從一個細胞開始

腫瘤幹細胞的理論 1997年，加拿大科學家約翰·迪克提出癌細胞也有層級結構，類似於造血幹細胞的分化層級，後者是詹姆斯·蒂爾和歐內斯特·麥卡洛克在30年前研究血液時提出的。迪克在加拿大安大略癌症研究所工作，蒂爾和麥卡洛克是他的前輩。同兩位導師一樣，迪克也通過細胞移植來評估幹細胞活性。只不過在迪克的化驗方法裏，一種細胞具有幹細胞活性的表現並不是它能否治好動物的血液病，而是它能否使動物患上癌症。首先，迪克研發了一種實驗方法，設法將人類的白細胞移植到患有免疫缺陷的小鼠身上（只要摧毀動物的免疫系統，它們就能接納來源於人類的移植物）。只有當細胞的數量超過100萬個時，移植實驗才能取得成功，這意味着絕大多數白細胞都不具備形成腫瘤的能力。其次，通過稀釋細胞（蒂爾和麥卡洛克的方法），迪克確認這些“引發白血病的細胞”極其稀有：平均而言，每250000個白細胞裏只有一個細胞能導致受體小鼠患上白血病。 爲了鑑別這種大海撈針般的稀有細胞，迪克以是否擁有兩種表面蛋白爲標準，對白細胞加以分類：這兩種標記分子的名稱分別是CD34和CD38。把細胞歸入4個可能的類別之後（這4個類別分別是兩種分子都呈陽性，兩種分子都呈陰性，或者其中一個呈陽性而另一個呈陰性），迪克檢驗了每一個類別的細胞，看它們是否有引發白血病的潛力。結果只有CD34呈陽性且CD38呈陰性的細胞能引起白血病。那麼結論就再簡單不過了：只有這個類別的細胞具有散播白血病的能力。 人們把迪克的假說稱爲“腫瘤幹細胞理論”，它的觀點是，腫瘤是由兩種癌細胞構成的整體：幹細胞（負責支持腫瘤的生長，數量極少）和非幹細胞（沒有自我更新能力，佔腫瘤細胞的絕大多數）。迪克的理論與羅伊·史蒂文斯和巴里·皮爾斯通過研究畸胎瘤提出的模型驚人地相似，史蒂文斯和皮爾斯發現，畸胎瘤的細胞有分化和未分化兩種形態，只有後者能形成新的畸胎瘤。20年來，科學家一直在用類似的移植實驗鑑定幾乎所有實體腫瘤、白血病和淋巴瘤裏潛在的腫瘤幹細胞。 腫瘤幹細胞理論最極端的形式認爲，腫瘤的生長潛力全部來自一小部分細胞，也就是腫瘤幹細胞。如果這種說法是對的，那麼它會深刻地影響醫學。正常情況下，醫生評價一種抗癌療法是否有效的依據是看它能否縮小腫瘤的總體積。按照這個標準，能夠使腫瘤迅速縮小的療法就是最好的療法。然而，即便是這樣的療法也很少能徹底治癒癌症，而腫瘤幹細胞理論正好可以解釋這種現象：雖然標準治療的藥物殺死了腫瘤的大多數細胞，卻沒有傷到腫瘤幹細胞的筋骨，倖存的幹細胞會繼續分裂，萎縮的腫瘤勢必捲土重來。 相對而言，或許治療癌症的終極手段是研發這樣一種藥物，它只會殺傷癌症的幹細胞，而對腫瘤裏的其他細胞秋毫無犯，這纔是真正的對症下藥。倘若有朝一日，這樣的藥物真的能問世，那麼它的功效將完全不一樣：起初，這種藥似乎沒有什麼效果，因爲它攻擊的目標（腫瘤幹細胞）只佔腫瘤的一小部分，但隨着時間的推移，腫瘤會因爲細胞損耗和後繼無力而顯示出疲態，它將漸漸衰弱，就像一團被抽走柴薪的爐火。 腫瘤幹細胞理論是一種頗具爭議的假說，它的對立學說相對簡單一些，後者認爲絕大多數腫瘤細胞都具有分裂的能力，而不只是一小撮特殊的細胞能夠分裂。如果真是這樣，爲什麼迪克等人的研究卻顯示，腫瘤裏只有少數細胞具有引起腫瘤的活性？一種可能的解釋是化驗的方法存在誤導性（這種風險在實驗室研究裏隨處可見）：儘管在實驗室的條件下，移植是一種鑑定細胞能否從零開始形成腫瘤的有效手段，但它或許不能精確地反映患者體內的實際情況。 還有一種可能性是，正如有的（正常）器官要靠幹細胞的維護和保養，而有的器官只能指望並不複雜的細胞分裂維持運轉，可能腫瘤也是相同的道理，即某些腫瘤有腫瘤幹細胞及分明的細胞層級，而其他腫瘤的細胞層級則顯得相當扁平。最後，就算腫瘤幹細胞助長了腫瘤的生長，我們也很難想象如何才能研發一種只針對它們的療法。雖然腫瘤幹細胞理論是一種誘人的模型，但這種理論在臨牀中的應用很少，它還需要更多的證據才能爲人所接受。

