已故黑人妇女的癌细胞，已分裂达5000万吨，分布世界各地

　　如果说你突然之间得知，自己家里已故60多年的长辈还在以另一种方式活着，并且成了全世界实验室的枪手材料，至今繁殖了18000代，总重量达到5000万吨，你会作何感想呢？也许看到这里，你已经准备好骂娘，痛斥实验的非人道行为了。
　　Tips：海拉细胞系是源自一位美国黑人妇女海瑞塔‧拉克斯的宫颈癌细胞的细胞系。一位外科医生从她的肿瘤上取下组织样本，并在实验室中进行培养，至今仍被不间断地培养。
　　不过，如果你知道，这位黑人妇女的癌细胞，在这67年间拯救了数十亿人的生命，你是否也会感谢当年那个偷偷留下细胞进行繁殖的科学家呢？这期视频，我们就来好好讲讲这些造福了全人类的海拉细胞的故事。
　　癌细胞中的奇迹——海拉细胞
　　癌细胞是人体中普通体细胞染色体变异之后出现的恶性增值细胞。它最大的特点就是可以几乎无限繁殖，在人体中毫无拘束地疯长，最终要了人的性命。不过，虽然癌细胞在生物体内威风凛凛，但是在实验室培养的时候，却集体歇了菜，通常不过两天就会死亡。之所以会这样，是因为培养皿的环境比人体差太多了，养分不充足，细胞代谢产生的废料毒素也没办法及时排除，导致癌细胞在体外培养总是以失败告终。
　　Tips：癌细胞，是一种变异的细胞，是产生癌症的病源。癌细胞与正常细胞不同，有无限增殖、可转化和易转移三大特点，能够无限增殖并破坏正常的细胞组织。
　　因此，在20世纪上半叶，科学家没有办法对癌细胞进行更深入的科学研究，医生面对癌细胞的百般折磨也无计可施。直到海拉细胞被发现，人类才开始了对癌细胞的深入研究。
　　1951年，一位年仅30岁的非裔美国人妇女来到约翰霍普金斯医院问诊。她出生在烟草劳工的家庭，生活窘迫。当时的美国歧视黑人的观念还非常深厚，哪怕你有钱，多数医院也不愿意接诊一个黑人。直到她听闻约翰霍普金斯医院可以免费为贫困的非裔美国人治病，才决定来看看。她叫海莉耶塔·拉克斯，就诊的主治大夫，就是乔治·盖医生。
　　Tips：约翰·霍普金斯医疗集团及其旗下的约翰·霍普金斯医院成立于1889年，位于美国马里兰州巴尔的摩市。约翰·霍普金斯医院几乎年年被医学杂志评为最好的医院。
　　当时，刚生完第五个孩子的拉克斯下体无故流血，疼痛难忍。经过检查发现，拉克斯已经是宫颈癌晚期。这是妇科疾病中最常见的恶性肿瘤，进入晚期几乎无药可治。不过让主治医生乔治·盖尔觉得不同寻常的，是拉克斯宫颈癌细胞的特殊之处。通常情况下，宫颈癌肿瘤的样子有点像菜花，表面坑坑洼洼并不平整。但是拉克斯的肿瘤却像一颗成熟的葡萄，而且稍微一碰就会流血。
　　Tips：宫颈癌是最常见的妇科恶性肿瘤。原位癌高发年龄为30～35岁，浸润癌为45～55岁，近年来其发病有年轻化的趋势。
　　而且更不可思议的是，在三个月前，她刚刚生完孩子。如果说癌细胞在那时已经开始生长，那么拉克斯应该熬不过分娩期。可见，这种癌细胞有着极强的繁殖能力，在发生短短几个月的时间，就已经到了非常严重的地步。乔治·盖尔为拉克斯做了放疗手术试图挽回她的生命，但可惜的是，一切都为时过晚。这位可怜的妇女最终还是没能逃脱癌症的魔爪。
　　不过，虽然拉克斯已经死亡，但是她身上的宫颈癌细胞，却被乔治·盖保存了下来。这位医生敏锐得感觉到这种癌细胞的与众不同，希望靠它可以解决癌细胞体外培养的难题。
　　Tips：细胞培养cell culture，是指在体外模拟体内环境（无菌、适宜温度、酸碱度和一定营养条件等），使之生存、生长、繁殖并维持主要结构和功能的一种方法。
　　在如今，医生在不告知患者情况下用病人的细胞搞研究是违法行为，一旦暴露，舆论和法律的打击会让这个医生丢了工作。但在上世纪50年代，收集病人细胞的行为是合法的，而且也没有通知病人家属的习惯。所以拉克斯自己和她的家人，都不知道接下来医学界发生了什么惊天动地的变化。
　　乔治·盖意外得成功了，拉克斯的癌细胞在培养皿里也开始了疯长。几乎每过24小时，细胞数量就会翻上一番。一直困扰了学者30多年的癌细胞培养难题不攻自破，研究团队立刻向大众公布了这项科研成果，并用拉克斯的名字缩写，把她的癌细胞命名为＂海拉细胞＂。而当时，拉克斯还在和病魔做着最后的抗争。于此相关的新闻报道满天飞，当事人却完全蒙在鼓里。
