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你體內的細胞,屬於你嗎?


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每一個科學研究成果的背後都有很多故事。有些故事比較容易想像——比如說科研人員付出的無數心血和失敗的嘗試。另一些故事則更隱晦,卻有著更深遠的影響。《永生的海拉》講述的就是這樣一個故事,是一個籠罩在科學之外的更模糊的世界。



撰文 | 孫睿晨(美國加州大學聖地亞哥分校生物系博士生)



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你體內的細胞,屬於你嗎?

這個問題,我一直認為我能夠回答

(又有誰不能呢?)

但在讀過亨麗埃塔和海拉細胞背後的故事之後,我不再這麼認為。



亨麗埃塔·拉克斯

(Henrietta Lacks)

是生活在上世紀二十至五十年代的一位美國黑人女子。她的祖先曾經是為白人奴隸主打工的黑奴。亨麗埃塔小學六年級左右輟學,十四歲時與自己的表哥大衛·拉克斯

(David Lacks)

在一起,並在生育了五個孩子

(二人在第二個孩子出生之後結婚)

。在第四個孩子狄波拉出生不久,亨麗埃塔感覺自己腹部似乎長了一個硬物。但她僅僅跟自己的表姐提了一下,並沒有就醫。後來在採訪中,亨麗埃塔的表姐猜測,大家當時都認為她所想像的腹部的硬物是她又懷孕了的徵兆。事實上,亨麗埃塔的確又懷孕了。

可是,在第五個孩子出生後幾個月的某一天,她發現自己下體在洗澡時大出血,到了不得不去看醫生的地步。她先在一個小診所就診,但經過初步檢查,由於條件有限,診所里的醫生建議她轉去約翰霍普金斯醫院進行更詳細的檢查。



《永生的海拉》封面

那個年代的美國仍然實行著種族分離政策,接收黑人病患的醫院非常稀少。巴爾的摩的約翰霍普金斯醫院是方圓數百里以內為數不多的接收黑人病患的醫院。1951年1月29日,亨麗埃塔第一次在約翰霍普金斯醫院就診。婦科醫生在她的宮頸處發現了一塊硬幣大小的腫塊,於是從該腫塊上切下了一小塊組織送去病理檢查。檢查的結果證實該腫塊為惡性子宮頸瘤。因此,醫生決定對亨麗埃塔實施鐳療

(當時針對惡性子宮頸瘤的主要療法)

亨麗埃塔並不知道,在出診之外,她的主治醫生所在的部門正在與醫院的組織培養部門

(Tissue Culture Department)

合作進行一項科學研究。組織培養部門的負責人是喬治·蓋伊

(George Gey)

。這項合作的主要目的是嘗試體外培育宮頸癌患者的腫瘤組織。

在接受治療的那天,亨麗埃塔簽署了手術同意書,並接受了全身麻醉。

蓋伊的一直以來目標是建立人類細胞的永生細胞系。為了這個目標,他已經進行了幾十年的嘗試。細胞通過分裂得以繁殖。但普通的細胞存在分裂極限——在分裂四十到五十次之後,細胞不能再繼續分裂。但現在我們知道,這個分裂極限,對生殖細胞不適用,對癌細胞也不適用。生殖細胞和癌細胞都具有進行無限次的分裂與永不衰老的能力,被稱為永生化細胞。

在今天,永生化細胞系是生物學理論里重要的常識,也是實驗室研究里常見的研究工具。但在1951年初,在亨麗埃塔到約翰霍普金斯醫院就診時,世界上還沒有誰能成功在體外培養不死的人類細胞。

手術那天,在亨麗埃塔被麻醉後,主刀醫生從她的宮頸切下兩塊組織,一塊來自腫瘤部位,另一塊來自正常的部位,把它們放在了培養皿中,並派人加急把它們送到蓋伊的實驗室。在完成這一切之後,亨麗埃塔的手術才正式開始。

現在我們去回顧這台手術,會覺得不妥——亨麗埃塔簽署了手術同意書時,沒有人詢問過她是否同意捐獻自己的細胞,更沒有人告訴過她,她的細胞將會被用於研究,儘管那些細胞來自於她的腫瘤組織,是她不想要的細胞。

拿到了亨麗埃塔的細胞之後,蓋伊實驗室的技術員取亨麗埃塔姓名里前兩個字母為細胞命名:海拉細胞

(HeLa)

