徐道觉-轻识

简介

徐道觉(Tao Chiuh Hsu, 1917-2003)

生平

1917年4月17日生于中国浙江绍兴。1932年毕业于浙江省立一中，考入浙江大学代办高级农业职业学校，1936—1941年就读于国立浙江大学农学院，尔后，在遗传学家谈家桢指导下获理科硕士学位后留校任教，1948年赴美，于1951年在美国得克萨斯大学(位于奥斯丁市)获哲学博士学位，随即，在位于加尔维斯敦市的该校医学院从事博士后研究工作，1953年被聘为助理教授。1955年，他应聘到位于休斯敦市的该校安德森医院和肿瘤研究所（后改名为安德森癌症中心）任实验细胞学研究室（后改名为细胞生物学研究室）主任，副教授；1961年晋升为教授；1980年被聘为该中心第一位首席教授。

成就

徐道觉于1973-74年被选为美国细胞生物学会主席。在这之前，只有几位华人学者获得过类似的殊荣，如赵元任曾任美国语言学会主席，吴健雄曾任美国物理学会主席，李景均曾任美国人类遗传学会主席。1998年, 徐道觉参加了在北京召开的第18届国际遗传学大会，这是他在1948年出国后第一次也是最后一次回到中国。

荣誉

徐道觉一生的学术成就硕果累累，发表了近400篇论文，其最主要原创性贡献为：发现在人类染色体制片过程中采用低渗溶液预处理能得到分散得非常好的中期染色体（1952年）、成功地诱导染色体特定位点的断裂，是最早报告的染色体“ 脆性位点”（1961-1963年）、创建显示组成型异染色质的方法即染色体C显带技术（1971年）、提出诱变剂敏感性与环境致癌作用相关的假说并用实验证明（1983年—1989年）、创建测量抗氧化剂效率的方法（1992年）。2003年7月9日, 徐道觉病逝于美国得克萨斯州休斯敦市, 享年86岁。

学术

徐道觉一生的学术成就硕果累累。1995年《美国医学遗传学杂志》刊登他长达22页的长篇自传时曾列出他发表的338篇论文和著作的题录；2001年1月，他在私人通信中说他已“发表了近400篇论文”，并把他自己看重的最主要原创性贡献归纳为以下5个方面。1. 1952年发现在人类染色体制片过程中采用低渗溶液预处理能得到分散得非常好的中期染色体。2. 1961-1963年成功地诱导染色体特定位点的断裂，是最早报告的染色体“脆性位点”。3. 1971年创建显示组成型异染色质的方法即染色体C显带技术。4. 1983年提出诱变剂敏感性与环境致癌作用相关的假说，并于1989年用实验证明。5. 1992年创建测量抗氧化剂效率的方法。上述第1方面最为人熟知，通常在文献中表述为：徐道觉“偶然”发现了低渗方法。其实，在这“偶然”中却包含着非常“不偶然”的因素。请看他自己描述当年他在医学院从事组织培养时发生的奇迹。

