不朽的海拉

徐飛

生命，是宇宙中最激動(dòng)人心的奇跡之一。幾乎所有生命體都由細(xì)胞組成，即便是病毒，其生命活動(dòng)也必須通過(guò)細(xì)胞來(lái)體現(xiàn)。作為獨(dú)立的生命單元，細(xì)胞既有生長(zhǎng)繁殖，也有衰老死亡。在多細(xì)胞生物的個(gè)體發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞常常分化成各種構(gòu)造和功能不同的細(xì)胞，形成組織和器官。在人體中,當(dāng)癌變出現(xiàn)時(shí)，細(xì)胞便喪失其原有的正常功能，開(kāi)始無(wú)休止地分裂，形成腫瘤。在人類認(rèn)識(shí)生命的道路上，首次發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的英國(guó)科學(xué)家羅伯特·胡克（Robert Hooke，1635—1703）以及以偉大著作《生命是什么》開(kāi)啟人類認(rèn)識(shí)生命進(jìn)化遺傳奧秘大門(mén)的奧地利物理學(xué)家薛定諤（Erwin Schr?dinger，1887— 1961）固然令人難忘，但還有一位普通美國(guó)黑人婦女，以其獨(dú)特的生命為科學(xué)界貢獻(xiàn)了一份永不凋零的細(xì)胞樣本，使人類在認(rèn)識(shí)生命的道路上不斷開(kāi)拓前行。

神奇的海拉細(xì)胞

1951年1月，美國(guó)弗吉尼亞州種植煙草的黑人農(nóng)家婦女海瑞塔·拉克絲（Henrietta Lacks）身體不適，經(jīng)約翰·霍普金斯大學(xué)醫(yī)院就診，結(jié)果發(fā)現(xiàn)她患上了子宮頸癌。主治醫(yī)生從拉克絲身上采集了癌細(xì)胞標(biāo)本，交給了一直致力于在人體外培養(yǎng)惡性腫瘤細(xì)胞的喬治·蓋伊（George Gey）博士。當(dāng)時(shí)的醫(yī)學(xué)界已實(shí)現(xiàn)了青蛙和老鼠的細(xì)胞培養(yǎng)，但尚未有人成功培養(yǎng)出人類細(xì)胞。細(xì)胞是分裂產(chǎn)生的，如果一種細(xì)胞可以源源不斷地分裂，那它就相當(dāng)于得到永生。如果能夠找到永生的人體細(xì)胞，科學(xué)家就可以做那些不能在活人身上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，讓人體細(xì)胞代替活人接觸各種各樣的毒素、輻射和感染源。但之前培養(yǎng)的人體細(xì)胞都活不了多久，這是因?yàn)槿祟惖恼＜?xì)胞分裂的極限大約是50次，這個(gè)數(shù)目按其發(fā)現(xiàn)者的名字命名為“海弗利克上限”。每條染色體末端有一段特殊的DNA叫作端粒，細(xì)胞每分裂一次，端粒就縮短一段，直至幾乎完全消失，而細(xì)胞也隨之停止分裂走向死亡。

拿到標(biāo)本的蓋伊助理起初并未十分在意，為方便起見(jiàn)，她將病人姓名的縮寫(xiě)HeLa寫(xiě)在試管側(cè)面，標(biāo)注清楚后就把標(biāo)本放進(jìn)了培養(yǎng)室。

幾天后，人們發(fā)現(xiàn)試管底部血塊邊緣出現(xiàn)一圈白白的像煎蛋白一樣的東西，這是細(xì)胞在生長(zhǎng)的跡象。這種現(xiàn)象以前也出現(xiàn)過(guò)，但過(guò)不了兩天就停止了。這次卻非常不一樣，海拉細(xì)胞在瘋狂生長(zhǎng)，每隔24小時(shí)就增加一倍。實(shí)驗(yàn)員把它們分到別的試管里，很快又被填滿。

海拉細(xì)胞比人類的健康細(xì)胞長(zhǎng)得快20倍，健康細(xì)胞沒(méi)幾天就死光了，但海拉細(xì)胞卻不同，只要有合適的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境，它就會(huì)一直分裂生長(zhǎng)，永不停息。蓋伊憑直覺(jué)知道，這就是自己多年來(lái)苦苦尋找的那個(gè)“不死”的細(xì)胞。