　　Tips：细胞分裂cell pision是指活细胞增殖及其数量由一个细胞分裂为两个细胞的过程。分裂前的细胞称母细胞mother cell，分裂后形成的新细胞称子细胞daughter cell。
　　直到她死后20年，有科学家找到她的后代，希望采集少量血液用于研究，拉克斯的家人才知道当年究竟发生了什么。虽然愤怒，却也只能无奈地接受。海拉细胞的发现，可以说是生物学家的狂欢，极强的生命力和繁殖速度，让海拉细胞很快被分到世界各地的实验室之中。那么问题来了，海拉细胞为什么如此特殊呢？
　　海拉细胞为何如此特殊？
　　和所有的癌细胞一样，海拉细胞也是从正常的细胞癌变产生的，细胞核里的染色体有非常多的错误。在正常的体细胞里，染色体上的末端被称作端粒，它在细胞分裂之后，总会比原来短上一点。一般情况下，在细胞分裂50次之后，原来的端粒就会被消耗殆尽，达到海佛列克极限。细胞会自动进入凋亡模式，自行死亡。
　　Tips：＂海夫利克极限＂论由美国微生物学家列奥那多·海佛烈克发表于1965年。临床医学倾向于认定这是导致我们衰老死亡的原因，即＂56次＂为人类细胞自行分裂、维系身体新陈代谢周期的极限。
　　不过癌细胞因为染色体错误，常常能突破这个极限，而且生长不再受凋亡程序的控制，漫无目的地疯长。而海拉细胞是普通癌细胞中的佼佼者，增殖速度比其它癌细胞更快，不到24个小时就能翻一番。研究人员认为，这是由于更多的染色体数量导致的。
　　在正常人体内，一个细胞中的染色体个数为23对。而海拉细胞的染色体因为错误复制，多出来了许多染色体副本，达到了76—80个充满错误的染色体。其中有些染色体只有一个，比如2、3、6号染色体，海拉细胞中只有一个而不是一对。而有的染色体却有三个、甚至四个副本。
　　Tips：多倍体polyploid，是指 体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体。多倍体在生物界广泛存在，常见于高等植物中，由于染色体组来源不同，可分为同源多倍体和异源多倍体。
　　一个细胞中的染色体数量越多，生产蛋白质的速度越快，所以癌细胞总是长得比普通细胞快得多。这也是我们在农业中培养多倍体植物的办法，有3套甚至4套染色体副本的水果蔬菜，比正常的水果要大上不少。而海拉细胞错误的复制，导致它的基因已经失去了修复能力，突变几率比普通癌细胞多得多，造就了它快速生长的能力。
　　而永生的能力，是因为海拉细胞有更活跃的端粒酶。端粒酶可以修复在分裂中变短的端粒，这在正常细胞中也有，不过效果有限。而海拉细胞的端粒酶甚至可以完全修复端粒，结果就成了繁殖和生命力超强的存在。
　　Tips：端粒酶，是基本的核蛋白逆转录酶，可将端粒DNA加至真核细胞染色体末端，把DNA复制损失的端粒填补起来，使端粒修复延长，让端粒不会因细胞分裂而损耗，让细胞分裂次数增加。
　　不过作为研究材料，海拉细胞也有不尽如人意的地方。就是它的繁殖能力实在太强，有时候培养其他细胞，结果不小心混入了一点海拉细胞，它们都能凭借生存优势挤掉其他细胞，污染整个培养皿。所以现在，也有不少实验室开始禁止海拉细胞入内。不过，无论如何，海拉细胞都是现代细胞学、癌症研究、病毒学和生物技术的功臣。没有海拉细胞的贡献，人类在医学上的进步必定要推迟很多年。
　　海拉细胞都有哪些贡献？
　　截止2009年，全世界基于海拉细胞研究的论文数量已经超过6万篇，它超强的繁殖能力在生物学研究上大放异彩。
　　Tips：小儿麻痹症一般指脊髓灰质炎。患者多为1～6岁儿童，主要症状是发热，全身不适，严重时肢体疼痛，发生分布不规则和轻重不等的弛缓性瘫痪。
