海拉细胞的不死之谜
一位美国黑人女性成就五项诺贝尔奖
海拉细胞的不死之谜
中国医学科学院/北京协和医学院人文和社会科学学院副教授 王 勇
人类医学史上有一支最著名的人体细胞系——海拉细胞系,这是一种生命力极强的细胞株。至今,它们被科学家们已经繁殖了18000代,全世界实验室的海拉细胞总重量达到5000万吨,体积相当于100多幢纽约帝国大厦。它们不是普通的人体细胞,而是危害人类生命的死神——癌细胞,它们甚至不是一般的癌细胞。
正常人体细胞平均分裂50次后就会凋亡,一般的癌细胞在离开人体后,即便是在实验室进行细胞培养,也难以存活和无限制培养。然而,海拉细胞却可以在实验室继续存活,不会衰老凋亡,而且可以无限分裂,迅速增殖,每隔24小时细胞数量就增加一倍,令人不寒而栗。
这些癌细胞共同的来源是一位美国黑人妇女海瑞塔·拉克斯(Henrietta Lacks)的宫颈。她于1920年出生在弗吉尼亚州的一个贫困农民家庭,小时候在家乡务农,结婚后随丈夫进城做工,先后生育过5名子女。1951年初,她出现阴道异常流血,极为疼痛,就来到著名的约翰·霍普金斯医院就诊。主治医生琼斯为她做了病理检查,将切下来的样本组织送到病理科做诊断。检查结果是子宫颈表皮癌一期。这家医院为海瑞塔进行了放射治疗,在没有告知她本人的情况下,把她的子宫颈组织切片送交该院组织培养研究部主任乔治·盖伊的手上。依据当时的美国法律,手术过程中丢弃或获得的东西,被认为归医生或医疗机构所有。
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当时盖伊正在从事体外培养癌细胞研究,力图从单一样本获得可以持续增生的细胞。然而,他以往培养的细胞大部分都很快死亡,即便是侥幸没死的也几乎无法再生长。
海瑞塔在约翰·霍普金斯医院接受了多次放疗,但没有效果,癌细胞迅速在她体内扩散,从横膈膜、膀胱到肺脏无一幸免,使她经受了极大痛苦。半年后,海瑞塔离开了人世。
然而,盖伊却在实验室有了惊人的发现,来自海瑞塔的癌细胞不仅活了下来,而且疯狂生长,每天增长一倍,数目很快由几百个变成几百万个。盖伊的助手形容这些癌细胞“像杂草一样”,只要有养分和温暖的环境,就能无休止地生长下去,“长生不死”。一种可以用于医学基础研究的新细胞从此诞生,它们被盖伊用海瑞塔·拉克斯的名字简称为海拉细胞(HeLa Cells)。盖伊声称,“这一发现可以成为我们杀死癌细胞的研究基础。”他把海拉细胞寄送给美国各地以及亚洲、欧洲的研究者。在没有告知海瑞塔亲属研究目的的情况下,约翰·霍普金斯医院还对海瑞塔的遗体进行了解剖,从她的膀胱、肠道、子宫、肾脏、卵巢、肝脏、心脏、肺脏等各个器官取样,用于癌细胞培养。
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次年,盖伊在研究脊髓灰质炎疫苗时发现,海拉细胞还有更惊人的特性,它们很容易被病毒感染,感染后不仅依旧存活,而且可以造出更多病毒,简直像病毒的生产机器。这成为现代病毒学产生的基础。另外,基因检测在1953年的诞生也得益于海拉细胞。后来的基因检测发现,正常的人类细胞有46条染色体,而海拉细胞有76~80个,突变率极高,而且它的端粒酶不会因增殖而减短,因此可以无限制地增殖生长。
