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你体内的细胞,属于你吗?

文/孙睿晨(美国加州大学圣地亚哥分校生物系博士生)

你体内的细胞,属于你吗?

这个问题,我一直认为我能够回答(又有谁不能呢?)。

但在读过亨丽埃塔和海拉细胞背后的故事之后,我不再这么认为。

《永生的海拉》封面

亨丽埃塔·拉克斯(Henrietta Lacks)是生活在上世纪二十至五十年代的一位美国黑人女子。她的祖先曾经是为白人奴隶主打工的黑奴。亨丽埃塔小学六年级左右辍学,十四岁时与自己的表哥大卫·拉克斯(David Lacks)在一起,并在生育了五个孩子(二人在第二个孩子出生之后结婚)。在第四个孩子狄波拉出生不久,亨丽埃塔感觉自己腹部似乎长了一个硬物。但她仅仅跟自己的表姐提了一下,并没有就医。后来在采访中,亨丽埃塔的表姐猜测,大家当时都认为她所想象的腹部的硬物是她又怀孕了的征兆。事实上,亨丽埃塔的确又怀孕了。

可是,在第五个孩子出生后几个月的某一天,她发现自己下体在洗澡时大出血,到了不得不去看医生的地步。她先在一个小诊所就诊,但经过初步检查,由于条件有限,诊所里的医生建议她转去约翰霍普金斯医院进行更详细的检查。

那个年代的美国仍然实行着种族分离政策,接收黑人病患的医院非常稀少。巴尔的摩的约翰霍普金斯医院是方圆数百里以内为数不多的接收黑人病患的医院。1951年1月29日,亨丽埃塔第一次在约翰霍普金斯医院就诊。妇科医生在她的宫颈处发现了一块硬币大小的肿块,于是从该肿块上切下了一小块组织送去病理检查。检查的结果证实该肿块为恶性子宫颈瘤。因此,医生决定对亨丽埃塔实施镭疗(当时针对恶性子宫颈瘤的主要疗法)。

亨丽埃塔并不知道,在出诊之外,她的主治医生所在的部门正在与医院的组织培养部门(Tissue Culture Department)合作进行一项科学研究。组织培养部门的负责人是乔治·盖伊(George Gey)。这项合作的主要目的是尝试体外培育宫颈癌患者的肿瘤组织。

在接受治疗的那天,亨丽埃塔签署了手术同意书,并接受了全身麻醉。

盖伊的一直以来目标是建立人类细胞的永生细胞系。为了这个目标,他已经进行了几十年的尝试。细胞通过分裂得以繁殖。但普通的细胞存在分裂极限——在分裂四十到五十次之后,细胞不能再继续分裂。但现在我们知道,这个分裂极限,对生殖细胞不适用,对癌细胞也不适用。生殖细胞和癌细胞都具有进行无限次的分裂与永不衰老的能力,被称为永生化细胞。

在今天,永生化细胞系是生物学理论里重要的常识,也是实验室研究里常见的研究工具。但在1951年初,在亨丽埃塔到约翰霍普金斯医院就诊时,世界上还没有谁能成功在体外培养不死的人类细胞。

手术那天,在亨丽埃塔被麻醉后,主刀医生从她的宫颈切下两块组织,一块来自肿瘤部位,另一块来自正常的部位,把它们放在了培养皿中,并派人加急把它们送到盖伊的实验室。在完成这一切之后,亨丽埃塔的手术才正式开始。

现在我们去回顾这台手术,会觉得不妥——亨丽埃塔签署了手术同意书时,没有人询问过她是否同意捐献自己的细胞,更没有人告诉过她,她的细胞将会被用于研究,尽管那些细胞来自于她的肿瘤组织,是她不想要的细胞。