。然後,實驗員像對待所有細胞樣本一樣,把海拉細胞放在培養箱里培養。蓋伊本來對結果不抱希望——他已經嘗試培育成百上千個病人的癌細胞樣品,但沒有一個人的細胞能存活下來。但是,蓋伊很快發現,海拉細胞的生命力與眾不同。它們不僅在實驗室的培養箱里存活了下來,而且能夠以令人驚嘆的速度瘋狂地繁殖——每二十四小時細胞數目就要翻一倍。蓋伊剛開始並不相信,但隨著時間的推移,海拉細胞的瘋狂生長的勢頭沒有一絲減弱的跡象,蓋伊變得很興奮——他知道他成為了第一位成功培養不死的人類細胞系的人。

對於亨麗埃塔而言,海拉細胞頑強的生命力意味著癌症不可遏止的轉移。在確診宮頸癌幾個月之內,癌細胞擴散到了亨麗埃塔體內的各個器官,最後奪取了她的生命。1951年10月4日,亨麗埃塔在約翰霍普金斯醫院的病房中去世,那時她31歲。

對蓋伊而言,海拉細胞卻成為了他對生物醫學最重要的貢獻。在確認海拉細胞能不斷分裂之後。,他對部分同行們透露了海拉細胞的存在。很自然地,很多學者詢問蓋伊是否能把這神奇的不死細胞跟他們分享。蓋伊欣然同意。於是,蓋伊開始無償地跟同行們分享海拉細胞:如果有人到實驗室參觀,在臨走的時候通常會得到一管懸浮在培養液中海拉細胞;對於來自遠方的請求,蓋伊則會用空運或陸運的方式把海拉細胞寄去。就這樣,海拉細胞傳播到了世界各地。能無限分裂的海拉細胞像一座寶藏,科學家們對其愛不釋手——他們對海拉細胞施加了各種各樣的毒素、進行放射線刺激、用病毒感染,甚至送海拉細胞上太空、以及用海拉細胞來研究核爆的影響。科學家們根據海拉細胞對於這些外界刺激的反應,來推測人體正常細胞或人體本身會如何反應。要知道,這些實驗,在海拉細胞出現之前,是不可能進行的。許多著名的研究工作在不同程度上的都需要歸功于海拉細胞:小兒麻痹疫苗的研製,細胞培養技術,對HPV病毒導致宮頸癌的研究

(2008年諾貝爾獎)

和HPV疫苗的研製,對於人類染色體數目的研究,以及第一個人獸嵌合細胞的誕生

(海拉細胞與小鼠細胞合併形成一個細胞)

等等。




顯微鏡下的海拉細胞。紫色部分為細胞核,藍色部分為位於細胞質微管結構,紅色部分為位於細胞外部的鬼筆環肽。


可對於這一切,亨麗埃塔和她的家人被蒙在鼓裡二十多年,完全不知情。直到亨麗埃塔死後二十多年後,由於一個意外,他們才慢慢了解到自己母親的細胞的故事。

上個世紀七十年代、八十年代時,研究人員發現海拉細胞會污染實驗室里培養的其他細胞。許多來源不同的細胞養著養著都變得像海拉細胞了。於是,研究人員們想利用新興的DNA測序技術來了確認實驗室常用細胞株的身份。通過對遺傳標記的研究,他們能夠確認兩個細胞株是否不同。但是,如果想要確認某個細胞是海拉細胞,他們還需要一樣東西:亨麗埃塔的後代的DNA。如果能得到海拉細胞的捐贈者的後代的DNA,就可以通過這個來確認哪些細胞株是海拉細胞,哪些不是,從而更詳細的確認到底哪些細胞被污染了。

於是,研究人員通過層層追查,找到了亨麗埃塔的幾位子女並幾次登門拜訪。但是,他們沒有告訴亨麗埃塔的子女實情,而是僅僅以「由於你們的母親死於癌症,我們想檢查你們是否也有罹患癌症的風險」的理由從他們每人身上抽了血。

後來,這個研究發表於《科學》雜誌。文章表明,大部分實驗室里培養的細胞株實際上都是海拉細胞。他們的證據呢?那些被污染的細胞株與海拉細胞捐贈者的後代

(被命名為「Child 1」, 「Child 2」 ,」Child 3″)

的很多處DNA都高度吻合

(沒有提供全基因組信息,因為當時全基因組測序尚未存在,僅能對DNA進行局部抽樣檢測)