品德

实验室收到几份来自治疗性流产的胎儿组织样本。……我实际上没有什么实验要做，但我还是培养了一些皮肤和脾脏组织，并且把培养物固定后以苏木精染色。当时我实在没有什么特别的东西要寻找，但我想也许我能看看体外的淋巴细胞生成。当我看到在这些细胞中一些分散得非常美丽的染色体时，我简直不相信自己的眼睛。我没有告诉任何人，绕着实验楼走了一圈，去了一家咖啡店，又回到实验室。那些细胞的美丽染色体还在那儿。我知道它们是真的了。我定下心来去检查更多的片子，发现这一批片子都有难以置信的漂亮的有丝分裂染色体。……我试着研究那些片子，并制备了另一些培养物想重复这一奇迹。但什么事也没有发生。有丝分裂图像又回到了它正常的糟糕面貌。我重复了两次都没有成功。我开始思考，那批不同寻常的人脾脏培养物一定发生了什么“差错”，使有丝分裂细胞如此美妙。我用了约3个月的时间尝试着去改变我能想到的每一种因素：培养液的成分，培养的条件，培育的温度，秋水仙素的添加，固定的步骤，染色的方法，等等，一次只改变其中之一，还是什么事也没有发生。1952年4月我改变了平衡盐溶液的渗涨度。平衡盐溶液是实验室里人人在固定之前用来漂洗培养物的。当我用蒸镏水与平衡盐溶液混合以降低其渗涨度时，奇迹又重新出现了。终于能破解一个谜的感觉实在是太爽了。我认识到我手中已握有一项有力的手段，并开始将这一手段试用于人类细胞之外的其他物种细胞。我发现它能应用于所有物种和所有培养物。很明显，那第一批呈现极美妙有丝分裂图像的人脾脏培养物在固定之前准是意外地被低渗溶液漂洗过了。唯一合乎逻辑的解释是有一位技术员在配制平衡盐溶液时读错了刻度，以致在完全不知情的情况下配成了低渗溶液。由于已过去了将近4个月，已无法查出是谁实际上配制了那瓶不同寻常的液体。我甚至到今天还想亲吻那位为细胞遗传学作出如此重要贡献的年轻妇女的脸颊，然而没有人承认曾犯过这一错误。所以，这位女英雄只能被埋没了。从这段自述可以看出，机遇并不是人人都能抓住的。徐道觉在人类染色体制片过程中采用低渗溶液预处理的创造, 直接导致了蒋有兴于1956年报告用该法确定人类二倍体细胞的染色体数不是统治了33年之久的48，而是46。两位华人遗传学家共同开创了人类细胞遗传学的历史。徐道觉在取得这项成就后没有止步不前。一方面，他同研究室的同事们不断创造新的人类染色体制备技术，一方面把这些技术迅速推广应用到其他物种，特别是哺乳动物。在多种学术期刊上，以“体外哺乳类染色体” 为总题目的研究论文，从1952年的（之一）一直发表到1963年的（之十六）；在此期间和之后，还发表了数量众多的关于染色体制备技术和染色体分析的重要论文。