　　在拉克斯去世的同年，美国爆发了严重的小儿麻痹症疫情，在疫情流行的1951年到1952年，全美有58000多人感染，其中3000多人死亡，2100多人留下后遗症终生残疾。而想要遏制疫情蔓延，就需要制备相应的疫苗。不过，研究这种病毒需要合适的细胞进行培养，要求非常苛刻。首先，病毒要很容易就能感染这种细胞，而且还不会杀死它，这种细胞的繁殖速度还要足够快，好用来大批量制造实验，而海拉细胞让科学家看到了一线希望。
　　他们用小儿麻痹症的病毒，也就是脊髓灰质炎病毒来感染海拉细胞。结果让人惊喜，病毒在海拉细胞中极易存活，科学家借此找到突破口，研发出了小儿麻痹症疫苗。在接下六十多年里，这些疫苗在全球范围内消灭了99%脊髓灰质炎。
　　Tips：宫颈癌主要由感染人乳头瘤病毒HPV引起，通过疫苗预防HPV病毒感染，进而有效预防了宫颈癌的发病，可防止人体感染疫苗所涵盖的人乳头状瘤病毒亚型变异。
　　同样的例子还有人乳头瘤疫苗的开发，这种病毒会引发皮肤疣，虽然没有致死的风险，但长在脸上也有毁容的风险。不过，人乳头瘤病毒还有可能诱发宫颈癌。好在，哈拉尔·祖尔·豪森在20世纪80年偶然发现，海拉细胞中也有HPV18病毒，于是才促成了人乳头瘤疫苗的开发。根据统计，这种疫苗已经帮助减少了70%的乳腺癌发病率。
　　除了帮助科学家研究疫苗外，海拉细胞也是很多生物技术的开山鼻祖。
　　1954年，科学家西奥多·帕克和菲利普·马库斯在科罗拉多大学丹佛分校成功将海拉细胞单一分离，并且在此基础上实现了细胞克隆。这是人类历史上第一次成功克隆出生物细胞，之后世界著名的克隆羊多莉，也是在此基础上才完成的。
　　Tips：克隆是指生物体通过体细胞进行的无性繁殖，以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体。通常是利用生物技术由无性生殖产生与原个体有完全相同基因的个体或种群。
　　到了1956年，海拉细胞成为第一个进入太空的生物，苏联用卫星送海拉细胞进入地球轨道，开启了太空生物学的研究。之后美国在载人航天飞机上也携带过海拉细胞，而且还发现海拉细胞在太空中繁殖速度更快，研究认为可能是失重环境导致的。
　　除此之外，肺结核、基因混合技术，以及原子弹爆炸辐射对人体伤害等技术的研究，都有海拉细胞的贡献。我们也是通过让HIV病毒感染海拉细胞，才研究出了艾滋病毒的感染机理。而海拉细胞永生不灭的繁殖能力，也可能是我们实现永生技术的关键。巨大的科研价值也同时推动了商业化进展，美国就成立了专门生产海拉细胞的公司，每周可以繁殖出6万亿个海拉细胞，供给全世界各大实验室研究。
　　Tips：艾滋病病毒传播途径包括血液传播、性接触传播、母婴传播三条途径。与艾滋病病毒感染者握手、拥抱、交谈、共同用餐、共用浴室等日常接触都不会感染艾滋病。
　　不过这些丰厚的利润以及学术成就，却和拉克斯的后代一点关系都没有，至今他们的家人还在温饱中挣扎。而对于海拉细胞的研究，甚至触碰到了这个家族的尊严。
　　海拉细胞的伦理风波
　　2013年3月，拉尔斯·斯塔梅茨和他领导的研究小组成功绘制出了海拉细胞的基因图谱。这个基因图谱可以帮助其它实验室，看看海拉细胞在这么多年的增殖中又出现了哪些变异，也能帮助人类了解基因突变对生物的影响。不过，当研究团队宣布要将基因图谱公布时，却把自己一场伦理风波之中。
　　因为公布海拉细胞的基因图谱，就会泄露拉克斯家族的基因。也因为此，拉克斯家族的人开始接到一些电话，希望得到他们的血液样本。直到这时，他们才知道原来自己祖母的细胞已经遍布全世界，而且在科研医疗上做出了非同凡响的贡献。
　　Tips：据推算，迄今为止培养出的海拉细胞已经超过了5000万吨，其体积相当于100多幢纽约帝国大厦。约翰霍普金斯医院的墓碑上也写着：＂她的细胞，将永远造福于人类。＂
　　让拉克斯家族最为气愤的是，这件事直到祖母死后30多年，家人们才知道了真相。一开始，美国卫生研究院在他们的请求下撤回了基因序列的公布，但之后经过协商，又同意了公布。不过这不是为了钱，拉克斯家族希望世人可以知道，大名鼎鼎的海拉细胞，原来是来自一个贫穷落魄的采烟叶工人。到此，新闻和媒体才开始报道拉克斯的故事，约翰霍普金斯医院也为她建立了一座墓碑，向世人诉说拉克斯为全世界做出的贡献。