1951年,一位貧窮的非裔美國(guó)婦女來(lái)到了約翰霍普金斯醫(yī)院,她向醫(yī)生抱怨她的腹股溝經(jīng)常無(wú)故出血和疼痛,她擔(dān)心這會(huì)影響到她的工作。
這位婦女的名字叫亨麗埃塔·拉克斯(Henrietta Lacks),當(dāng)時(shí)她剛剛30歲,然而她肯定不會(huì)知道自己的這次就醫(yī)在之后的70年里拯救了數(shù)十億人。
當(dāng)然,她本人并沒(méi)有杰出的成就,但是從她身上提取的細(xì)胞直到今天還活躍在世界各地的生物實(shí)驗(yàn)室,被人們稱為海拉細(xì)胞(Hela Cells)。
我第一次聽說(shuō)海拉細(xì)胞是在我老婆那里,我老婆是一個(gè)生物相關(guān)專業(yè)的畢業(yè)生,曾經(jīng)接觸過(guò)這個(gè)細(xì)胞,當(dāng)時(shí)令我吃驚的是海拉細(xì)胞竟然是“永生”的,但我并不清楚它的實(shí)際用途。
那么為什么海拉細(xì)胞如此特殊,它又是如何拯救這么多人的呢?
圖為:海拉細(xì)胞是第一個(gè)永生細(xì)胞系
海拉細(xì)胞的由來(lái)
由于當(dāng)時(shí)的種族歧視,約翰霍普金斯醫(yī)院是馬里蘭州為數(shù)不多的愿意治療非裔美國(guó)病人的醫(yī)院之一。
拉克斯在醫(yī)院接受了婦科醫(yī)生霍華德·瓊斯(Howard Jones)的檢查,瓊斯在她的宮頸上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)巨大的惡性腫瘤,也就是宮頸癌。
正因?yàn)槿绱?,瓊斯決定為拉克斯進(jìn)行鐳治療,這項(xiàng)技術(shù)是當(dāng)時(shí)治療這種可怕疾病的最佳方法,不過(guò)現(xiàn)在已經(jīng)不再使用。
然而,醫(yī)生們?cè)诶怂共恢榈那闆r下拿走了她的癌細(xì)胞樣本,命名為海拉細(xì)胞,并送到附近的喬治·蓋伊博士的組織實(shí)驗(yàn)室。
此前的許多年里,蓋伊博士和他的科學(xué)家同事們一直試圖用來(lái)自不同病人的樣本在培養(yǎng)液中培養(yǎng)組織,但這些組織細(xì)胞一旦脫離人體就會(huì)迅速的死亡,直到海拉細(xì)胞的出現(xiàn)。
當(dāng)時(shí)沒(méi)有人知道為什么,但是海拉細(xì)胞確實(shí)從未死亡,相反,它們無(wú)限期地生長(zhǎng),每20-24小時(shí)翻一番,因此得到一個(gè)“永生細(xì)胞”的稱號(hào)。
這絕對(duì)是一個(gè)神奇的醫(yī)學(xué)突破,在過(guò)去的幾十年里,只要研究人員試圖在人類細(xì)胞實(shí)驗(yàn)找到治愈疾病的方法,這些細(xì)胞都會(huì)迅速的死亡,根本沒(méi)有足夠的時(shí)間對(duì)樣品進(jìn)行不同的測(cè)試。
然而,海拉細(xì)胞的出現(xiàn)解決了這個(gè)困境,這些細(xì)胞能夠存活下來(lái),并且一次又一次完成自我復(fù)制,給研究人員足夠的研究時(shí)間和空間,這真是一個(gè)完美的醫(yī)學(xué)“小白鼠”。
海拉細(xì)胞的科學(xué)貢獻(xiàn)
到目前為止,有超過(guò)6.5萬(wàn)份科學(xué)論文與海拉細(xì)胞有關(guān),涉及將近1.1萬(wàn)個(gè)專利,21世紀(jì)以來(lái)有5個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)和它有關(guān)。
雖然許多研究不為人們所熟知,但是通過(guò)海拉細(xì)胞研制的兩種疫苗確實(shí)拯救了數(shù)十億人。一個(gè)是脊髓灰質(zhì)炎疫苗,另一個(gè)是人乳頭瘤病毒(HPV)疫苗!