無(wú)情的癌細(xì)胞最終奪去了拉克絲的生命，但海拉細(xì)胞卻一直活著，成為醫(yī)學(xué)研究的重要工具。在以后的歲月中，海拉細(xì)胞被提供給了世界各地的研究機(jī)構(gòu)，科學(xué)家們把海拉細(xì)胞注射到免疫缺陷的大鼠體內(nèi)，讓它們長(zhǎng)出與拉克絲相似的腫瘤，再依靠它們研究免疫控制和癌細(xì)胞擴(kuò)散機(jī)制，用于癌癥治療和制藥等。海拉細(xì)胞還曾被用于調(diào)查原子彈爆炸對(duì)人體造成的影響，也曾搭載美國(guó)和蘇聯(lián)的火箭升空，被用于研究失重狀態(tài)下的細(xì)胞增殖。拉克絲早已逝去多年，但她又憑借海拉細(xì)胞而獲得了永生，因?yàn)槊恳粋€(gè)海拉細(xì)胞里都有她的DNA。

喬治·蓋伊

蓋伊本人后來(lái)也死于癌癥。他也曾想讓自己的細(xì)胞永生，卻沒(méi)能獲得成功。

科學(xué)研究中的海拉細(xì)胞

海拉細(xì)胞甫一登場(chǎng)就身手不凡，在人類打敗小兒麻痹癥這項(xiàng)20世紀(jì)最重要的戰(zhàn)役中創(chuàng)立功勛。

1951年，美國(guó)出現(xiàn)有史以來(lái)最嚴(yán)重的小兒麻痹癥疫情，研制小兒麻痹癥疫苗成為全國(guó)矚目的頭等大事。不久，匹茲堡大學(xué)便開(kāi)發(fā)出第一支小兒麻痹癥疫苗，但正式使用之前，必須進(jìn)行大規(guī)模實(shí)驗(yàn)證明它的安全有效性，這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要大量培養(yǎng)出的人體細(xì)胞。

什么細(xì)胞既容易被病毒感染，又能大量繁殖，培養(yǎng)起來(lái)還很便捷呢？人們意識(shí)到，海拉細(xì)胞或可擔(dān)此重任。世界上首家細(xì)胞工廠由此而產(chǎn)生，每周從這里生產(chǎn)出2萬(wàn)管海拉細(xì)胞，數(shù)量多達(dá)6萬(wàn)億個(gè)。這么多海拉細(xì)胞僅僅用來(lái)研究小兒麻痹癥根本消化不完，所以只要花錢(qián)，就可以買(mǎi)到海拉細(xì)胞。

雖然海拉細(xì)胞是癌細(xì)胞，但許多基本特征和普通細(xì)胞是一樣的，比如要制造蛋白，彼此交流，會(huì)不停分裂并產(chǎn)生能量，不斷進(jìn)行基因表達(dá)并進(jìn)行基因表達(dá)調(diào)控，它們還會(huì)感染各種各樣的病原……正是因?yàn)檫@些特性，海拉細(xì)胞成了合成蛋白的最佳工具；人們還借助海拉細(xì)胞研究過(guò)許多東西，包括細(xì)菌、激素、蛋白，尤其是病毒。海拉細(xì)胞促進(jìn)了病毒學(xué)的興起。越來(lái)越成熟的細(xì)胞培養(yǎng)和克隆技術(shù)，以及總價(jià)值超過(guò)數(shù)百億美元的人體生物材料產(chǎn)業(yè)也由此產(chǎn)生。人類遺傳學(xué)在日后成為顯學(xué)，都離不開(kāi)海拉細(xì)胞的貢獻(xiàn)。

在大多數(shù)研究中，海拉細(xì)胞都被看作模式的人類細(xì)胞。差不多每個(gè)從事過(guò)生命科學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)和研究的學(xué)生都繞不開(kāi)海拉細(xì)胞這個(gè)名字。

人們利用海拉細(xì)胞研究致癌基因和抗癌基因，開(kāi)發(fā)治療皰疹、白血病、流感、血友病和帕金森癥的藥，弄清楚乳糖的消化、性病的傳染、人類長(zhǎng)壽的秘密、在下水道里工作對(duì)細(xì)胞的影響以及蚊子如何交配；沒(méi)有海拉細(xì)胞，人們無(wú)法得到小兒麻痹疫苗，試管嬰兒、基因復(fù)制、基因圖譜等也都無(wú)法成為現(xiàn)實(shí)。

