癌界万花筒.第60期:女人・细胞・时代——海拉细胞全史(中)

B站影视 港台电影 2025-09-27 00:18 1

摘要:乔治·盖伊博士的实验室,堪称科学执着精神的写照,也是那个时代许多基础研究条件的真实缩影。它隐匿于约翰·霍普金斯医院地下室一隅,空间狭窄,光线不足,空气中常年混杂着培养基、消毒剂以及隐约的霉味,与医院主体部分的明亮整洁形成鲜明对比。

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乔治·盖伊博士的实验室,堪称科学执着精神的写照,也是那个时代许多基础研究条件的真实缩影。它隐匿于约翰·霍普金斯医院地下室一隅,空间狭窄,光线不足,空气中常年混杂着培养基、消毒剂以及隐约的霉味,与医院主体部分的明亮整洁形成鲜明对比。

这里的设备极其简陋,许多都是盖伊博士和团队成员自己动手制作的。恒温培养箱是一个大木箱,内部安装了几个普通白炽灯泡来提供热量,温度控制的精确性完全无法与后来的专业设备相比,波动是家常便饭。制备培养基是一项繁琐而费时的工作,所需的血清,有时需要研究人员亲自前往郊区的农场采集鸡血,然后回到实验室进行离心提取。

就是在这样艰苦甚至堪称“业余”的条件下,盖伊团队进行了长达二十多年的不懈探索,目标坚定不移:找到一种能在体外无限繁殖的人类细胞系。他们经历了无数次失败,培养的细胞总是或在短暂分裂后衰老死亡,或被无处不在的微生物污染,心血毁于一旦。这种屡败屡战的坚持,衬托出海拉细胞最终成功问世的弥足珍贵。

海拉细胞的出现,犹如在漫长黑暗的隧道尽头突然出现的亮光,瞬间照亮了前路。与以往所有尝试培养的人类细胞截然不同,海拉细胞不仅存活了下来,更展现出令人瞠目结舌的特性,这些特性奠定了它未来成为“明星细胞”的基础:

惊人的增殖速度:它们每24小时左右数量就能翻一番,这种指数级增长的速度是前所未有的。科学家们后来计算,理论上,从一个海拉细胞开始,在理想条件下,其增殖产生的后代在短时间内就能达到天文数字,其生物量足以超越庞大的建筑物。

顽强的生命力与适应性:它们对培养条件表现出惊人的不挑剔性。在相对简单的、由鸡血浆和胎牛血清等组成的培养基中就能茁壮成长,甚至能耐受短时间的温度波动或营养不足。这种“皮实”的特性,使得它在实验室条件下极易培养和维持,大大降低了研究门槛。

“永生”的奥秘:后来的深入研究揭示了其“永生”的分子基础。这主要归因于其含有异常高活性的端粒酶。端粒是染色体末端的保护性结构,如同鞋带两端的塑料头,每次细胞分裂都会缩短一段,缩短到一定程度,细胞就会衰老死亡(海弗利克极限)。端粒酶能够修复和延长端粒,从而使得细胞分裂次数不再受限。海拉细胞作为一种癌细胞(宫颈癌),其端粒酶被重新激活并高度表达。此外,其癌变与高危型人乳头瘤病毒(HPV)的感染密切相关,病毒基因的整合导致细胞内关键的抑癌基因(如p53)功能失活,进一步解除了对细胞增殖的正常刹车。因此,海拉细胞的“永生”本质上是其癌变状态的结果,是正常细胞调控机制失控的体现。

乔治·盖伊博士不仅是一位敏锐的科学家,更是一位具有远见和分享精神的学者。他很快意识到海拉细胞对于整个生物医学研究领域的巨大潜在价值。他没有将这一宝贵资源据为私有,而是秉持着科学共同体合作推进知识进步的精神,开始主动地、免费地向世界各地的同行研究者分发海拉细胞样本。这一无私的举动,极大地加速了海拉细胞的应用和科学价值的实现。

海拉细胞最早也是最具标志性的应用,发生在病毒学研究领域,特别是在对抗小儿麻痹症(脊髓灰质炎)的战斗中。上世纪50年代初,脊髓灰质炎疫情在欧美国家周期性爆发,导致成千上万的儿童瘫痪甚至死亡,社会恐慌情绪蔓延。乔纳斯·索尔克等科学家正在争分夺秒地研发疫苗。当时,疫苗研发和测试的一个关键瓶颈是病毒需要在活的细胞中才能大量繁殖。传统的做法是使用猴子肾脏细胞,但这种方法成本极其高昂,猴子供应不稳定,而且存在将猴病毒污染疫苗的风险。

当海拉细胞被送到正在匹兹堡大学紧张进行疫苗研发的乔纳斯·索尔克团队,以及后来负责大规模疫苗测试的组织者手中时,奇迹发生了。

研究人员发现,脊髓灰质炎病毒在海拉细胞中复制效率极高,病毒产量大,且过程相对容易控制和标准化。海拉细胞就像一座高效、可靠、廉价的“病毒工厂”,为疫苗的大规模安全测试和生产提供了前所未有的便利。利用海拉细胞系,研究人员能够快速评估不同病毒株的免疫原性,并大规模生产用于疫苗的病毒抗原。这极大地加速了索尔克灭活疫苗的诞生和普及进程,为最终在北美和欧洲等地有效控制并近乎根除这一可怕疾病立下了汗马功劳。这是海拉细胞为人类公共卫生做出的第一个,也是最为人称道的巨大贡献。

