遗传病诊断范围，拥有完全自主知识产权并已成功应用于临床，目前团队已完成了上百种疾病的胚胎诊断，帮助上千家庭实现了健康生育的愿望。

    多年来，乔杰带领团队立足我国妇产生殖领域最前沿，大力推动我国女性生殖健康科研事业发展。由此，她也成为护佑生命健康的“看门人”，帮助更多家庭实现优生优育。“我们希望通过不懈努力和持续创新取得更多原创性科研成果，为我国生育问题提供科学依据，为我国人口安全和经济社会的可持续发展提供强有力的科技支撑。”乔杰说。

    参考资料：

    1.“北京大学第三医院”公众号.喜报！北医三院乔杰院士团队项目获国家自然科学奖！

    2.北京大学新闻网.北京大学四项成果荣获2023年度国家科学技术奖

    3.健康界.北医三院乔杰：见证中国生殖医学飞速发展30年

    4.科学网.乔杰：破解生育意愿低迷困境须多方发力

    5.北青网.矢志创新攻坚 建设科技强国

制作：北京市科协融媒体中心

整理：赖天莹