疫苗的史诗

现在，让我们快进到病毒研究的关键时刻。细胞培养^[20] 登上舞台后，抗病毒疫苗史诗的高潮刚刚开始。

动物作为病毒宿主，一直是疫苗制备离不开的“培养皿”。直到20世纪中叶，细胞培养才部分取代了动物的角色^[21] 。乔纳斯·索尔克^[22] （Jonas Salk）开始用猴肾细胞制备脊髓灰质炎疫苗，那时距离路易·巴斯德用兔延髓^[23] 传播狂犬病毒的实验已过去六十多年了。

不过，细胞培养技术的发明——或更确切地说是组织的培养，其实可以回溯至1907年。这一年，美国约翰霍普金斯大学（John-Hopkins）的罗斯·哈里森（Ross Harrison）成功实现了蛙胚神经纤维的培养。

这一成功得到各界的热烈响应，它不仅使人们看到了修复受损组织的一线希望，也指明了细胞运作模式的研究路在何方。不过再回首，我们蓦然发现——该技术在尘封了多年后才找到用武之地。

在细胞培养的漫长历史上，有一个名字如雷贯耳——亚历克西·卡雷尔。他于1873年出生于圣-弗依-莱斯-里昂（Sainte-Foy-lès-Lyon），并在1912年10月10日摘得了诺贝尔生理学或医学奖的桂冠，是首位居于美国时获得这一殊荣的学者。让我们沿着他的人生轨迹，回到20世纪初，找寻本章的缘起。1904年，心有宏图的卡雷尔在里昂医学界颇为失意^[24] ，难以施展抱负的他只得背井离乡，出走大西洋对岸。卡雷尔盘算着在加拿大买一座农场放牛，了此残生。就在心灰意冷之际，一场相遇改变了他的人生轨迹。他结识了著名的外科医生——阿戴尔斯坦·德·马蒂尼（Adelstan de Martigny），后者将他引荐到了蒙特利尔上帝医院（Hôtel-Dieu），到自己所在的科室工作。紧接着在第二年的一次会议上，卡雷尔又得到了西蒙·弗勒斯纳（Simon Flexner）的赏识。此人后来执掌了纽约的洛克菲勒研究所（The Rockefeller Institute），卡雷尔就是在那儿全身心投身于研究之中，开始了辉煌的职业生涯。

卡雷尔在血管外科领域的工作迅速得到了认可。通过对于血管修复技术的完善和器官移植技术，他取得了非同凡响的成就。第一次世界大战期间，卡雷尔人在法国，战争结束后才返美。1920—1930年，他又在洛克菲勒学院获得了一系列发现，比如移植——尤其是角膜移植，还有细胞培养、气候条件对个体生理表现影响研究等，探索的领域可以说十分广泛了。不过回到这节的主旋律，这里我们只谈谈卡雷尔在细胞培养方面的成就。

但在详述之前，我们还得再谈谈卡雷尔的一生，因为他杰出的科学家生涯也并非无可挑剔。1935年问世的一部名为《未知的人类》（L’Homme cet Inconnu）的著作集合了他对科学和哲学的思考，却令他白璧微瑕。卡雷尔在里面大谈优生学对于优化人类构成的好处，例如，他这样写道：

“要让精英阶层永存，优生学是必不可少的。很显然，一个种族应该不断复制其最优秀的部分。”为达到这一目的，卡雷尔还在书中提供了一些实践性意见：

“为什么社会不使用更经济的方法处置那些罪犯和疯子呢？惩治那些最不危险的罪犯，可以用鞭子，也可以采用其他的科学方式，例如，让他们在医院里待一段时间，就能解决问题。而对于其他人，那些杀了人的、那些持械偷盗的、那些拐卖儿童的、那些抢掠穷人的，所有严重背弃了公众信任的人都应该被送到设有毒气装置的优生机构，用人道又省钱的方式处置他们。”

这本书在当时获得了巨大成功。让我们回到1935年，设身处地地思考它的影响。让·莱皮纳（Jean Lépine）教授是卡雷尔多年老友，他在一本献给诺贝尔奖的传记中这样写道：“都不用讲学者们看到这等言论时是何等失望。但是这本书出现时，有一个疯子，恶贯满盈又狂妄自大，把种族主义当成他个人野心的垫脚石。毫无疑问，那时希特勒集团的人从卡雷尔的思想中找到了鼓励和依据。”

