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作者:汤琦云
1675年,一位名叫列文虎克的荷兰布商收集了一些雨水,放在他自制的显微镜下,他震撼地发现,一滴水中竟然包含了无数微小的生物。他看见了细胞,从此,生命在人类眼中“化零为整,化整为零”。
300多年后,哥伦比亚大学的一位教授、肿瘤学家,每一次在显微镜下看到细胞时,仍然为它的光彩夺目、熠熠生辉、生机勃勃感到着迷。而碰巧他还是一名获得了普利策奖的知名科普作家,于是他为细胞写下了这本《细胞传》。他就是悉达多·穆克吉。
悉达多·穆克吉是一位杰出的肿瘤医生,他的研究主要集中在癌症治疗与血细胞有关的基因功能上,这也是他写作《癌症传》《基因传》的专业底气。而细胞,才是一切的基础。基因携带遗传密码,但细胞才是那个破译密码、将信息转化为形态、协调功能与行为的角色;癌细胞并没有“发明”任何新的细胞特征,它是扭曲突变版本的细胞。因此,作为一名肿瘤学家,悉达多·穆克吉形容自己是一名“身处颠倒世界的细胞生物学家”。这本《细胞传》是悉达多·穆克吉关于人类生命基本问题探讨的“生命系列”的一部分。
为了写作《细胞传》,悉达多·穆克吉通过各种渠道寻找素材,不仅查阅了大量的历史资料、科学论文和私人信件,也采访了护士、医生和患者,还曾与科学家散步长谈。
这本书的内容跨越了几个世纪,有成百上千个故事。有科学家皓首穷经、不懈追寻的故事,比如班廷与贝斯特在尘土飞扬、酷热难耐的屋顶实验室一次又一次反复尝试,终于从狗身上提取出了胰岛素,这是人类第一次发现这一物质;有患者的故事,比如医学史上第一次成功的骨髓移植,6岁的南希·劳里接受了她健康的同卵双胞胎芭芭拉·劳里的骨髓造血干细胞移植;甚至还有悉达多·穆克吉自己的故事,比如他怎么成为免疫学家的,他经历中年危机患上抑郁症,还有他的朋友是如何患黑色素瘤去世的。无数真实故事构成了一个整体,让读者越来越深入地理解细胞是如何工作的。
在《细胞传》中,你能看到细胞这一最小的自主生命单元,如何构成组织、器官与器官系统,最终齐心协力实现复杂的生理机能——免疫、繁殖、感觉、认知、修复与再生。同时这本书也讲了当细胞的功能失调时会出现什么,细胞生理学变为细胞病理学,细胞功能障碍导致了身体功能障碍。
《细胞传》是细胞的故事,同时也是人的故事。人类对于细胞的认知的变化,深深影响了生物学、医学乃至整个人类社会。如今人类已经能够初步操控细胞,这一技术反过来也可能将人类塑造成不同的模样。
17世纪60—70年代,英国博物学家胡克和荷兰布商列文虎克用手工制作的显微镜观察世界,发现了细胞存在的首个证据。几个世纪过去了,在一代代科学家的努力下,细胞的原理向人类展开真面目,随之而来的是利用其治病的手段,也就是细胞疗法。
如今细胞研究进入了新时代,科学家已经掌握了操控人类细胞的某些方法,正在尝试用它解决那些过去曾束手无策的顽疾:编辑干细胞,再将它注射回糖尿病或者镰状细胞贫血的患者体内;在顽固性神经系统疾病患者的大脑中植入电极刺激其脑细胞回路;为心脏病多次发作的老人注射一种可以定位至肝脏的病毒,永久降低堵塞动脉的胆固醇,使其心脏病复发风险大大降低;用病毒编辑T细胞再注射回癌症患者体内,使自体免疫系统能识别癌细胞并消除癌细胞……
基于我们对细胞生物学的新认知,医学的变革可以被大致分为四类:第一类是使用药物、化学物质或物理刺激来改变细胞的属性,也就是它们彼此之间的相互作用、相互交流与行为方式,例如抗生素、癌症的化学疗法与免疫疗法;第二类是细胞在不同机体之间的转移(包括重新回到我们自己的身体),例如输血、骨髓移植与体外受精;第三类是利用细胞合成某种物质,例如胰岛素或者抗体,对疾病产生治疗效果;最近,还出现了第四类变革,即对细胞进行基因修饰后再开展移植,以创造具有全新属性的细胞、器官与身体。
或许未来的某一天,人体所有的问题都能被重新理解为细胞或者细胞系统功能异常的结果,而所有这些疾病都能通过细胞疗法获得解决。悉达多·穆克吉称这些通过修饰细胞重新构建的人类为“新人类”,在《细胞传》中的几乎所有章节中都有他们的身影。随着我们学会用细胞重建身体与器官,我们将在现在和未来与“新人类”相遇,无论是在咖啡馆、超市、火车站和机场,还是在社区和我们自己的家庭中。我们会在堂表亲、祖父母、父母与兄弟姐妹中找到他们,或许甚至我们自己也会成为其中一员。
但细胞技术的发展,也同时迫使我们进入陌生的伦理领域:当一项技术既可以用来帮助患者摆脱疾病,也可以让健康人用来增强自身,细胞疗法使用的边界在哪里?悉达多·穆克吉及其团队正在实验将培养的软骨干细胞植入小鼠受损的膝关节中,他们期望这一技术可以用来治疗骨关节炎,但是如果“正常”人想用它长得更高,我们应该阻止他们吗?如果会,为什么?
一个更尖锐的案例是基因编辑婴儿。目前,全球的医学与科学社团正在忙于制定监管人类胚胎基因编辑的规则与标准。一些人呼吁实施国际禁令,但是缺乏强制执行的权力;另一些人则希望允许使用基因编辑来治疗极度痛苦的疾病,然而什么样的疾病才符合条件呢?
这些争论不会轻易得到解决。要找到一个合理的答案,或者是一种妥协的方式,唯一的途径是确保关于科学干预限制以及细胞技术前沿的议题一直摆在桌面上。不仅仅是科学家,所有公众对细胞的认知都需要和细胞的技术一起成长。
细胞世纪已经到来,人类已经走到未来边缘,就由《细胞传》为我们补上这堂细胞通识课。(汤琦云)