骨髓灰質(zhì)炎是由骨髓灰質(zhì)炎病毒引起的急性傳染病,就是我們常說(shuō)的小兒麻痹癥,這種疾病的傳染性極強(qiáng),在患者家庭中,15歲以下易感染人群100%會(huì)發(fā)病。
在20世紀(jì)50年代早期,醫(yī)學(xué)家喬納斯·索爾克(Jonas Salk)已經(jīng)研制出了一種脊髓灰質(zhì)炎疫苗,也已經(jīng)清楚疫苗的工作原理,但是苦于找不到一個(gè)實(shí)地試驗(yàn)的方法。
理論上,索爾克需要找恒河猴細(xì)胞進(jìn)行測(cè)試,但考慮到疫苗會(huì)殺死細(xì)胞,對(duì)于如此大規(guī)模的研究來(lái)說(shuō)這太昂貴了。
圖為:在康復(fù)中心的小兒麻痹癥患者
1952年,人們發(fā)現(xiàn)海拉細(xì)胞對(duì)脊髓灰質(zhì)炎既敏感,又不會(huì)被殺死,這使它成為最理想的宿主細(xì)胞來(lái)源。
塔斯基吉研究所的科學(xué)家建造了一個(gè)工廠來(lái)復(fù)制海拉細(xì)胞,在其鼎盛時(shí)期,每周運(yùn)送大約2萬(wàn)管培養(yǎng)物,這使得索爾克能夠成功地測(cè)試這種疫苗。
在接下六十多年里,這些疫苗在全球范圍內(nèi)消滅了99%脊髓灰質(zhì)炎,可以說(shuō)是海拉細(xì)胞讓這種疾病提前消失。
同樣的,20世紀(jì)80年代,哈拉爾·祖爾·豪森(Harald zur Hausen)發(fā)現(xiàn)海拉細(xì)胞含有HPV-18,隨后的工作導(dǎo)致了HPV疫苗的開發(fā)。
題外話:哈拉爾·祖爾·豪森也因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)HPV和宮頸癌之間的聯(lián)系而獲得了2008年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。
現(xiàn)在許多國(guó)家使用這種疫苗來(lái)保護(hù)年輕女孩免受與子宮頸癌相關(guān)的HPV感染。據(jù)估計(jì),HPV疫苗接種將有助于減少70%的宮頸癌死亡人數(shù)。
自1950年代以來(lái),科學(xué)家已經(jīng)使海拉細(xì)胞生長(zhǎng)了多達(dá)5000萬(wàn)噸,分布到世界各地的研究所里,在中國(guó),就連高中生都有機(jī)會(huì)接觸到它。
海拉細(xì)胞的這種一次又一次地分裂或者說(shuō)永生,現(xiàn)在的解釋是,這是一種過(guò)度活躍的端粒酶的表達(dá),它在每次分裂后都會(huì)重建端粒,防止細(xì)胞老化和衰老,并允許細(xì)胞永久分裂。
人們也是通過(guò)海拉細(xì)胞知道細(xì)胞衰老的原因,隨著細(xì)胞分裂(人的成長(zhǎng)或身體修復(fù)損傷),每個(gè)分裂都從被稱為端粒的染色體末端脫落,這種端粒的損失被認(rèn)為是細(xì)胞衰老的驅(qū)動(dòng)力。
海拉細(xì)胞的缺點(diǎn)
然而在我們歌頌海拉細(xì)胞的神奇和不朽的同時(shí),很多研究所的研究項(xiàng)目也被它迫害至深,甚至有些實(shí)驗(yàn)室禁止海拉細(xì)胞進(jìn)入。
因?yàn)楹@?xì)胞最嚴(yán)重的一個(gè)問(wèn)題是,它在實(shí)驗(yàn)室中會(huì)積極的污染其他細(xì)胞培養(yǎng)物,科學(xué)家們通常不會(huì)檢測(cè)他們細(xì)胞系的純度,所以許多受污染細(xì)胞系的研究不得不被拋棄。
另一個(gè)問(wèn)題是它沒(méi)有正常的人類細(xì)胞核型(細(xì)胞中染色體的數(shù)量和外觀)。人類細(xì)胞中有46條染色體,而海拉細(xì)胞中有76至80條染色體,多余的染色體來(lái)自于人類乳頭狀瘤病毒(HPV)感染導(dǎo)致癌癥。
雖然海拉細(xì)胞在許多方面與正常的人類細(xì)胞相似,但它們既不正常,也不完全屬于人類,因此必須限制它的使用。
也正因?yàn)楹@?xì)胞存在一些問(wèn)題,于是牽扯出另外一個(gè)道德方面的問(wèn)題。
我們前面說(shuō)過(guò),所有這些研究都是在拉克斯本人以及其家屬不知情的情況下完成的,拉克斯本人也絕對(duì)不會(huì)想到自己的細(xì)胞到現(xiàn)在還在作為科學(xué)研究樣本(她本人在提起細(xì)胞10個(gè)月后去世)。
由于海拉細(xì)胞污染了其他培養(yǎng)物,在1970年代,科學(xué)家們不得不在拉克斯家族其他成員中提取樣本,以便了解這種細(xì)胞為何具有侵略性,以及區(qū)分海拉細(xì)胞系和其他細(xì)胞系。
這讓該家族第一次知道自己原來(lái)自己家族的細(xì)胞還有這樣的用途,許多人從海拉細(xì)胞中獲利,但是拉克斯家族中的任何一個(gè)人都沒(méi)有。
現(xiàn)在我們打開搜索引擎搜索“海拉細(xì)胞”,有多條海拉細(xì)胞的廣告,其中包括出售信息,很多公司通過(guò)培養(yǎng)海拉細(xì)胞獲利,但這和拉克斯家族并沒(méi)有多大關(guān)系。
最后
可能有些人沒(méi)有聽說(shuō)過(guò)海拉細(xì)胞,但是你現(xiàn)在使用的許多產(chǎn)品都是通過(guò)海拉細(xì)胞測(cè)試的,比如化妝品,不過(guò)所有這些都和拉克斯家族無(wú)關(guān)。
不過(guò)就在今年,英國(guó)一家擁有1400名員工的生命科學(xué)公司向亨麗埃塔·拉克斯基金會(huì)捐款,以支持為拉克斯女士的后代提供科學(xué),技術(shù),工程和數(shù)學(xué)方面的高等教育獎(jiǎng)學(xué)金,這算是一種回報(bào)吧。
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