几十年来,人类获得的癌症标本——海拉细胞,作为第一个体外永生培养成功的人源细胞,被广泛地应用于医学研究,每几年就有重大研究成果问世。它们被用于研究核弹爆炸对人体的影响;美国和前苏联的火箭带它们到太空,研究失重状态下的细胞增殖;海拉细胞也被用来研制疱疹、麻疹、腮腺炎、白血病、流感、血友病等疫苗,特别是脊髓灰质炎和人乳头瘤病毒疫苗的研制。
1984年,德国病毒学家豪森通过对海拉细胞的研究,终于发现了海瑞塔的癌症成因,她的子宫颈癌是由一种HPV-18人乳头瘤病毒造成的。这一发现促成了人乳头瘤病毒疫苗的研制,豪森因此而获得了2008年的诺贝尔生理学或医学奖。1986年,科学家通过让海拉细胞感染艾滋病毒,揭示了这种病毒的感染机制。至今,研究者发表了数以万计与海拉细胞有关的科研论文。21世纪,已有5项基于海拉细胞的科学研究获得了诺贝尔奖。
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然而,在海瑞塔去世25年后,她的亲属才知道海瑞塔的活细胞在全球各地的实验室被用于研究。美国有专门的公司出售海拉细胞,仅其中一家每周就生产2万盒,超过6万亿个细胞。这其中的生物产业可带来数亿美元的利益,却与海瑞塔和她的家人毫无关系。海瑞塔默默无闻地痛苦死去,她的家人贫困依旧,从未向任何部门和组织索要过经济补偿。海瑞塔的儿子公开表示,“知道母亲对世界做出了这样的贡献,这就是补偿了。”
尽管海瑞塔的生命只有短暂的31年,但她贡献给人类的细胞却已活了68年,而且还将继续存活下去。2010年3月,一块纪念海瑞塔的墓碑树立在她的墓地上,上面铭刻:“她的细胞,将永远造福人类。”2013年,美国华盛顿大学研究小组获得了海瑞塔后代的许可,在《自然》杂志上发表研究成果,公布了海拉细胞的基因组图谱,推进了解析海拉细胞不死之谜的科研进程。今天,杀死海瑞塔的癌细胞的后代,正在被人类用来与死神做持久的战斗。▲, 百拇医药
海拉细胞的不死之谜
中国医学科学院/北京协和医学院人文和社会科学学院副教授 王 勇
人类医学史上有一支最著名的人体细胞系——海拉细胞系,这是一种生命力极强的细胞株。至今,它们被科学家们已经繁殖了18000代,全世界实验室的海拉细胞总重量达到5000万吨,体积相当于100多幢纽约帝国大厦。它们不是普通的人体细胞,而是危害人类生命的死神——癌细胞,它们甚至不是一般的癌细胞。
正常人体细胞平均分裂50次后就会凋亡,一般的癌细胞在离开人体后,即便是在实验室进行细胞培养,也难以存活和无限制培养。然而,海拉细胞却可以在实验室继续存活,不会衰老凋亡,而且可以无限分裂,迅速增殖,每隔24小时细胞数量就增加一倍,令人不寒而栗。
这些癌细胞共同的来源是一位美国黑人妇女海瑞塔·拉克斯(Henrietta Lacks)的宫颈。她于1920年出生在弗吉尼亚州的一个贫困农民家庭,小时候在家乡务农,结婚后随丈夫进城做工,先后生育过5名子女。1951年初,她出现阴道异常流血,极为疼痛,就来到著名的约翰·霍普金斯医院就诊。主治医生琼斯为她做了病理检查,将切下来的样本组织送到病理科做诊断。检查结果是子宫颈表皮癌一期。这家医院为海瑞塔进行了放射治疗,在没有告知她本人的情况下,把她的子宫颈组织切片送交该院组织培养研究部主任乔治·盖伊的手上。依据当时的美国法律,手术过程中丢弃或获得的东西,被认为归医生或医疗机构所有。
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当时盖伊正在从事体外培养癌细胞研究,力图从单一样本获得可以持续增生的细胞。然而,他以往培养的细胞大部分都很快死亡,即便是侥幸没死的也几乎无法再生长。
