澳大利亚 – 只活了31岁,她的细胞却为人类劳动至今 | 澳洲唐人街

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1951年2月5日,海拉细胞诞生了。细胞的供体海瑞塔·拉克斯(Henrietta Lacks)是一位。。。
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1951年2月5日,海拉细胞诞生了。

细胞的供体海瑞塔·拉克斯(Henrietta
Lacks)是一位30岁的混血黑人女性,她的人生堪称不幸:她是父母的第十个孩子,幼年丧母,父亲把她扔给了外祖父。失学后,她嫁给了自己的表兄,14岁生下了第一个孩子,五个孩子中有一个智力障碍和四个听力障碍,患有梅毒和淋病……美国的黑人底层女性,和中国农村的智力障碍(此处为医学名词)女性一样,她们的悲惨遭遇都是以套餐的形式出现的。

海瑞塔·拉克斯 | Wikimedia Commons

海瑞塔的不幸来得更猛烈——她被确诊患上了宫颈癌,并在八个月后因为癌症的剧痛和无法排尿导致的全身性中毒死去。5日那天她第二次接受活检,霍普金斯大学的研究人员从她宫颈的肿瘤上,以及正常组织上各取下了硬币大小的一块组织。

永生的人类细胞

霍普金斯大学的举动并无恶意,这所大学的宫颈癌权威正在努力搜集材料来证明手术干预的必要性,从事组织培养研究的乔治·盖伊负责给他提供能在体外生长的癌细胞,并为此试着培养每一份活检样本。按照习惯,技术员把样本供体姓名的缩写写在了试管上,数天后,新生的细胞以肉眼可见的速度填满了试管,并且继续不断繁殖。这是第一种被发现的长生不死的人类细胞,它被以试管上的文字命名——海拉细胞(HeLa
cell)。

在霍普金斯大学工作的乔治·盖伊, 该校的医疗中心也是当时周围唯一一所接待黑人患者的机构 | Wikimedia Commons

海拉细胞的样子称不上凶恶,但是内在堪称乱七八糟。相比于正常人类细胞的23对、46条染色体,海拉细胞的染色体暴增至76-80条,同源染色体也不再保证成对,此外还有若干条变异得找不到来源的无法归类染色体。这种现象的原因是大名鼎鼎的人类乳头瘤病毒(HPV)将自己的病毒基因插入到p53基因的上游,而p53是矫正DNA复制过程中出现错误的一个重要的蛋白。校正机制的缺失,使海拉细胞像一本被无限次粗放盗版的书一样,继承了各种不可思议的谬误。

分裂中的海拉细胞 | Josef Reischig / Wikimedia Commons

其中的一个谬误就是过于高效的端粒酶。端粒是染色体末端的一小段DNA-蛋白质复合体的“帽子”,一般的细胞随着分裂端粒逐渐缩短,端粒不能再缩短时,细胞就不再分裂了,而海拉细胞的端粒酶像支二流施工队一样随坏随修,导致海拉细胞不仅突破了一般细胞只能复制50-60次的“海弗里克极限”,实现了细胞层面的“永生”,还让海拉细胞的分裂传代比其他细胞更快。

海拉细胞相比正常的细胞有更多的染色体 | Smirnov et al. / Folia Biologica (2006)

如果说细胞传代过程中的突变是天性使然,非战之罪的话,海拉细胞还做出了许多冒名顶替的事。海拉细胞对培养条件的适应性很强,细胞增殖又非常快,一旦污染了其他细胞培养容器,最后留下的十有八九是一瓶海拉细胞。HEp-2,一种被认为是基于喉鳞状细胞癌建立的细胞系,其实第一次被培养出来时,就已经被污染得只剩下海拉细胞了。已经发表的5700多篇基于HEp-2细胞系研究喉癌的论文,功夫其实全花在了宫颈癌上。

这种南辕北辙甚至不算新鲜,早在1966年斯坦利·加特勒就发现有18种常用的人工培养细胞,其实全是海拉细胞,史称海拉炸弹。1972年,苏联科学家宣布他们在癌症患者细胞里发现了癌症病毒,美国科学家要来样本一看,所谓苏联癌症患者细胞还是海拉细胞。