他的实验室成为人类和哺乳动物细胞遗传学的“ 麦加”；世界各地的细胞遗传学家来此学习制备有丝分裂染色体的新技术。他也旅行世界各地收集各种哺乳动物的组织样本和淋巴细胞回来培养以进行染色体分析。他主编了极其精美的《哺乳动物染色体图谱》，从1967年出版的第1卷到1977年出版的第10卷，收集了现存常见和罕见的哺乳动物的染色体图片及其核型分析，为世人提供了极其宝贵的资料。　　还值得一提的是，在去美国之前，徐道觉早年有1项工作在中国人类遗传学发展史上有至关重要的意义，那就是1948年他首次报告折叠舌(tongue upfolding)这一人类遗传性状，受到国际人类遗传学界的注意。这一发现的经过如下。　　抗日战争胜利后，国立浙江大学由贵州省迁回浙江省杭州市。一次，徐道觉在遗传学课上解释显性性状和隐性性状，并举例说明在人群中，有人会卷舌，有人不会卷舌；经斯特蒂文特（Sturtevant）研究证明，能卷舌是显性性状，不能卷舌是隐性性状。在听讲者中有位生物系的钱姓女学生告诉他，她的舌不但能卷，而且能上翻折叠，并作了表演。徐道觉意识到他遇见了一项从未报告过的人类遗传性状，并立即以此为线索展开研究，其结果以“上翻折叠舌——一项新报告的人类遗传性状”为题发表在美国《遗传杂志》（Journal of Heredity）1948年第39卷上，并配有该钱姓女学生展示折叠舌的整版照片。文章指出，经初步调查，在一千名左右的受试者中只有三十名左右的舌尖能上翻折叠，即该性状的阳性个体；其他人，不论经过多少次练习，都不具备这种能力，即该性状的阴性个体；无中间类型。文章选用了4个通过阳性个体调查所得的有代表性的系谱，说明该性状是由隐性基因所控制。根据所有系谱均未显示交叉遗传现象，排除了该基因为X连锁之可能。文章还以7个双亲均为阴性个体而子女中有阳性个体的家系所提供的数据，确认其符合简单孟德尔比数。文章最后提到，在中国人群中，该基因与显性卷舌基因的群体研究将另文发表[3]。1949 年，同一杂志的第40卷发表了上文提到的将另文发表的那篇论文，题为“中国人群一样本中的折叠舌和卷舌”，作者为刘祖洞和徐道觉。该论文详细介绍了样本资料，调查范围为国立浙江大学一年级学生和附属中学的全部学生总计1043人，籍贯覆盖浙江、江苏、安徽等19个省市，其中，折叠舌阳性个体为男18人、女16人，合计34人，从而得出折叠舌基因频率为0.23[4]。这两篇论文是中国人类遗传学最早的研究论文，显示了作者深厚的遗传学功底和所受的科学研究能力的严格训练。麦库西克（McKusick）从1966年出版他所编巨著《人类孟德尔遗传》第1版起就收录折叠舌这一条目至今（MIM 189300）。