拿到了亨丽埃塔的细胞之后,盖伊实验室的技术员取亨丽埃塔姓名里前两个字母为细胞命名:海拉细胞(HeLa)。然后,实验员像对待所有细胞样本一样,把海拉细胞放在培养箱里培养。盖伊本来对结果不抱希望——他已经尝试培育成百上千个病人的癌细胞样品,但没有一个人的细胞能存活下来。但是,盖伊很快发现,海拉细胞的生命力与众不同。它们不仅在实验室的培养箱里存活了下来,而且能够以令人惊叹的速度疯狂地繁殖——每二十四小时细胞数目就要翻一倍。盖伊刚开始并不相信,但随着时间的推移,海拉细胞的疯狂生长的势头没有一丝减弱的迹象,盖伊变得很兴奋——他知道他成为了第一位成功培养不死的人类细胞系的人。

对于亨丽埃塔而言,海拉细胞顽强的生命力意味着癌症不可遏止的转移。在确诊宫颈癌几个月之内,癌细胞扩散到了亨丽埃塔体内的各个器官,最后夺取了她的生命。1951年10月4日,亨丽埃塔在约翰霍普金斯医院的病房中去世,那时她31岁。

对盖伊而言,海拉细胞却成为了他对生物医学最重要的贡献。在确认海拉细胞能不断分裂之后。,他对部分同行们透露了海拉细胞的存在。很自然地,很多学者询问盖伊是否能把这神奇的不死细胞跟他们分享。盖伊欣然同意。于是,盖伊开始无偿地跟同行们分享海拉细胞:如果有人到实验室参观,在临走的时候通常会得到一管悬浮在培养液中海拉细胞;对于来自远方的请求,盖伊则会用空运或陆运的方式把海拉细胞寄去。就这样,海拉细胞传播到了世界各地。能无限分裂的海拉细胞像一座宝藏,科学家们对其爱不释手——他们对海拉细胞施加了各种各样的毒素、进行放射线刺激、用病毒感染,甚至送海拉细胞上太空、以及用海拉细胞来研究核爆的影响。科学家们根据海拉细胞对于这些外界刺激的反应,来推测人体正常细胞或人体本身会如何反应。要知道,这些实验,在海拉细胞出现之前,是不可能进行的。许多著名的研究成果在不同程度上的都需要归功于海拉细胞:小儿麻痹疫苗的研制,细胞培养技术,对HPV病毒导致宫颈癌的研究(2008年诺贝尔奖)和HPV疫苗的研制,对于人类染色体数目的研究,以及第一个人兽嵌合细胞的诞生(海拉细胞与小鼠细胞合并形成一个细胞)等等。

显微镜下的海拉细胞。图中,紫色部分为细胞核,蓝色部分为位于细胞质微管结构,红色部分为位于细胞外部的鬼笔环肽

可对于这一切,亨丽埃塔和她的家人被蒙在鼓里二十多年,完全不知情。直到亨丽埃塔死后二十多年后,由于一个意外,他们才慢慢了解到自己母亲的细胞的故事。

上个世纪七十年代、八十年代时,研究人员发现海拉细胞会污染实验室里培养的其他细胞。许多来源不同的细胞养着养着都变得像海拉细胞了。于是,研究人员们想利用新兴的DNA测序技术来了确认实验室常用细胞株的身份。通过对遗传标记的研究,他们能够确认两个细胞株是否不同。但是,如果想要确认某个细胞是海拉细胞,他们还需要一样东西:亨丽埃塔的后代的DNA。如果能得到海拉细胞的捐赠者的后代的DNA,就可以通过这个来确认哪些细胞株是海拉细胞,哪些不是,从而更详细的确认到底哪些细胞被污染了。

于是,研究人员通过层层追查,找到了亨丽埃塔的几位子女并几次登门拜访。但是,他们没有告诉亨丽埃塔的子女实情,而是仅仅以“由于你们的母亲死于癌症,我们想检查你们是否也有罹患癌症的风险”的理由从他们每人身上抽了血。

后来,这个研究发表于《科学》杂志。文章表明,大部分实验室里培养的细胞株实际上都是海拉细胞。他们的证据呢?那些被污染的细胞株与海拉细胞捐赠者的后代(被命名为“Child 1”, “Child 2” ,”Child 3″)的很多处DNA都高度吻合(没有提供全基因组信息,因为当时全基因组测序尚未存在,仅能对DNA进行局部抽样检测)。

这项研究,放在今天,是不可想象的——没有获得受试者的同意而使用了他们的细胞,而且还把他们的遗传信息作为数据直接发表在了会被广泛流通的学术期刊上。

随着海拉细胞污染其他细胞的例子越来越多,海拉细胞也越来越出名,并因此引来了许多对海拉细胞捐赠者好奇的人。有许多记者顺藤摸瓜找到了亨丽埃塔的儿女,想采访他们。可他们发现,亨丽埃塔的家人对海拉细胞完全不了解。可想而知,完全不知情的她的家人不得不从记者口中了解这件事的时候是有多么震惊和困惑!