与此同时,在癌症研究领域,海拉细胞的出现同样具有革命性意义。它为科学家提供了第一个易于获取、可在体外无限增殖的人类癌细胞模型。在此之前,研究人类癌症大多依赖于尸体解剖组织或难以培养的短期原代细胞,极大地限制了研究的深度和连续性。现在,研究人员可以随时随地、在显微镜下近距离地、动态地观察癌细胞的增殖、分化、代谢过程,以及它们对放射线、化学药物等各种治疗手段的反应。通过对比海拉细胞与正常细胞在生物学行为、生化代谢、遗传物质等方面的差异,科学家们开始逐步揭示癌细胞无限增殖、抵抗凋亡(程序性死亡)、侵袭转移等关键特征的分子机制。海拉细胞成为了打开癌症生物学黑箱的第一把,也是至关重要的一把钥匙。

为了方便记录和交流,盖伊博士的团队给这株前所未有的细胞系取了一个简洁的代号——“HeLa”,源自供体Henrietta Lacks姓名首字母的缩写。这个看似中性的标签,在此后的二十多年里,几乎完全掩盖并取代了海瑞塔·拉克斯作为一个有思想、有情感、有家庭的鲜活个体的真实身份和历史。对于接收这些细胞的世界各地成千上万的科学家而言,“HeLa”最初仅仅是一个细胞系的代号,如同实验室里使用的其他许多细胞系代号一样,例如“A549”(人肺癌细胞)或“HEK293”(人胚肾细胞)。它指向的是一种实验材料,一种研究工具,其背后的个体生命故事被认为与研究本身无关,甚至是不必要的干扰。海瑞塔·拉克斯这个人,她的生平、她的挣扎、她的家庭,在科学文献和实验室讨论中,长期处于“匿名”状态。

在科学热情高涨、伦理规范却相对滞后的五六十年代,海拉细胞搭乘着日益便捷的航空邮件网络,以精心包装的培养瓶或初现雏形的冻存管的形式,被源源不断地寄往全球各地的实验室。它迅速成为生物医学研究中最受欢迎、应用最广泛的“工具”之一,其普及速度前所未有。

从美国的国立卫生研究院(NIH)到欧洲的巴斯德研究所、卡罗林斯卡医学院,从顶尖大学的生物系、医学院实验室到大型制药公司的研发中心,海拉细胞的身影无处不在。它被用于病毒培养与疫苗生产、药物筛选与毒性测试、遗传学分析(包括早期染色体研究)、辐射生物学研究,甚至随着美苏太空竞赛的早期载人航天任务被送入太空,以研究失重和宇宙辐射对活细胞的影响。可以说,现代生物医学的许多重要基石——从病毒学到癌症学,从遗传学到毒理学——都深深地铭刻着海拉细胞的贡献。它仿佛一位无处不在的“无名功臣”,默默推动着科学的车轮滚滚向前。

然而,在这股看似势不可挡的科学狂潮之下,是医疗伦理规范和法律意识的严重缺失与滞后。当时的主流社会观念和医疗惯例,深受父权主义和功利主义思想的影响,并未将患者的知情同意权和组织样本的所有权置于重要位置。医生和研究者普遍被视为权威,拥有对患者身体(包括切除的组织)处置的裁量权,尤其是当这些组织被认定为“医疗废弃物”时。

这种观念的盛行,使得海瑞塔·拉克斯的细胞在被取用、培养、分发乃至后来催生出巨大商业价值(例如,公司开始生产和销售商业化的海拉细胞系及相关培养基、试剂)的整个过程中,她本人以及她的家人完全被排除在知情和决策的范围之外。

这种“排除”并非出于个别医生的恶意,而是系统性、制度性的忽视,而这种忽视又因其来源是一位身处社会底层、教育水平有限、在种族隔离制度下权益本就难以保障的黑人女性,而显得更加顺理成章和不容置疑。

直到二十多年后的1970年代初,一次极其偶然的机会,海瑞塔的家人(首先是她的丈夫大卫和子女)才从一位前来采血以进行相关研究的科学家的含糊其辞中,惊悉他们逝去的母亲/妻子的细胞竟然还“活着”,并且在全世界各地的实验室里被培养、使用,甚至可能催生了商业利益。

这种突如其来的“真相”,对于这个仍在贫困中挣扎、健康状况不佳、对生物医学研究几乎一无所知的家庭而言,带来的不是骄傲与安慰,而是巨大的困惑、震惊、痛苦和一种深切的被欺骗、被剥夺感。

他们无法理解,为何母亲的细胞为科学做出了如此巨大、看似无价的贡献,而他们作为最亲密的家人,却从未被告知,更未从中获得任何形式的认可或补偿,甚至无力承担自身的医疗费用。这种认知上的巨大鸿沟和情感上的撕裂,给拉克斯家族带来了长期的创伤和困扰。

海拉细胞的故事,由此第一次将科学进步的辉煌成就与个体权益的忽视、种族与阶级的不平等、以及医疗研究伦理的尖锐问题,赤裸裸地、无法回避地摆在了公众和科学共同体面前,引发了持续至今的深刻反思与辩论。(中)

来源:奇云空间

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