這項研究,放在今天,是不可想像的——沒有獲得受試者的同意而使用了他們的細胞,而且還把他們的遺傳信息作為數據直接發表在了會被廣泛流通的學術期刊上。

隨著海拉細胞污染其他細胞的例子越來越多,海拉細胞也越來越出名,並因此引來了許多對海拉細胞捐贈者好奇的人。有許多記者順藤摸瓜找到了亨麗埃塔的兒女,想採訪他們。可他們發現,亨麗埃塔的家人對海拉細胞完全不了解。可想而知,完全不知情的她的家人不得不從記者口中了解這件事的時候是有多麼震驚和困惑!

亨麗埃塔的幾位兒女受教育程度都不高,大部分連高中都沒有讀完,更沒有學過科學。剛開始,他們連細胞是什麼都不太清楚。在得知他們的母親的細胞被用於科學研究,被灌了各種各樣的毒藥、被感染了各種危險病毒、被送上了太空,被用於研究核彈對人體的影響、甚至被用來與老鼠細胞嵌合時,他們痛苦,驕傲,而且憤怒。他們是虔誠的基督徒,他們痛苦是因為覺得母親身體的一部分遲遲不能安息,在這個世界上受著不可想像的苦。他們驕傲,是因為早逝的母親卻用她的細胞為人類做出了貢獻。他們憤怒,是因為發現有很多公司竟然在販賣自己母親的細胞:二十五美金就能獲得滿滿一管子大約幾百萬個海拉細胞。

亨麗埃塔的家人們一直都不富裕,生活非常拮据,時常連醫療保險都付不起。在知道他們母親的細胞的故事之後,他們發出了這樣的疑問:我們需要的那些葯,很多應該都在媽媽的細胞上測試過吧?如果我媽媽的細胞這麼偉大,為不計其數的新葯的研發做出了重要貢獻,為什麼我們看不起病、吃不起葯呢?

這個問題很難回答。多年來,人體組織的所有權在美國都是個頗具爭議的話題。這些組織包括唾液,血液

(包括臍帶血)

,胎盤,闌尾、被切除的癌症組織,甚至男性被切除的包皮等。不少人有被醫院利用自己被切除的組織進行研究、甚至商業用途的經歷。他們嘗試通過法律的渠道爭取回對自己被切除的身體組織的所有權。但到目前為止,法律站在了研究人員這一邊,理由是在被切除之前,這些組織當然屬於病人本人,但是在被切除之後,這些人體組織屬於被丟棄的部分,不再屬於其提供者,可以被用作它用;而且,限制這些被丟棄的細胞和組織的使用會阻礙科學研究的發展。不過,學術界也認同在獲取任何組織樣品前需要得到捐贈者的知情同意的必要性。美國國立衛生研究院

(NIH)

要求所有其資助的研究項目提供捐贈者的知情同意書。但這些仍然只是指導性意見,不具備法律效力。而知情同意本身也有它的局限,因為技術的發展是不可預見的。在1951年,即使亨麗埃塔被允許行使她的知情權,她也沒有辦法在同意或否決後來的研究人員對她的基因序列進行研究,因為那時,還沒有人知道什麼是DNA,什麼是基因,更沒有辦法預見不斷發展的DNA技術將導致她和她的後代的基因隱私極易被侵犯。

每一個科學研究成果的背後都有很多故事。有些故事比較容易想像——比如說科研人員付出的無數心血和無數次失敗的嘗試。另一些故事則更隱晦,卻有著更深遠的影響。《永生的海拉》講述的就是這樣一個故事,是一個籠罩在科學之外的更模糊的世界。當新的技術出現時,我們到底要如何面對、如何理解技術對我們自己的人生與後代的影響呢?在這個問題上,我們有著與亨麗埃塔的家人一樣的困惑。

但不管答案是怎樣的,六十七年前的海拉細胞的故事,或許能為今天需要面對層出不窮的生物技術革新的我們提供一些思路。


書籍信息

The Immortal Life of Henrietta Lacks ,by Rebecca Skloot. 2010. Crown Publishing Group


中文版:永生的海拉,譯者:劉暘。江蘇文藝出版社,2012。


2017年,根據本書而拍攝的同名電影在美國HBO電視台首映。



*文章首發於《四季書評》,《知識分子》獲授權轉載。

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