人的成長過程，就是身體細胞不斷代謝的過程，細胞會分裂産生新細胞，但是它的分裂不是無限的。不過，有一種神奇的細胞，它可以無限增殖，幫助科學家們開發出多種疫苗，為人類健康作出了巨大的貢獻，它就是海拉細胞。

DNA大分子。新華社發

發現海拉細胞

24小時數量翻一倍

1951年2月5日，海拉細胞誕生了。

細胞的供體海瑞塔·拉克斯（Henrietta Lacks）是一位30歲的混血黑人女性。她被确診患上了宮頸癌，在此期間，海瑞塔體内的腫瘤迅速長大，診斷結果也出來了：宮頸鱗狀細胞癌，Ι期。

當時，醫院的喬治·蓋伊醫生一直希望，通過研究“體外培養惡性腫瘤細胞”，找到癌症的原因，為此他已經努力了30多年。

但是，大多數細胞離開人體之後，都會很快死去，剩下的也都奄奄一息。蓋伊想要找到一種永生不死的人類細胞——可以不斷分裂，源源不斷更新。

海瑞塔的子宮頸組織切片，代号是“海拉”。“海拉”剛交到蓋伊手上時，實驗室裡的人都不抱什麼希望，以為海瑞塔的細胞肯定會和其他細胞一樣，難逃死亡的命運。

但有一天，蓋伊的助手突然發現了海瑞塔的細胞出現了生長的迹象：在試管底部邊緣出現了一圈像煎雞蛋白一樣的東西。并且，海瑞塔的細胞不僅僅是“苟活”，它們長勢很快，隔天早上數量已增加了一倍，而且隻要空間夠大，它們就能繼續生長。

這是第一種被發現的長生不死的人類細胞，它被以試管上的文字命名——海拉細胞（HeLa cell）。

“細胞作為生物體的單位，如同構成一部機器的零件，自然也會老化，最終走向報廢。”石家莊學院化工學院教授馬聞師介紹，正常的人類細胞平均在分裂50次左右就會凋亡，這個現象被稱為“海夫利克極限”，細胞每分裂一次，染色體就開始受到損害，誘導細胞走向生命盡頭。臨床醫學傾向于認定這便是導緻我們的身體衰老、死亡的原因，即“56次”為人類細胞自行分裂、維系身體新陳代謝周期的極限。

但通過對海拉細胞病竈組織培養發現，24小時裡，海拉細胞的數量翻了一倍，很快就達到百萬個。

“這是一個載入曆史的裡程碑式發現，标志着人類成功地分離出第一株體外培養的細胞系。”馬聞師說，在過去的幾十年裡，隻要科學家試圖在人類細胞實驗找到治愈疾病的方法，這些細胞都會迅速死亡，根本沒有足夠的時間對樣品進行不同的測試。然而，海拉細胞的出現解決了這個困境，這些細胞能夠存活下來，并且一次又一次完成自我複制，給了研究人員足夠的研究時間和空間。

海拉細胞就像小白鼠一樣，成為實驗室的主力實驗材料，成為幾百年來最重要的醫學成就之一。有科學家估算，從提取到現在，海拉細胞已經存活了70年，已經增殖的細胞可能重5000萬噸，累計已繁殖18000多代，若細胞一線排開，可以繞地球3圈。涉及的領域也很廣泛，擁有近11000項專利，帶來了很多醫學上的突破。

永生的秘密

高度活躍的端粒酶

海拉細胞的樣子稱不上兇惡，但是内在堪稱亂七八糟。

“相比于正常人類細胞的23對、46條染色體，海拉細胞的染色體暴增至76-80條，同源染色體也不再保證成對，此外還有若幹條變異的找不到來源的無法歸類染色體。”馬聞師說，這種現象的原因是人類乳頭瘤病毒（HPV）将自己的病毒基因插入到p53基因的上遊，而p53是矯正DNA複制過程中出現錯誤的一個重要的蛋白。

校正機制的缺失，使海拉細胞像一本被無限次粗放盜版的書一樣，繼承了各種不可思議的謬誤，其中的一個謬誤就是過于高效的端粒酶。

據介紹，端粒是由不斷重複的DNA序列（TTAGGG）所構成，具有維持染色體結構穩定性的功能。

“不同物種或同一物種的不同染色體，其端粒的長度是不同的。人類體細胞中端粒的平均長度介于6kb-12kb（1kb等于1000個核苷酸）之間，随細胞的年齡和細胞種類的不同産生差異。”專家說，在DNA複制過程中，負責複制的酶不能複制線性DNA分子的尾部，就會在端粒區域産生一段單鍊區域，導緻部分端粒DNA的丢失。于是，細胞每經過一次複制，大約丢失50-100個堿基，端粒便會慢慢地縮短。

當端粒縮短至一定程度（約5kb-7kb）不能再縮短時，細胞無法繼續分裂，并在形态和功能上都表現出衰老，在此期間，絕大多數細胞由于染色體無法維持穩定而走向死亡。“而端粒酶的主要工作則是維持端粒中的DNA。”馬聞師解釋，端粒酶是一種由催化蛋白和RNA模闆組成的酶，可賦予細胞複制的永生性。

