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给癌细胞供养70年会怎样?已故黑人女性的癌细胞已分裂达5000万吨

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许多癌细胞在宿主体内都非常强大,可以不断分裂增殖而制造伤害,但离开它们所在的机体后,即便强如癌细胞也分裂不了太多代——一般不超过50代,然后就会通过一种被称为细胞凋亡的过程死亡。

但有一些细胞除外,这些被称为永生化细胞系,它们可以在体外培养很长时间,所以被冠以“永生”称号,它们中有一些确实来自癌细胞,但也有很多并不是。


图:凋亡海拉细胞

随着科技的进步,现在人们已经掌握如何人工干预并制造永生细胞系了,但是在以前,只能不停去寻找通过自然突变形成的永生细胞。

科学家发现的第一个永生细胞系是海拉细胞,从1951年发现至今已经超过70年了,有意思的是海拉细胞至今还在被不停培养。

我们可以看下海拉细胞现在长成什么样子了呢?


图:培养的海拉细胞

海拉细胞长成什么样了?

虽然海拉细胞确实可以不停地分裂和增殖,但它并没有放在一个实验室里,也不是一直供养的,相反它被分成无数份,出现在世界各地的实验室里分别培养,以及大多时候用完就会销毁。

这是因为海拉细胞是来自人体的永生化细胞系,所以很多关于人体的研究都会用它做实验——以得到最真实的数据,比如疫苗、药物,甚至是洗面奶、防晒霜都会用海拉细胞来做测试。


在海拉细胞被发现后没几年,一家海拉细胞工厂就成立了,这个工厂的目的就是培养海拉细胞,并将其出售给别的实验室,据信这家工厂一周可以生产6万亿个活的海拉细胞。

2011年的数据显示,那时人们培养的(包括销毁部分)海拉细胞总重量至少有5000万吨,比100座帝国大厦还要重许多。

不要觉得这样的数据很吓人,如果真的是不停供养任其分裂的话,80年的时间估计整个地球都装不下所有的海拉细胞。

因为海拉细胞的分裂速度非常快,每20-24小时就会分裂一次,这意味着它一天不到的时间,重量就会翻一番,这就是所谓的指数爆炸,得出的数据会非常惊人。


至于海拉细胞培养起来会变成什么样子?

你可以把它当作无规则的“肉瘤”,因为永生化细胞系经常被认为是单独的单细胞物种,而不是来自哪里的细胞,特别像海拉细胞这种基因突变的产物,它的染色体数目和人类是不同的,可以说它在遗传上它就是独一无二的,作为一个单细胞物种确实没什么不可。


图:太岁

我们平时说的太岁,它其实就是由单细胞生物——黏菌组成的一个大个体,太岁的长相是完全无规则的,海拉细胞培养起来估计也和太岁差不多吧。

然而,在海拉细胞出现之前,人们想找一个来自人体的永生细胞是非常困难的。

我们可以简单了解一下海拉细胞,它确实挺神奇的。


图:亨丽埃塔·拉克斯

海拉细胞是如何来的?

海拉细胞来自于一名美国非籍黑人女性——亨丽埃塔·拉克斯(Henrietta Lacks)的宫颈癌细胞,只是医生得到她的细胞不是特别光彩。

1951年,穷困潦倒的拉克斯去马里兰州的约翰霍普金斯医院看病,由于美国当时的种族歧视十分严重,约翰霍普金斯医院是马里兰州为数不多会接收黑人病人的医院之一。

拉克斯并不知道自己患有宫颈癌,她向医生描述了自己腹股沟疼痛,并表示这个疾病已经影响到她的工作了。

当时她的主治医生简单地观察之后就已经知道这是恶性肿瘤,虽然医生给拉克斯做了当时被认为对癌症最有效的镭放射性治疗(现在已经停用),但是他在拉克斯本人完全不知情的情况下取走了她的癌细胞样本,并送往附近的乔治·盖伊博士的组织实验室。


这组癌细胞样本就是后来能够无限培养的海拉细胞,其实在海拉细胞出现之前,盖伊博士和他的团队一直在寻找能够在体外长期培养的人体细胞,许多年未果。

海拉细胞的发现无疑是人类医学的重大突破,因为研究人员可以用这种取自人体的细胞做很多实验,进而找到治疗人类疾病的方法。

其实,海拉细胞就像是实验室的“小白鼠”一样,而且可以非常低成本地去培养它,最重要的是,它在许多实验中还都能存活下来,这给研究人员做对比实验争取了更多时间和空间。


图:刚分裂的海拉细胞

正因为海拉细胞如此优秀,到目前为止已经有超过6.5万份科学论文是在海拉细胞的帮助下完成的,另外将近1.1万个专利与其有关,仅21世纪以来就有5个医学诺贝尔奖和它直接相关。

事实上,仅其中的两项研究,海拉细胞就已经拯救了数十亿的人,那就是脊髓灰质炎(小儿麻痹症)疫苗和HPV疫苗的研发与其直接相关。

不过,海拉细胞并没有想象中那么完美,它也存在许多缺点。

海拉细胞的缺点?

实际上海拉细胞是一个“变异”的宫颈癌细胞,因为拉克斯在HPV(人乳头瘤病毒)感染并患有宫颈癌的同时它的癌细胞已经受到HPV病毒的污染。


图:海拉细胞和人类细胞的染色体区别


最终导致她的癌细胞拥有76至80条染色体,而众所周知人类的细胞只有46条染色体,那些多出来的染色体正是病毒污染的结果。

所以,海拉细胞并不是真正意义上的人类细胞,这是它的缺点之一——无法把它当作真正的人类细胞使用。

海拉细胞的第二个缺点是它会污染其它细胞系,这是海拉细胞最严重的一个缺点,在培养过程中,它们会释放一些化学物质污染其它细胞系,所以很多实验室都会禁止海拉细胞进入。

海拉细胞的这个特征有点像一个物种为了生存去压制其它物种的过程,所以现在把海拉细胞当作独立物种的呼声很高。

不过,也是这种变异让海拉细胞拥有了“永生”的能力。


正常情况下,细胞在分裂的过程中,端粒(染色体末端的重复 DNA 链)会逐渐消耗以阻止细胞无限期地分裂,这是我们衰老的本质原因之一。

然而,变异之后的海拉细胞得到了一种被称为端粒酶的酶,它在细胞分裂过程中会被激活,而活性端粒酶会重建分裂过程中消耗的端粒,从而允许细胞无限增殖。

这就是海拉细胞永生的原因,知道了其中的原因之后,现在人们可以人工制造永生细胞系,当然自然突变的永生细胞系也经常被发现。


图:一些永生化细胞系

最后

随着医学的进步,海拉细胞的医学地位已经远不如从前,但是谁都不可否认它曾经对世界的贡献。

然而,就像我们前面提到过的,医生是在亨丽埃塔·拉克斯不知情的情况下获取她的癌细胞的,所以即便科学工作使用和培养了5000万吨海拉细胞,但是拉克斯的家人从来没有得到任何的利益,甚至不知道海拉细胞和自己有关系。

直到人们发现海拉细胞污染了其它细胞系,需要对其基因进行重新测序以找出其中的原因,这才重新联系到了拉克斯的家人,并提取他们的DNA。

也正因为这次“回访”,丽埃塔·拉克斯的后人得到了相应的回报,一些机构创建了亨丽埃塔·拉克斯基金会为其后代提供高等教育奖学金。

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