亨丽埃塔的几位儿女受教育程度都不高,大部分连高中都没有读完,更没有学过科学。刚开始,他们连细胞是什么都不太清楚。在得知他们的母亲的细胞被用于科学研究,被灌了各种各样的毒药、被感染了各种危险病毒、被送上了太空,被用于研究核弹对人体的影响、甚至被用来与老鼠细胞嵌合时,他们痛苦,骄傲,而且愤怒。他们是虔诚的基督徒,他们痛苦是因为觉得母亲身体的一部分迟迟不能安息,在这个世界上受着不可想象的苦。他们骄傲,是因为早逝的母亲却用她的细胞为人类做出了贡献。他们愤怒,是因为发现有很多公司竟然在贩卖自己母亲的细胞:二十五美金就能获得满满一管子大约几百万个海拉细胞。

亨丽埃塔的家人们一直都不富裕,生活非常拮据,时常连医疗保险都付不起。在知道他们母亲的细胞的故事之后,他们发出了这样的疑问:我们需要的那些药,很多应该都在妈妈的细胞上测试过吧?如果我妈妈的细胞这么伟大,为不计其数的新药的研发做出了重要贡献,为什么我们看不起病、吃不起药呢?

这个问题很难回答。多年来,人体组织的所有权在美国都是个颇具争议的话题。这些组织包括唾液,血液(包括脐带血),胎盘,阑尾、被切除的癌症组织,甚至男性被切除的包皮等。不少人有被医院利用自己被切除的组织进行研究、甚至商业用途的经历。他们尝试通过法律的渠道争取回对自己被切除的身体组织的所有权。但到目前为止,法律站在了研究人员这一边,理由是在被切除之前,这些组织当然属于病人本人,但是在被切除之后,这些人体组织属于被丢弃的部分,不再属于其提供者,可以被用作它用;而且,限制这些被丢弃的细胞和组织的使用会阻碍科学研究的发展。不过,学术界也认同在获取任何组织样品前需要得到捐赠者的知情同意的必要性。美国国立卫生研究院(NIH)要求所有其资助的研究项目提供捐赠者的知情同意书。但这些仍然只是指导性意见,不具备法律效力。而知情同意本身也有它的局限,因为技术的发展是不可预见的。在1951年,即使亨丽埃塔被允许行使她的知情权,她也没有办法在同意或否决后来的研究人员对她的基因序列进行研究,因为那时,还没有人知道什么是DNA,什么是基因,更没有办法预见不断发展的DNA技术将导致她和她的后代的基因隐私极易被侵犯。

每一个科学研究成果的背后都有很多故事。有些故事比较容易想象——比如说科研人员付出的无数心血和无数次失败的尝试。另一些故事则更隐晦,却有着更深远的影响。《永生的海拉》讲述的就是这样一个故事,是一个笼罩在科学之外的更模糊的世界。当新的技术出现时,我们到底要如何面对、如何理解技术对我们自己的人生与后代的影响呢?在这个问题上,我们有着与亨丽埃塔的家人一样的困惑。

但不管答案是怎样的,六十七年前的海拉细胞的故事,或许能为今天需要面对层出不穷的生物技术革新的我们提供一些思路。■

书籍信息:

The Immortal Life of Henrietta Lacks ,by Rebecca Skloot. 2010. Crown Publishing Group
中文版:永生的海拉,译者:刘旸。江苏文艺出版社,2012。

2017年,根据本书而拍摄的同名电影在美国HBO电视台首映。

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