“打個比方，端粒好比一個細胞的‘生命時鐘’，讓細胞準時凋亡；而端粒酶像一群勤勞的修複工，隻要它們出現在細胞中，就會及時将磨損的端粒修好，讓它恢複到原來的長度，這樣端粒就能永不磨損，而細胞也可以‘長生不老’。”馬聞師表示，海拉細胞染色體頂端的端粒永遠保持恒定的長度，這就導緻其變成“不死的小強”。

2011年，美國哈佛大學醫學院的科學家發表文章稱，他們研發小組研究了一隻體内缺乏端粒酶的老鼠，因缺乏端粒酶，而過早衰老，并且各種疾病纏身。如嗅覺遲鈍、腦容量變小、不孕等。但當小鼠經過注射治療重新激活端粒酶後，其受損的組織不僅得以修複，同時老化迹象也出現了逆轉。

“這一項研究再一次驗證了機體衰老與端粒酶的關系：端粒酶可以修複受損器官和組織。”專家介紹，由于海拉細胞的端粒酶異常活躍，科學家們從海拉細胞中分離出的端粒酶直接革新了基因檢測領域。

上世紀60年代中期，科學家将海拉細胞與小鼠細胞融合，首次創建出跨物種雜交細胞。利用這些基因混合技術，科學家們逐漸繪制出人類基因組的部分圖譜，催生了全球科學家參與的人類基因組項目。科學家還利用海拉細胞研制出細胞克隆技術，為動物克隆、基因療法和幹細胞技術等極端生物醫學奠定了基礎。

卓著的貢獻

疫苗拯救無數人生命

由于海拉細胞具有無限增殖、生長迅速、對多種病毒敏感等特性，它成為理想的細胞模型，在科學領域作出了卓著的貢獻。

“海拉細胞是目前使用最好的醫學研究模型之一。”專家說，這套模型可研究細胞分裂、細胞增殖、細胞死亡，是解決生命科學基本問題的最佳工具。

雖然許多研究不為人們所熟知，但是通過海拉細胞研制的兩種疫苗拯救了數十億人：一個是脊髓灰質炎疫苗，另一個是人乳頭瘤病毒（HPV）疫苗。

“脊髓灰質炎是由脊髓灰質炎病毒引起的急性傳染病，就是我們常說的小兒麻痹症，這種疾病的傳染性極強，在患者家庭中，15歲以下易感染人群100%會發病。”專家介紹。

在20世紀50年代早期，醫學家喬納斯·索爾克（Jonas Salk）已經研制出了一種脊髓灰質炎疫苗，但無法推廣使用，必須先要進行大規模實驗。實驗的前提，是能得到大量的體外培養細胞。理論上，需要找恒河猴細胞進行測試，可考慮到疫苗會殺死細胞，對于如此大規模的研究來說過于昂貴。

那麼，什麼細胞既容易被病毒感染，又能大量繁殖，培養起來還很便捷呢？人們意識到，海拉細胞或可擔此重任。

由此，世界上首家細胞工廠産生，每周從這裡生産出2萬管海拉細胞，數量多達6萬億個。這使得索爾克能夠成功地測試這種疫苗。此後60多年裡，這些疫苗在全球範圍内消滅了99%脊髓灰質炎。

同樣，20世紀80年代，哈拉爾·祖爾·豪森（Harald zur Hausen）發現海拉細胞含有HPV-18，并證實其是導緻海拉罹患宮頸癌的“元兇”。海拉在感染HPV病毒後，其體内正常抑制腫瘤形成的基因表達被關閉。基于這些認知，科學家們開發出預防宮頸癌的HPV疫苗。

2006年，世界第一種癌症疫苗——HPV（人乳頭瘤病毒）疫苗獲準上市。據估計，HPV疫苗接種将有助于減少70%的宮頸癌死亡人數。

自從被發現以來，海拉細胞就被提供給世界各地的研究機構。

1952年，研究人員從腮腺炎、麻疹到疱疹疾病組織分離出病毒感染海拉細胞，由此現代病毒學誕生。1953年，得益于海拉細胞，基因檢測的原理被發現。1954年，海拉細胞幫助科學家實現了細胞克隆。1956年，海拉細胞先于人類，随一顆蘇聯衛星進入太空，開始被用于太空生物學研究。

科學家們一直在利用海拉細胞研究艾滋病、疱疹、寨卡、麻疹、腮腺炎等病毒，并找到戰勝它們的辦法。

“比如，通過向海拉細胞加入CD4蛋白後再用艾滋病病毒感染，研究人員創建出測試艾滋病藥物的海拉細胞模型。麻疹病毒在感染海拉細胞後會不斷變異，找到該病難以治愈的原因。”專家說，最近，生物學家們還發現，寨卡病毒在海拉細胞内無法擴增，進一步找到原因後，将幫助研制出對付寨卡流行的藥物或疫苗。

專家表示，海拉細胞的誕生，為生命科研帶來了衆多新的發現。而其永生的秘密，将為人類生命健康的發展指引新的道路。 （河北日報記者 王璐丹）

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