海拉細(xì)胞就像小白鼠一樣，成為實(shí)驗(yàn)室的主力實(shí)驗(yàn)材料，成為幾百年來(lái)最重要的醫(yī)學(xué)成就之一。有科學(xué)家估算，迄今為止培養(yǎng)出的海拉細(xì)胞已超過(guò)5 000萬(wàn)噸，累計(jì)已繁殖18 000多代，體積相當(dāng)于100多幢紐約帝國(guó)大廈。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，與海拉細(xì)胞有關(guān)的科學(xué)論文已超過(guò)65 000份。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，已有5個(gè)基于海拉細(xì)胞的研究成果獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。

推進(jìn)生命醫(yī)學(xué)倫理進(jìn)步

1954年，美國(guó)病毒學(xué)家切斯特·索瑟姆（Chester Southam）開(kāi)始用海拉細(xì)胞做人體實(shí)驗(yàn)，他將大約500萬(wàn)個(gè)海拉細(xì)胞注入癌癥病人的體內(nèi)，但并未詳細(xì)告知是在進(jìn)行試驗(yàn)。1956年，為觀察癌癥是否會(huì)傳染，索瑟姆又開(kāi)始用健康人做對(duì)照注射實(shí)驗(yàn)。他在《俄亥俄州監(jiān)獄通訊》上刊登廣告，召集志愿者進(jìn)行癌癥研究。幾天后竟然征集到96名志愿者，不久增加到150名。這種給在押犯人和不知情病人注射癌細(xì)胞的事件很快就引起了社會(huì)公眾對(duì)生命醫(yī)學(xué)倫理的關(guān)注，進(jìn)而推動(dòng)了相關(guān)生命醫(yī)學(xué)倫理規(guī)范的出臺(tái)，確立了知情同意權(quán)和倫理審核委員會(huì)，而后來(lái)的事實(shí)也證明，對(duì)受試者權(quán)益的保護(hù)并沒(méi)有像科學(xué)家擔(dān)憂的那樣阻礙了科學(xué)的進(jìn)展。

2013年3月，當(dāng)歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家將海拉細(xì)胞基因組研究成果公開(kāi)發(fā)布時(shí)，終于再次將多年來(lái)積累在海拉細(xì)胞問(wèn)題上的生命醫(yī)學(xué)倫理風(fēng)暴全面引爆。盡管科學(xué)家們認(rèn)為海拉細(xì)胞基因組有助于檢驗(yàn)基因變異如何對(duì)基本的生物功能產(chǎn)生影響，他們?cè)敢鈱⒀芯砍晒c眾多科學(xué)家分享。但拉克絲的后代以及其他科學(xué)家和生命醫(yī)學(xué)倫理學(xué)家們卻紛紛表示了強(qiáng)烈的反對(duì)，他們不同意將海拉細(xì)胞基因序列公開(kāi)發(fā)布，認(rèn)為海拉細(xì)胞的提取并未獲得本人同意，違反了知情同意原則，而公開(kāi)發(fā)表基因序列信息則將泄露依然健在的拉克絲后代的基因特征，對(duì)他們的隱私權(quán)構(gòu)成嚴(yán)重的侵犯。

好在研究海拉細(xì)胞的科學(xué)家們從善如流，很快就將基因組數(shù)據(jù)從公共數(shù)據(jù)庫(kù)中移除。后來(lái)，美國(guó)華盛頓大學(xué)的科研人員通過(guò)與拉克絲家族的友好磋商，最終獲得家族成員許可，2013年8月8日終于將海拉細(xì)胞基因組圖譜在《自然》雜志上公開(kāi)發(fā)表，海拉細(xì)胞再次成為人類寶貴的科學(xué)遺產(chǎn)。

永生的海拉

1951年10月4日，由于癌細(xì)胞擴(kuò)散，拉克絲病逝于約翰·霍布金斯大學(xué)醫(yī)院。當(dāng)年，拉克絲并不知道自己的細(xì)胞被用于醫(yī)學(xué)研究。當(dāng)海拉細(xì)胞被分送給世界多個(gè)研究單位用于癌癥研究和細(xì)胞研究時(shí),病人已病故，知情同意也無(wú)從談起。拉克絲的遺體被埋葬于自家庭院，連墓碑都沒(méi)有留下。

由于海拉細(xì)胞的神奇作用，媒體對(duì)其主人公也不斷有報(bào)道，但很多時(shí)候都是以訛傳訛。直到20世紀(jì)70年代，人們一直以為她要么叫海倫·萊恩，要么叫海倫·拉森，其正確的名字海瑞塔·拉克絲卻一直無(wú)人知曉。

