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人的成长过程，就是身体细胞不断代谢的过程，细胞会分裂产生新细胞，但是它的分裂不是无限的。
但有一种神奇的细胞，它可以无限增殖，帮助科学家们开发出多种疫苗，为人类健康作出了巨大的贡献，它就是海拉细胞。《科技周刊》记者采访到生物医药领域专家，揭开其“永生”的秘密。
发现海拉细胞：
24小时数量翻一倍
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。
1950年，海瑞塔·拉克斯在医院分娩，当时并未诊断出宫颈疾病，6周后复查也无任何异常。但自复查后3个月，她体内居然长出了一块完整的肿瘤。当时诊断的医生翻看了她的病历，发现了这一奇怪的现象，上报给了他的导师乔治·盖伊，一位在细胞领域极具声望的学者。他在细胞领域研究长达20年，苦苦寻求一种能够离体培养的人体细胞，直到海拉细胞的出现。
“正常的人类细胞平均在分裂50次左右就会凋亡，这个现象被称为‘海夫利克极限’，细胞每分裂一次，染色体就开始受到损害，诱导细胞走向生命尽头。” 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所生物标志物中心副研究员蒋思远介绍，临床医学倾向于认定这便是导致我们的身体衰老、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。
但通过对海拉细胞病灶组织培养发现，24小时里，海拉细胞的数量翻了一倍。它具有非常强大的增殖能力，后续的观察发现，与普通细胞40-50次左右继代就凋亡相比，海拉细胞能够无限次增殖，保持无限和快速的复制。当时的数据记录显示，海拉细胞比人类的健康细胞长得快20倍，健康细胞没几天就死光了，但海拉细胞却不同，只要有合适的营养环境，它就会一直分裂生长，永不停息。
“这是一个载入历史的里程碑式发现，标示着人类成功地分离出第一株体外培养的细胞系。”蒋思远说，为了纪念海瑞塔·拉克斯，这个细胞系被命名为海拉细胞。
有科学家估算，迄今为止培养出的“海拉细胞”已超过5000万吨，累计已繁殖18000多代，体积相当于100多幢纽约帝国大厦。据不完全统计，与海拉细胞有关的科学论文已超过65000份。进入21世纪以来，已有5个基于海拉细胞的研究成果获得了诺贝尔奖。
无限增殖的秘密：
高度活跃的端粒酶
海拉细胞应用如此之广泛，但起初人们并不清楚海拉细胞无限繁殖的原因，直到三位美国知名抗衰老科学家一起揭示了端粒和端粒酶保护染色体的机制，并在2009年获得诺贝尔生理学奖。
“在讨论海拉细胞前，首先得清楚正常细胞。”蒋思远说，正常的细胞在DNA复制过程中都需要一段“引物”，即端粒。端粒就像是加在染色体上的帽子，可以避免染色体受损。一旦端粒被磨损耗尽，染色体就开始受到损害。随着端粒的缩短，染色体也在不断地缩短，缩短几十代以后，端粒消失，也就代表细胞凋亡了。正常细胞每分裂一次，染色体顶端的端粒就缩短一次，当端粒不能再缩短时，细胞DNA就无法继续复制，从而导致细胞死亡，这时候细胞也就到了极限并开始死亡。
蒋思远告诉记者，和其他癌细胞一样，海拉细胞也是由正常细胞癌变得来，其具有错误填充的基因组。正常人体细胞中含有46条染色体，而经过突变的癌细胞染色体数目多达76～80条。它们异常表达后不按“套路”出牌，其染色体顶端的端粒永远保持恒定的长度，这就导致海拉细胞变成“不死的小强”，因此可以无限增殖，实现人类羡慕的“永生”。
因为海拉细胞的端粒酶异常活跃，科学家们从海拉细胞中分离出的端粒酶直接革新了基因检测领域。上世纪60年代中期，科学家将海拉细胞与小鼠细胞融合，首次创建出跨物种杂交细胞。利用这些基因混合技术，科学家们逐渐绘制出人类基因组的部分图谱，催生了全球科学家参与的人类基因组项目。科学家还利用海拉细胞研制出细胞克隆技术，为动物克隆、基因疗法和干细胞技术等极端生物医学奠定了基础。
为人类作出巨大贡献：
各种疫苗拯救无数人生命
由于海拉细胞具有无限增殖、生长迅速、对多种病毒敏感等特性，它成为了理想的细胞模型，在科学领域中作出了卓著的贡献。
“海拉细胞是目前使用最好的医学研究模型之一。”蒋思远评价说，这套模型可研究细胞分裂、细胞增殖、细胞死亡，是解决生命科学基本问题的最佳工具。
自从被发现以来，海拉细胞被提供给世界各地的研究机构，如疫苗、药物、太空探索等。1952年，研究人员从腮腺炎、麻疹到疱疹疾病组织分离出病毒感染海拉细胞，由此现代病毒学诞生。1953年，得益于海拉细胞，基因检测的原理被发现。1954年，海拉细胞帮助科学家实现了细胞克隆。1956年，海拉细胞先于人类，随一颗苏联卫星进入太空，开始被用于太空生物学研究。
2006年获准上市的世界第一种癌症疫苗——HPV（人乳头瘤病毒）疫苗，其诞生离不开海拉细胞。上世纪80年代，德国病毒学家哈拉尔德·楚儿·豪森发现，海拉细胞内含有大量HPV-18，并证实其是导致海拉罹患宫颈癌的“元凶”。海拉在感染HPV病毒后，其体内正常抑制肿瘤形成的基因表达被关闭。基于这些认知，科学家们开发出预防宫颈癌的HPV疫苗，现已在100多个国家使用。豪森也因此获得2008年诺贝尔生理学或医学奖。
科学家还利用海拉细胞开发出脊髓灰质炎疫苗。上世纪50年代初，乔纳斯·索尔克发现海拉细胞拥有其他细胞没有的能力——既能感染脊髓灰质炎病毒，又不会被病毒杀死。他与其他科学家合开了一家工厂，专门生产海拉细胞，供其成功研发出疫苗，从而在后来60多年内，帮助世界上大多数国家成功抑制住脊髓灰质炎的流行。
多年来，科学家们还一直在利用海拉细胞研究艾滋病、疱疹、寨卡、麻疹、腮腺炎等病毒，并找到战胜它们的办法。比如，通过向海拉细胞加入CD4蛋白后再用艾滋病病毒感染，研究人员创建出测试艾滋病药物的海拉细胞模型。研究人员还发现，麻疹病毒在感染海拉细胞后会不断变异，找到该病难以治愈的原因。最近，生物学家们发现，寨卡病毒在海拉细胞内无法扩增，进一步找到原因后，将帮助研制出对付寨卡流行的药物或疫苗。
海拉细胞的诞生，为生命科研带来了众多新的发现。而其永生的秘密，将为人类生命健康的发展指引新的道路。
本报记者 张 宣
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