大道从简

人类和哺乳动物细胞遗传学的开拓者徐道觉(Tao Chiuh Hsu, 1917-2003)于1917年4月17日生于中国浙江绍兴。1941年，他毕业于国立浙江大学农学院，尔后，在遗传学家谈家桢指导下获理科硕士学位后留校任教，1948年赴美，于1951年在美国得克萨斯大学(位于奥斯丁市)获哲学博士学位，随即，在位于加尔维斯敦市的该校医学院从事博士后研究工作，1953年被聘为助理教授。1955年，他应聘到位于休斯敦市的该校安德森医院和肿瘤研究所（后改名为安德森癌症中心）任实验细胞学研究室（后改名为细胞生物学研究室）主任，副教授；1961年晋升为教授；1980年被聘为该中心第一位首席教授。徐道觉一生的学术成就硕果累累。1995年《美国医学遗传学杂志》刊登他长达22页的长篇自传时曾列出他发表的338篇论文和著作的题录[1]；2001年1月，他在私人通信中说他已“发表了近400篇论文”，并把他自己看重的最主要原创性贡献归纳为以下5个方面。 1. 1952年发现在人类染色体制片过程中采用低渗溶液预处理能得到分散得非常好的中期染色体。 2. 1961-1963年成功地诱导染色体特定位点的断裂，是最早报告的染色体“ 脆性位点”。 3. 1971年创建显示组成型异染色质的方法即染色体C显带技术。 4. 1983年提出诱变剂敏感性与环境致癌作用相关的假说，并于1989年用实验证明。 5. 1992年创建测量抗氧化剂效率的方法。上述第1方面最为人熟知，通常在文献中表述为：徐道觉“偶然”发现了低渗方法。其实，在这“偶然”中却包含着非常“不偶然”的因素。请看他自己描述当年他在医学院从事组织培养时发生的奇迹。实验室收到几份来自治疗性流产的胎儿组织样本。……我实际上没有什么实验要做，但我还是培养了一些皮肤和脾脏组织，并且把培养物固定后以苏木精染色。当时我实在没有什么特别的东西要寻找，但我想也许我能看看体外的淋巴细胞生成。当我看到在这些细胞中一些分散得非常美丽的染色体时，我简直不相信自己的眼睛。我没有告诉任何人，绕着实验楼走了一圈，去了一家咖啡店，又回到实验室。那些细胞的美丽染色体还在那儿。我知道它们是真的了。我定下心来去检查更多的片子，发现这一批片子都有难以置信的漂亮的有丝分裂染色体。……我试着研究那些片子，并制备了另一些培养物想重复这一奇迹。但什么事也没有发生。有丝分裂图像又回到了它正常的糟糕面貌。我重复了两次都没有成功。我开始思考，那批不同寻常的人脾脏培养物一定发生了什么“差错”，使有丝分裂细胞如此美妙。我用了约3个月的时间尝试着去改变我能想到的每一种因素：培养液的成分，培养的条件，培育的温度，秋水仙素的添加，固定的步骤，染色的方法，等等，一次只改变其中之一，还是什么事也没有发生。1952年4月我改变了平衡盐溶液的渗涨度。平衡盐溶液是实验室里人人在固定之前用来漂洗培养物的。当我用蒸镏水与平衡盐溶液混合以降低其渗涨度时，奇迹又重新出现了。终于能破解一个谜的感觉实在是太爽了。我认识到我手中已握有一项有力的手段，并开始将这一手段试用于人类细胞之外的其他物种细胞。我发现它能应用于所有物种和所有培养物。很明显，那第一批呈现极美妙有丝分裂图像的人脾脏培养物在固定之前准是意外地被低渗溶液漂洗过了。唯一合乎逻辑的解释是有一位技术员在配制平衡盐溶液时读错了刻度，以致在完全不知情的情况下配成了低渗溶液。由于已过去了将近4个月，已无法查出是谁实际上配制了那瓶不同寻常的液体。我甚至到今天还想亲吻那位为细胞遗传学作出如此重要贡献的年轻妇女的脸颊，然而没有人承认曾犯过这一错误。所以，这位女英雄只能被埋没了[2]。从这段自述可以看出，机遇并不是人人都能抓住的。