1973年3月9日，《自然》雜志發(fā)表了布魯塞爾大學(xué)生物學(xué)家道格拉斯的一封信：

喬治·蓋伊從一名黑人的宮頸癌組織中培養(yǎng)出海拉細(xì)胞，至今已21載。有人估算，如今世界上這種細(xì)胞的總重量已經(jīng)超過(guò)這位女性的體重。這個(gè)女人真正地長(zhǎng)生不死了，不僅在試管中，也在全世界科學(xué)家的心里，因?yàn)樗鼮榭蒲泻歪t(yī)療診斷做出了不可估量的貢獻(xiàn)?？晌覀冞€不知道她的真名！我們都知道，“?！保℉e）“拉”（La）是她姓和名的縮寫(xiě)，可有書(shū)上寫(xiě)成“海倫·拉恩”，有的地方是“海瑞塔·拉克絲”。我曾寫(xiě)信給各種文章的作者詢問(wèn)名字的出處，其中包括蓋伊發(fā)表論文的醫(yī)院，從沒(méi)得到過(guò)答復(fù)。請(qǐng)問(wèn)有人知道真相么？如今海拉細(xì)胞發(fā)展成熟，那么還細(xì)胞主人（海……拉……）一個(gè)真實(shí)身份，讓這個(gè)女人享受她應(yīng)得的名譽(yù)，難道這也違背醫(yī)學(xué)倫理么？

同年的4月20日，道格拉斯再次發(fā)表后續(xù)文章，宣布確定海拉細(xì)胞是以海瑞塔·拉克絲的名字命名的。至此，這位在生命科學(xué)領(lǐng)域默默奉獻(xiàn)多年的無(wú)名英雄終于重見(jiàn)天日,拉克絲家屬也由此知道海拉細(xì)胞依然活著，還在繼續(xù)為人類健康發(fā)揮積極作用。

美國(guó)科普作家瑞貝卡·思科魯特（Rebecca Skloot）耗時(shí)十年追蹤采訪，將改變?nèi)祟愥t(yī)學(xué)史的海拉細(xì)胞及其主人的生命故事寫(xiě)成了紀(jì)實(shí)作品《永生的海拉》。書(shū)一問(wèn)世即成為席卷《紐約時(shí)報(bào)》《華盛頓郵報(bào)》《泰晤士報(bào)》等全球60多家頂級(jí)媒體的“年度好書(shū)”，《自然》《科學(xué)》《柳葉刀》三大期刊也聯(lián)合推薦。書(shū)中詳細(xì)記述了拉克絲一家如何用一生的時(shí)間來(lái)接受海拉細(xì)胞的存在，以及這些細(xì)胞永生的科學(xué)原理，首次揭開(kāi)了人體實(shí)驗(yàn)的黑暗過(guò)去，探討了生命醫(yī)學(xué)倫理和身體組織所有權(quán)的法律問(wèn)題，以及其中的種族和信仰問(wèn)題。這本關(guān)于生命價(jià)值、醫(yī)學(xué)倫理、個(gè)體尊嚴(yán)的真實(shí)故事，成為感動(dòng)美國(guó)的現(xiàn)象級(jí)暢銷書(shū)，入選美國(guó)亞馬遜“一生要讀的100本書(shū)”。有趣的是，《永生的海拉》只是作者的處女作，出版后即登上《紐約時(shí)報(bào)》和亞馬遜暢銷榜第一名，并被翻譯成20多種文字，成為海拉細(xì)胞不朽傳奇的又一證明。

2017年，美國(guó)HBO公司將海拉細(xì)胞故事改編成電影，著名脫口秀主持人奧普拉·溫弗瑞（Oprah Winfrey）傾情主演,影片隨即獲艾美獎(jiǎng)、美國(guó)評(píng)論家選擇獎(jiǎng)等多項(xiàng)提名。正如美國(guó)莫爾豪斯醫(yī)科大學(xué)羅蘭德·帕蒂略教授所言“海拉的故事，在科學(xué)界、倫理界以及社會(huì)上引起了巨大議論和反響。她是圣女貞德那樣的歷史英雄。”然而拉克絲身后連墓碑都沒(méi)有，2010年3月，人們捐款為拉克絲樹(shù)立了墓碑，碑上鐫刻著這樣一行字：“她的細(xì)胞，將永遠(yuǎn)造福于人類”。

