不朽的海拉

时间:2020-10-22 7:49:23 来源:慢性腮腺炎

生命,是宇宙中最激动人心的奇迹之一。几乎所有生命体都由细胞组成,即便是病毒,其生命活动也必须通过细胞来体现。作为独立的生命单元,细胞既有生长繁殖,也有衰老死亡。在多细胞生物的个体发育过程中,细胞常常分化成各种构造和功能不同的细胞,形成组织和器官。

在人体中,当癌变出现时,细胞便丧失其原有的正常功能,开始无休止地分裂,形成肿瘤。

在人类认识生命的道路上,首次发现细胞的英国科学家罗伯特?胡克(RobertHooke,—)以及以伟大著作《生命是什么》开启人类认识生命进化遗传奥秘大门的奥地利物理学家薛定谔(ErwinSchr?dinger,—)固然令人难忘……

但还有一位普通美国黑人妇女,以其独特的生命为科学界贡献了一份永不凋零的细胞样本,使人类在认识生命的道路上不断开拓前行。

海瑞塔?拉克丝(HenriettaLacks)

神奇的海拉细胞

年1月,美国弗吉尼亚州种植烟草的黑人农家妇女海瑞塔?拉克丝(HenriettaLacks)身体不适,经约翰?医院就诊,结果发现她患上了子宫颈癌。

主治医生从拉克丝身上采集了癌细胞标本,交给了一直致力于在人体外培养恶性肿瘤细胞的乔治?盖伊(GeorgeGey)博士。

当时的医学界已实现了青蛙和老鼠的细胞培养,但尚未有人成功培养出人类细胞。

细胞是分裂产生的,如果一种细胞可以源源不断地分裂,那它就相当于得到永生。如果能够找到永生的人体细胞,科学家就可以做那些不能在活人身上进行的实验,让人体细胞代替活人接触各种各样的毒素、辐射和感染源。

但之前培养的人体细胞都活不了多久,这是因为人类的正常细胞分裂的极限大约是50次,这个数目按其发现者的名字命名为“海弗利克上限”。

每条染色体末端有一段特殊的DNA叫作端粒,细胞每分裂一次,端粒就缩短一段,直至几乎完全消失,而细胞也随之停止分裂走向死亡。

拿到标本的盖伊助理起初并未十分在意,为方便起见,她将病人姓名的缩写HeLa写在试管侧面,标注清楚后就把标本放进了培养室。

经过特殊染色的海拉细胞。

细胞核中的DNA呈现黄色,微管是浅蓝色,

而细胞的能量工厂——线粒体被染成了粉色

几天后,人们发现试管底部血块边缘出现一圈白白的像煎蛋白一样的东西,这是细胞在生长的迹象。这种现象以前也出现过,但过不了两天就停止了。这次却非常不一样,海拉细胞在疯狂生长,每隔24小时就增加一倍。实验员把它们分到别的试管里,很快又被填满。

海拉细胞比人类的健康细胞长得快20倍,

健康细胞没几天就死光了,但只要有合适的营养环境,海拉细胞就会一直分裂生长,永不停息。

盖伊凭直觉知道,这就是自己多年来苦苦寻找的那个“不死”的细胞。

乔治?盖伊

无情的癌细胞最终夺去了拉克丝的生命,但海拉细胞却一直活着,成为医学研究的重要工具。

在以后的岁月中,海拉细胞被提供给了世界各地的研究机构,

科学家们把海拉细胞注射到免疫缺陷的大鼠体内,让它们长出与拉克丝相似的肿瘤,再依靠它们研究免疫控制和癌细胞扩散机制,用于癌症治疗和制药等。

海拉细胞还曾被用于调查原子弹爆炸对人体造成的影响,也曾搭载美国和苏联的火箭升空,被用于研究失重状态下的细胞增殖。

拉克丝早已逝去多年,但她又凭借海拉细胞而获得了永生,因为每一个海拉细胞里都有她的DNA。

盖伊本人后来也死于癌症。他也曾想让自己的细胞永生,却没能获得成功。

科学研究中的海拉细胞

海拉细胞一登场就身手不凡,在人类打败小儿麻痹症这项20世纪最重要的战役中创立功勋。

年,美国出现有史以来最严重的小儿麻痹症疫情,研制小儿麻痹症疫苗成为全国瞩目的头等大事。

不久,匹兹堡大学便开发出第一支小儿麻痹症疫苗,但正式使用之前,必须进行大规模实验证明它的安全有效性,这个实验需要大量培养出的人体细胞。

什么细胞既容易被病毒感染,又能大量繁殖,培养起来还很便捷呢?人们意识到,海拉细胞或可担此重任。

世界上首家细胞工厂由此而产生,每周从这里生产出2万管海拉细胞,数量多达6万亿个。这么多海拉细胞仅仅用来研究小儿麻痹症根本消化不完,所以只要花钱,就可以买到海拉细胞。

虽然海拉细胞是癌细胞,但许多基本特征和普通细胞是一样的,比如要制造蛋白,彼此交流,会不停分裂并产生能量,不断进行基因表达并进行基因表达调控,它们还会感染各种各样的病原……正是因为这些特性,海拉细胞成了合成蛋白的最佳工具。

人们还借助海拉细胞研究过许多东西,包括细菌、激素、蛋白,尤其是病毒。海拉细胞促进了病毒学的兴起。越来越成熟的细胞培养和克隆技术,以及总价值超过数百亿美元的人体生物材料产业也由此产生。

人类遗传学在日后成为显学,都离不开海拉细胞的贡献。在大多数研究中,海拉细胞都被看作模式的人类细胞。差不多每个从事过生命科学专业学习和研究的学生都绕不开海拉细胞这个名字。

人们利用海拉细胞:

研究致癌基因和抗癌基因,开发治疗疱疹、白血病、流感、血友病和帕金森症的药,弄清楚乳糖的消化、性病的传染、人类长寿的秘密、在下水道里工作对细胞的影响以及蚊子如何交配。

可以说,没有海拉细胞,人们无法得到小儿麻痹疫苗,试管婴儿、基因复制、基因图谱等也都无法成为现实。

海拉细胞就像小白鼠一样,成为实验室的主力实验材料,成为几百年来最重要的医学成就之一。

有科学家估算,迄今为止培养出的海拉细胞已超过万吨,累计已繁殖多代,体积相当于多幢纽约帝国大厦。

据不完全统计,与海拉细胞有关的科学论文已超过6份。

进入21世纪以来,已有5个基于海拉细胞的研究成果获得了诺贝尔奖。

推进生命医学伦理进步

年,美国病毒学家切斯特?索瑟姆(ChesterSoutham)开始用海拉细胞做人体实验,他将大约万个海拉细胞注入癌症病人的体内,但并未详细告知是在进行试验。

年,为观察癌症是否会传染,索瑟姆又开始用健康人做对照注射实验。他在《俄亥俄州监狱通讯》上刊登广告,召集志愿者进行癌症研究。几天后竟然征集到96名志愿者,不久增加到名。

这种给在押犯人和不知情病人注射癌细胞的事件很快就引起了社会公众对生命医学伦理的

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