卡雷尔的人生路以悲剧落幕。莱皮纳教授补充说：“然而我不知道是哪个满肚子坏水的天才，可能就是希特勒的身边人，建议贝当元帅赋予卡雷尔一个新使命，领导一个机构^[25] 根据《未知的人类》那本书里的主要思想进行资料挖掘。卡雷尔本人被蒙在鼓里，对于这些人让他扮演的真正角色毫不知情。巴黎解放时他被粗暴解职，给他造成了致命打击，几周后就去世了。卡雷尔无愧于心，不过一时糊涂而已。”

再回到细胞培养上来。卡雷尔对罗斯·哈里森的先驱性工作早有耳闻，他安排自己的合作者之一蒙特罗斯·布伦斯（Montrose Burrows），研究组织培养技术。卡雷尔自己也对这项工作给予了重要指导，让布伦斯从一个组织切片开始做起，比如鸡胚胎心脏组织。他使用一个凹形载玻片和一个能覆盖住该凹槽的盖玻片，然后把从鸟身上提取的血浆置入凹槽底部，之后将组织切片放入血浆中，并加入含有鸡胚碎粒的营养成分。几秒钟后，血浆凝固了，组织切片被封闭在凝块之中。随后他将盖玻片盖在凝块之上，这就构成了一个封闭、潮湿的“小房子”，再将其放入37℃的恒温器中。这种技术被称为“悬滴培养”^[26] 。

接下来的日子里，细胞开始繁殖，并从组织切片中扩散出来，但它们受到了有毒物质聚集的严重影响。这时，卡雷尔又提出一个新颖的解决方案：他决定将组织切片切分、冲洗，并将一部分转移到一个新的凹形载片中，后者的温度仍然保持在原来的状态——这种工艺即“传代”。之后，细胞重新开始繁殖，在完全无菌的条件下进行连续几次“传代”之后，卡雷尔还成功地维持着培养细胞的存活。为了做到这一点，他借鉴了作为外科医生时的经验：每位工作人员都身穿白大褂、头戴医生帽、脚蹬黑色无菌鞋。卡雷尔对于他培养技术的描述，围绕着技术手法上的神秘感和对于无菌环境的严格要求，令许许多多的研究者们望而却步。卡雷尔被当作了真正意义上的领袖。1912年，他在实验室中用上面提到的技术成功培养了鸡胚胎心脏组织细胞，这些细胞在后来的34年里进行了无间断的传代，卡雷尔也由此成为细胞培养史上不可或缺的人物，而他也依据该实验得出“细胞不死”的结论。此事后被媒体转载报道，一直在传代的培养细胞被称为“永生细胞”^[19]，此后美国媒体甚至每年都要进行专门的年度报道。

除了用悬滴培养改良细胞繁殖，卡雷尔团队对细胞培养还做出了其他众多贡献。因此将卡雷尔视为细胞培养之父是完全在理的。

我们还要就“永生细胞系”再讲讲，这是卡雷尔细胞培养成果中毋庸置疑的巅峰。如何解释卡雷尔的细胞不死论呢？一位医学历史学家约翰·维特科夫斯基（Jan Witkowski）博士在卡雷尔去世后展开了长达30年的细致调查。在这里我们简要总结一下他的结论，这些结论里有一些猜想，也有一些新奇的发现。细胞能永生不死吗？可以，但有一个条件：细胞必须经历转化，即对其结构的大幅调整，实现无秩序无限制的生长繁殖才行。这一过程可自发产生（这是极其稀有的现象，但是在鼠细胞中发生过），或由外界因素诱发，例如某种致癌病毒。经历如此转变的细胞可无限增殖，且其中一些在被移植给动物时就具有了致癌性（即它们能够诱发癌症）。然而，卡氏细胞仿佛并不是因为发生转变才永生的，因为卡雷尔一直强调他培养出的细胞是正常的。