圍繞在拉克絲墓碑旁的家人

《永生的海拉》中譯本

鏈 接

海拉細(xì)胞貢獻(xiàn)編年

1952年，研究人員用各種從腮腺炎、麻疹到皰疹等疾病組織分離出的病毒感染海拉細(xì)胞，由此孕育產(chǎn)生現(xiàn)代病毒學(xué)。

1953年，海拉細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)者發(fā)現(xiàn)，一種名叫蘇木素的著色劑能讓細(xì)胞核染色體清晰可見(jiàn)，利用這一發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家們成功找出唐氏綜合征等疾病的遺傳聯(lián)系，逐漸掌握遺傳疾病的診斷方法，基因檢測(cè)原理由此被發(fā)現(xiàn)。

1954年，海拉細(xì)胞幫助科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了細(xì)胞克隆?？茖W(xué)家利用其具有頑強(qiáng)生命力的特征，發(fā)明了一種分離單一細(xì)胞的方法，并讓其存活足夠長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)復(fù)制和創(chuàng)造一個(gè)自身的完美拷貝。這一重大突破為動(dòng)物克隆、基因療法、試管受精和干細(xì)胞分離等尖端生物醫(yī)學(xué)奠定了基礎(chǔ)。

1956年，海拉細(xì)胞先于人類，隨一顆蘇聯(lián)衛(wèi)星進(jìn)入太空，開(kāi)始被用于太空生物學(xué)研究。美國(guó)宇航局后來(lái)又在首次載人航天飛機(jī)中攜帶了海拉細(xì)胞，并發(fā)現(xiàn)癌細(xì)胞在太空中繁殖更快。

1965年，海拉細(xì)胞幫助實(shí)現(xiàn)了基因混合。通過(guò)將海拉細(xì)胞和小鼠細(xì)胞融合，人類首次創(chuàng)造了跨物種混合體。基因混合技術(shù)不僅讓科學(xué)家們成功繪制出人類基因圖譜、進(jìn)行血型鑒定，也帶動(dòng)了抗癌藥物赫塞汀的發(fā)明。

1973年，科學(xué)家利用海拉模型沙門(mén)氏菌的擴(kuò)散，測(cè)定其傳染性，并研究其在人體細(xì)胞中的活動(dòng)。

1984年，德國(guó)病毒學(xué)家利用海拉細(xì)胞證明了人乳頭狀病毒(HPV)會(huì)導(dǎo)致癌癥，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)最終獲諾貝爾獎(jiǎng)，也向HPV疫苗的成功研制邁出了第一步。

1986年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)如何讓海拉細(xì)胞感染人體免疫缺陷病毒HIV，俗稱艾滋病病毒。通過(guò)它找到了一個(gè)關(guān)鍵受體，揭示了這種病毒的感染機(jī)制。

1989年，科學(xué)家查明，海拉細(xì)胞不死的奧秘在于其含有端粒酶，它可以不斷將端粒重新加上去，讓端粒再生進(jìn)而保證細(xì)胞不斷分裂，從此控制生物衰老的神秘物質(zhì)——端粒酶走進(jìn)了人們視線。

1993年，研究人員讓海拉細(xì)胞感染結(jié)核桿菌DNA，初步查明了細(xì)菌侵襲人類細(xì)胞的機(jī)制。

2013年，來(lái)自歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室和德國(guó)海德堡大學(xué)人類遺傳學(xué)研究所的研究人員首次成功將海拉細(xì)胞基因組測(cè)序。這項(xiàng)最新的研究主要設(shè)計(jì)和分析海拉細(xì)胞不正常的基因特點(diǎn)，以及更好地利用海拉細(xì)胞作為人類生物學(xué)的模型。研究人員發(fā)現(xiàn)海拉細(xì)胞的基因組數(shù)量以及染色體的結(jié)構(gòu)都不正常，這些不正常就像癌細(xì)胞喪失了大量的正常的基因拷貝一樣。特別是，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，在每個(gè)細(xì)胞的染色體上有大量的區(qū)域包含了錯(cuò)誤的基因排序，正常的基因拷貝數(shù)也更少。這是一個(gè)染色體碎裂的警示信號(hào)，這一現(xiàn)象與2%~3%的癌癥有關(guān)。這些基因現(xiàn)象為進(jìn)一步研究海拉細(xì)胞提供了豐富的信息，可從中得出更重要的生物學(xué)結(jié)論。

正在生產(chǎn)海拉細(xì)胞的塔斯基吉研究所