搭载海拉细胞的苏联人造卫星 | Pretenderrs / Wikimedia Commons

海拉细胞很早就进入了苏联,1960年苏联发射的第二颗人造卫星上就搭载了海拉细胞,用途是研究失重等太空环境对生理的影响。像这样测试不同物理、化学和生物因素对细胞的影响,应该是海拉细胞最常见的用途:它被用来测试核爆、x射线、沙门氏菌、HIV病毒……但是海拉细胞的第一份工作是用来测试疫苗。

造福人类的贡献

1951年美国爆发了小儿麻痹症,在没人提出注射消毒液这个奇思妙想的情况下,美国人拿出了疫苗。那怎么测试疫苗的有效性呢?理论上来说,如果疫苗有效的话,接种者的血清内会有能让病原失活的抗体。科学家把血清、病毒和海拉细胞放在一起,发现如果用了疫苗接种者的血清,病毒就没法感染海拉细胞,这就证明了疫苗的有效性。

口服脊髓灰质炎(小儿麻痹) | Wellcome Library / Wikimedia Commons

第一次成功的人与动物细胞融合实验也是通过海拉细胞实现的,这个实验在奠定了细胞工程制药(比如中学课本上的单克隆抗体)技术的同时,还附赠了意外之喜:海拉细胞和小鼠细胞融合的产物,在一代代分裂过程中会逐渐失去人类染色体,这样,跟进观测每一代融合细胞,就能找到不同基因在染色体上的位置,而不必像从前一样辛辛苦苦培育和筛选突变体,这让基因组图谱的绘制变得触手可及。

美国国立卫生院的院长和海瑞塔的后人们 | NIH photo gallery / Wikimedia Commons

实际上,仅21世纪的最初十年,就有2008年的HPV导致宫颈癌、2009年的端粒和端粒酶对细胞寿命的影响两项诺贝尔生理学和医学奖是直接基于对海拉细胞的研究。

海拉细胞的间接影响更是广泛到难以置信:我们正在接种的科兴新冠肺炎疫苗,是用vero细胞(非洲绿猴肾细胞)来培养病毒,再加工成减毒疫苗,而细胞培养技术肇始于对海拉细胞的培养。现在非常成熟的冷链运输,也是在当年邮寄海拉细胞的基础上开创的。

Vero细胞新冠肺炎疫苗 | Governo do Estado de São Paulo / Wikimedia
Commons

用海拉细胞验证的小儿麻痹症疫苗在保护了人类的同时,结束了从活猴子身上取细胞验证疫苗有效性的旧时代,挽救了不知多少猴子。甚至,由于最早的一个批量生产海拉细胞的机构工作人员全都是黑人,海拉细胞还在争取种族平等的斗争中发挥了作用。

终为人知的海瑞塔

海拉细胞功勋卓着,可是提供海拉细胞的人,在很长时间却是默默无闻的。海拉细胞的收集和培养者盖伊是一位高度遵守《希波克拉底誓言》的人,他认为透露患者的姓名会侵犯患者全家的隐私,于是宣布海拉细胞的供体是一位名叫海伦·L的“医学史上的无名女英雄”。这种模糊的发言让人对于供体的真实身份做出了各种荒诞猜想,其中一个非常出格的观点是,He
La是美国无线电专家兼女星海蒂·拉玛(Hedy Lamarr),这位扩频技术和果体电影的先驱者可活到了2000年啊。

2010年出版的《永生的海瑞塔·拉克斯》 一书,讲述了海瑞塔的子女们发现海拉细胞来源于自己的母亲之后,生活从此被改变的纪实故事 |
Oregon State University / Flickr

海瑞塔·拉克斯的全名,是1970年盖伊因为胰腺癌去世之后,霍普金斯大学在纪念文章里披露的。到了1973年,《自然》杂志刊发的一封来信指出,应当公开海拉细胞供体的真实身份,让她享受应得的名誉,对这位平凡、不幸、不知道自己做了什么的伟大女性的追思和纪念,才走上了正轨。

海瑞塔的墓地旁,关于她的生平的简介 | EMW / Wikimedia Commons

无论是海瑞塔还是我们自己,人无往不在枷锁之中,而打开枷锁的钥匙,毋庸置疑,是知识。

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