海瑞塔在约翰·霍普金斯医院接受了多次放疗,但没有效果,癌细胞迅速在她体内扩散,从横膈膜、膀胱到肺脏无一幸免,使她经受了极大痛苦。半年后,海瑞塔离开了人世。
然而,盖伊却在实验室有了惊人的发现,来自海瑞塔的癌细胞不仅活了下来,而且疯狂生长,每天增长一倍,数目很快由几百个变成几百万个。盖伊的助手形容这些癌细胞“像杂草一样”,只要有养分和温暖的环境,就能无休止地生长下去,“长生不死”。一种可以用于医学基础研究的新细胞从此诞生,它们被盖伊用海瑞塔·拉克斯的名字简称为海拉细胞(HeLa Cells)。盖伊声称,“这一发现可以成为我们杀死癌细胞的研究基础。”他把海拉细胞寄送给美国各地以及亚洲、欧洲的研究者。在没有告知海瑞塔亲属研究目的的情况下,约翰·霍普金斯医院还对海瑞塔的遗体进行了解剖,从她的膀胱、肠道、子宫、肾脏、卵巢、肝脏、心脏、肺脏等各个器官取样,用于癌细胞培养。
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次年,盖伊在研究脊髓灰质炎疫苗时发现,海拉细胞还有更惊人的特性,它们很容易被病毒感染,感染后不仅依旧存活,而且可以造出更多病毒,简直像病毒的生产机器。这成为现代病毒学产生的基础。另外,基因检测在1953年的诞生也得益于海拉细胞。后来的基因检测发现,正常的人类细胞有46条染色体,而海拉细胞有76~80个,突变率极高,而且它的端粒酶不会因增殖而减短,因此可以无限制地增殖生长。
几十年来,人类获得的癌症标本——海拉细胞,作为第一个体外永生培养成功的人源细胞,被广泛地应用于医学研究,每几年就有重大研究成果问世。它们被用于研究核弹爆炸对人体的影响;美国和前苏联的火箭带它们到太空,研究失重状态下的细胞增殖;海拉细胞也被用来研制疱疹、麻疹、腮腺炎、白血病、流感、血友病等疫苗,特别是脊髓灰质炎和人乳头瘤病毒疫苗的研制。
1984年,德国病毒学家豪森通过对海拉细胞的研究,终于发现了海瑞塔的癌症成因,她的子宫颈癌是由一种HPV-18人乳头瘤病毒造成的。这一发现促成了人乳头瘤病毒疫苗的研制,豪森因此而获得了2008年的诺贝尔生理学或医学奖。1986年,科学家通过让海拉细胞感染艾滋病毒,揭示了这种病毒的感染机制。至今,研究者发表了数以万计与海拉细胞有关的科研论文。21世纪,已有5项基于海拉细胞的科学研究获得了诺贝尔奖。
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然而,在海瑞塔去世25年后,她的亲属才知道海瑞塔的活细胞在全球各地的实验室被用于研究。美国有专门的公司出售海拉细胞,仅其中一家每周就生产2万盒,超过6万亿个细胞。这其中的生物产业可带来数亿美元的利益,却与海瑞塔和她的家人毫无关系。海瑞塔默默无闻地痛苦死去,她的家人贫困依旧,从未向任何部门和组织索要过经济补偿。海瑞塔的儿子公开表示,“知道母亲对世界做出了这样的贡献,这就是补偿了。”
尽管海瑞塔的生命只有短暂的31年,但她贡献给人类的细胞却已活了68年,而且还将继续存活下去。2010年3月,一块纪念海瑞塔的墓碑树立在她的墓地上,上面铭刻:“她的细胞,将永远造福人类。”2013年,美国华盛顿大学研究小组获得了海瑞塔后代的许可,在《自然》杂志上发表研究成果,公布了海拉细胞的基因组图谱,推进了解析海拉细胞不死之谜的科研进程。今天,杀死海瑞塔的癌细胞的后代,正在被人类用来与死神做持久的战斗。▲, 百拇医药