徐道觉在人类染色体制片过程中采用低渗溶液预处理的创造, 直接导致了蒋有兴于1956年报告用该法确定人类二倍体细胞的染色体数不是统治了33年之久的48，而是46。两位华人遗传学家共同开创了人类细胞遗传学的历史。徐道觉在取得这项成就后没有止步不前。一方面，他同研究室的同事们不断创造新的人类染色体制备技术，一方面把这些技术迅速推广应用到其他物种，特别是哺乳动物。在多种学术期刊上，以“体外哺乳类染色体” 为总题目的研究论文，从1952年的（之一）一直发表到1963年的（之十六）；在此期间和之后，还发表了数量众多的关于染色体制备技术和染色体分析的重要论文。他的实验室成为人类和哺乳动物细胞遗传学的“麦加”；世界各地的细胞遗传学家来此学习制备有丝分裂染色体的新技术。他也旅行世界各地收集各种哺乳动物的组织样本和淋巴细胞回来培养以进行染色体分析。他主编了极其精美的《哺乳动物染色体图谱》，从1967年出版的第1卷到1977年出版的第10卷，收集了现存常见和罕见的哺乳动物的染色体图片及其核型分析，为世人提供了极其宝贵的资料。还值得一提的是，在去美国之前，徐道觉早年有1项工作在中国人类遗传学发展史上有至关重要的意义，那就是1948年他首次报告折叠舌(tongue upfolding)这一人类遗传性状，受到国际人类遗传学界的注意。这一发现的经过如下。抗日战争胜利后，国立浙江大学由贵州省迁回浙江省杭州市。一次，徐道觉在遗传学课上解释显性性状和隐性性状，并举例说明在人群中，有人会卷舌，有人不会卷舌；经斯特蒂文特（Sturtevant）研究证明，能卷舌是显性性状，不能卷舌是隐性性状。在听讲者中有位生物系的钱姓女学生告诉他，她的舌不但能卷，而且能上翻折叠，并作了表演。徐道觉意识到他遇见了一项从未报告过的人类遗传性状，并立即以此为线索展开研究，其结果以“上翻折叠舌——一项新报告的人类遗传性状”为题发表在美国《遗传杂志》（Journal of Heredity）1948年第39卷上，并配有该钱姓女学生展示折叠舌的整版照片。文章指出，经初步调查，在一千名左右的受试者中只有三十名左右的舌尖能上翻折叠，即该性状的阳性个体；其他人，不论经过多少次练习，都不具备这种能力，即该性状的阴性个体；无中间类型。文章选用了4个通过阳性个体调查所得的有代表性的系谱，说明该性状是由隐性基因所控制。根据所有系谱均未显示交叉遗传现象，排除了该基因为X连锁之可能。文章还以7个双亲均为阴性个体而子女中有阳性个体的家系所提供的数据，确认其符合简单孟德尔比数。文章最后提到，在中国人群中，该基因与显性卷舌基因的群体研究将另文发表[3]。1949年，同一杂志的第40卷发表了上文提到的将另文发表的那篇论文，题为“中国人群一样本中的折叠舌和卷舌”，作者为刘祖洞和徐道觉。该论文详细介绍了样本资料，调查范围为国立浙江大学一年级学生和附属中学的全部学生总计1043人，籍贯覆盖浙江、江苏、安徽等19个省市，其中，折叠舌阳性个体为男18人、女16人，合计34人，从而得出折叠舌基因频率为0.23[4]。这两篇论文是中国人类遗传学最早的研究论文，显示了作者深厚的遗传学功底和所受的科学研究能力的严格训练。麦库西克（McKusick）从1966年出版他所编巨著《人类孟德尔遗传》第1版起就收录折叠舌这一条目至今（MIM 189300）。徐道觉于1973-74年被选为美国细胞生物学会主席。在这之前，只有几位华人学者获得过类似的殊荣，如赵元任曾任美国语言学会主席，吴健雄曾任美国物理学会主席，李景均曾任美国人类遗传学会主席。 1998年, 徐道觉参加了在北京召开的第18届国际遗传学大会，这是他在1948年出国后第一次也是最后一次回到中国。 2003年7月9日, 徐道觉病逝于美国得克萨斯州休斯敦市, 享年86岁。