“永生细胞系”之所以能够无限繁殖，还有另一种可能性，那就是它们的培养环境条件使然。实际上，卡雷尔也谈到过，他用玻璃皿培养细胞，加入的营养成分是从鸡胚中提取出来的。这种成分是按照以下条件制成的：将胚胎切成细片，悬置于盐溶液之中，然后进行离心分离，分离出的清液层就构成了营养环境。这一流程可为我们提供卡氏细胞永生的线索。如果我们想将细胞和提取出的清液层彻底分离的话，离心的速度要足够快；否则，获得的清液层里就有可能含有新鲜的胚胎细胞，最后被注入细胞的培养环境之中。然而，在维特科夫斯基调查的这一阶段，迷雾重重，他对卡雷尔曾经的合作者们进行采访时，并没能得到当时离心分离的准确速度。

维特科夫斯基在他的报告中引用了一些阴谋论说法。这些话出自卡雷尔“永生细胞不死论”的一位坚决反对者——莱昂纳多·海弗里克（Leonard Hayflick）博士。后者1963年在波多黎各大学介绍自己对细胞培养的研究时，对卡式细胞的永生提出了质疑。演讲结束后，一位女士向他走去并做了自我介绍。她彼时已经退休，之前曾在卡雷尔实验室工作过多年。这位女士向海弗里克透露了如下内容：“我之前从未向任何人提到过我今天告诉您的话。事实上，在卡雷尔的细胞培养中，我们加入的培养液含有新鲜细胞。我曾多次观察到这一现象，并报告给了实验室老板，但是他却对此置若罔闻。”

但是维特科夫斯基的调查并没有止步于此。他见了许多曾供职于洛克菲勒基金会或在那个时期见过卡雷尔的研究者，比如芝加哥大学年轻的研究员拉尔夫·布克斯鲍姆（Ralph Buchsbaum）。1930年夏天，布克斯鲍姆前往纽约并请求参观卡雷尔实验室，未果，他一再坚持，终于，卡雷尔的助手答应趁老板在西班牙度假，带他在实验室中快速转了一圈。布克斯鲍姆进一步要求参观卡雷尔大名鼎鼎的不死细胞，旋即遭到拒绝，理由是这是一种珍贵的实验材料，有遭受感染的风险。他一再请求，未能得到许可。当卡雷尔的助手不再理会他时，布克斯鲍姆又遇到了卡雷尔实验室一名技术人员，并请求她带自己观察一下细胞的培养。在软磨硬泡了一段时间后，这位技术人员终于答应了。但她接着说道：“如果卡雷尔博士知道了的话，他可能会心脏骤停的。”

布克斯鲍姆观察了那些细胞，却惊讶地发现它们的状态并不好，会很快死去。他把这一情况向这位女性技术人员说明，后者承认并说：“不能让它们死了，卡雷尔医生会被吓得丢了魂的。我会向里面加入新的细胞，让培养继续下去。”布克斯鲍姆惊呆了，原来所谓的“永生细胞系”只是一次令人不齿的舞弊。他本人泡在自己的实验室中从未在几个星期内成功实现类似细胞的培养，最好的条件下也维持不了几个月。他的上级布鲁姆（Bloom）博士因此指责他无能时口头总挂着这句话：“人家卡雷尔就做到了。布克斯鲍姆，您呐，还是缺点灵气。”这下子，这位年轻的研究员可以复仇了。他把自己在卡雷尔实验室的所见所闻报告给了布鲁姆博士，但是后者拒绝相信他。

卡雷尔在第二次世界大战前夕回到巴黎，于1944年11月5日在当地逝世，尔后“永生细胞系”的神话也未能维持多久。长达34年、迷雾重重的“永生细胞”奇遇记于1946年4月26日正式画上句号。在1946年10月2日的《先驱论坛报》（Herald Tribune ）上，它最后一次登上报纸头条。

维特科夫斯基从未获得卡雷尔合作者们对布克斯鲍姆证言的证实。

即使维特科夫斯基的调查引发了诸多联想，“永生细胞系”的秘密却从未得到盖棺定论。因为最重要的谜团还没有被解开：卡雷尔对其实验室内部发生的事情是否知情？

有诺贝尔奖的威望坐镇，怀疑者也望而却步，直到半个世纪后才有人拿出了一个压倒性证据：正常的细胞是无法永生的。可大把时间已经浪费了……