遗憾的徐道觉

当明确了染色体就是遗传基因的载体之后，遗传学家们最感兴趣的问题之一就是人类到底有多少条染色体。但由于当时染色体制备技术的限制，在显微镜下许多染色体重叠在一起难以分辨，所以学者们所报告的人类染色体数目各不相同。1923年，美国遗传学权威、得克萨斯大学校长Paint（1889－1969）提出人体的染色体数目为2n＝48。这后来作为一条定论充斥于各种教科书和百科全书。直到1956年美籍华裔学者蒋有兴（Tjio JH）和Levan才首先正确鉴定了人类染色体是2n＝46条而不是48条（蒋有兴因此荣获了美国肯尼迪国际奖）。但首先观察到46条染色体数目的却是美籍华裔科学家徐道觉（Hsu TC，1917－2003）。20世纪50年代初，徐道觉在美国得克萨斯大学取得博士学位以后，鉴于当时的处境，只得抛弃自己拿手的果蝇遗传学研究，经White教授推荐到Pomerat的实验室出事研究培养中的人和哺乳类细胞的核现象。他先用了半年的时间学习如何建立培养物，拍摄相差显微镜照片、缩时电影等技术。但当他试图观察细胞的染色体时，却发现它们拥挤在一起，如同在组织切片中一样，是没有指望“突破”这一难关的。尽管他喜欢这个实验室，却又怀念起过去研究的果蝇，甚至想再回去搞果蝇遗传学。徐道觉曾师从我国最著名的遗传学家谈家桢先生，被欣赏为最有出息的学生。因此，事业的停顿让他感到十分失望和沮丧，度日如年的悲观情绪萦绕在他的心头。但就在此时，“奇迹”发生了。一天晚上，徐道觉照常到实验室做研究。在一些治疗性流产的胚胎组织（皮肤和脾）培养标本中，他按照常规操作步骤用盐溶液冲洗细胞时，竟然在显微镜下看到了铺展很好的染色体！他简直不敢相信自己的眼睛，到实验室外的咖啡馆里喝了一杯咖啡，清醒头脑之后再回到实验桌上，仍然观察到了同样的现象。没有1个分裂相有纺锤体定向，没有1个分裂细胞显示细胞分裂中期的边界，都不是典型的中期。他试图研究另一些标本并建立更多的培养物，但再也未得到分散得那样好的标本。他揣测一定是在人脾培养物中出现了什么“差错”，花了大约3个月时间力图从各个因素的试验中寻找其“奥秘”——包括培养基的成分、培养条件、培养温度、秋水仙素、固定和染色等。直到1952年4月当他改变平衡盐溶液的张力时才获得成功。当他把蒸馏水和平衡盐溶液相混合以减低张力时，“奇迹”又重新出现了。他立即想到，手头这个强有力的工具也许对付另一些细胞材料。果然不出所料，这一手段对所有生物和所有培养物一概都是适用的。可以肯定，在3个月之前出现的“奇迹”一定是实验室中的某一位技术员在配制平衡盐溶液时读错了刻度标尺以致配为低渗液的缘故，使得徐道觉成功地将低渗透液技术运用到人体染色体的研究上，使染色体得以很好地铺展，不再重叠，可以清晰地进行观察。遗憾的是，迄今仍不知道这位“女英雄”的姓名，正是这位女士的粗心大意对细胞遗传学的发展做出了意外的“贡献”。由此，徐道觉确认了正确的人类染色体数目：2n＝46。利用低渗液处理染色体标本是人类细胞遗传学和脊椎动物细胞遗传学得以发展的一个重要转折，是染色体研究中不可缺少的一个环节。但由于受到Paint人类48条染色体结论的影响，徐道觉未能确认自己所观察到的46条染色体的事实（他确认了，可是并没有发布），也许是面对众多的权威不敢于发布，也许是认为条件未成熟不肯轻易发布，也许……总之，他终于没有发布。他没有发布，对整个科学界来说，无疑是一个不小的损失，而对他个人来说，实在是一个莫大的遗憾。1955年，华裔学者蒋有兴与瑞典学者Levan通过实验确认了人体的46条染色体，并毫不犹豫地、勇敢地向Paint的“定论”挑战，于第2年公布了这一发现。很快获得了众口一词的赞同。至此，关于人类染色体数目的探索大功告成。于是，46条人体染色体的发现权便属于这位敢于向权威挑战的华裔科学家，而不属于在他之前的发现者。1957年，蒋有兴来到丹麦首都哥本哈根做了一场关于人类染色体的学术报告，在听众中有一位法国的医生Lejune。此前，Lejune曾接触过许多患有先天愚型（ Down综合征）患儿的病例，他听了报告后立即想到，这种病会不会是染色体异常所导致的。他回国后，马上投入了对于患儿染色体的观察研究。1959年，Lejune发现先天愚型患儿的体细胞内比正常人多了一条 21号染色体。这是人类发现的第一种染色体异常导致的疾病。

评价

长期以来，人类的许多遗传性疾病和先天性的畸形、综合征的病因一直困扰医学界。Lejune的发现，不仅为探明这些疾病的病因开辟了新的途径，而且开创了医学研究的一个新领域——医学细胞遗传学。1960年，科学家发现慢性粒细胞性白血病患者的 Ph染色体。20世纪70年代又相继出现了多种染色体显带技术，提高了染色体分析的精确性。迄今，已正式命名的染色体异常综合征有100多种，发现各种染色体异常5000余种。染色体病的检查已经成为临床诊断和产前诊断的常规内容。后来，一位科学家在评述徐道觉的终身科学遗憾时说：“这好比一位足球运动员，已经把球带到了必进的12码区，可是，他没有起脚，因而失去了临门一脚获得成功的惊喜。”