生命是從一個細胞開始，它的運作和生育，讓人着迷於顯性和隱性。許多的生物學者和科技學者在解碼生命基因之迷，它可以追蹤到生命的由來，也可以展望着生命的未來。目前對基因的摘錄，已經在錄取，翻譯，製造，三方面取得了長足的進步，它的組成有DNA，RNA，染色體，對於遺傳學的基礎已經能分出先天基因和後天培養環境的變化了。對於幹細胞的培養，目前進入倫理和法制的矛盾中，胚胎算不算生命？在基因序列裏提前篩選，算不算不公平的對待？在癌症的攻克上，人們對細胞的生長，復原，異體移植，血液再生，器官再造，已經看到曙光。對於基因對人類生育繁殖，已經能夠救助不斷下跌的出生率了。在針對一些精神分析，和後天運動神經的傳遞，大腦的運作，目前還處於黑箱狀態，讓人着迷的就是在化學和物理的原始湯中如何能創造生命。把細胞最小單位的合子，運用到最好的價值，也許可以找到外星球類似的生命，在細胞的內部語言和社會結構的調整清楚，也許人類可以躲過世界大爆炸，類似恐龍滅絕時期，讓人類的壽命，在一定程度，又得到延長。

從簡單到複雜，能夠從各種遺傳信息之中完成了生命的構造，本來以爲完事大吉，突然發現從分子角度來說已經得到了充分認識，但是從細胞實現的角度來說，還是沒有實現複雜性躍遷，或者人類已經認識了很多，但是存在着更多沒有認識的知識。細胞作爲信息的載體來進行復制各種狀態，每個功能相似的細胞，但是其中產生的內容還是存在着差異，細胞算是我們下個認知和改造的目標。我們每個個體都是從一個受精卵的分裂來得到了個體，把遺傳信息實現的過程，產生了若干非常有意思的研究內容。從一個細胞分裂得到了差不多與宇宙星球數量相當的組成體，在很短時間完成了這個分裂過程，相對於地質時間就是非常簡短的，在這個分裂過程，特別是母細胞和元細胞的分裂似乎給我們帶來了各種治癒的希望，我們也可以稱之爲幹細胞，差不多 z 是二十世紀生物領域最爲重要的研究方向，而且也誕生若干諾貝爾獎，但是也產生了若干造假的醜聞，科學本身上升到了國家和民族名譽的角度就會產生若干不正常的現象。從控制細胞的角度來說，我們當下的能力似乎還是存在着若干有意思的研究內容，最近聽了一些合成生物學的研究報告，發現了我們似乎已經在遺傳信息重構方面取得了若干成功，在研究螺旋結構的對稱性，發現我們生命都是左螺旋結構，竟然有人合成右螺旋的結構，聽到了這樣研究竟然被震驚了，包括遺傳物質和化學反應，得到了分子量達到了數千萬數量級的大分子，達到了人類完全可以合成的邊界，但是距離真正得到那些可以人造生命還是存在着距離，但是似乎面臨着若干倫理學的挑戰，甚至很難獲得我們大多數科學羣體的認可。生命的自然屬性很快就會變成了人造與自然的結合狀態，能夠結合着我們不斷改變政治態度來獲得研究進展的認知。

本書揭示了現代生物學從無到有的發展路徑，既有科學知識的記敘，又有幽默詼諧的描述，還帶有一些引人深思的哲學思考，讀來引人入勝。一羣對科學懷有無邊熱忱的人廢寢忘食只爲了解答出一個爲什麼，在這個過程中衍生出的種種技術造福了數不清的患者，科學的魅力也許就在此了。本書未完待續，接下來的精彩更待後人…

生命， 從一個細胞開始。 癌變， 是細胞對特化不滿的抗爭。 一百多年來，人類從一個細胞的問題開始研究，到現在，依然有很多未解之謎。但對於已經知道的黑箱功能，已經足夠令人振奮。而未知，也是吸引科研人員前赴後繼的魔力所在。 細胞在分裂過程中，會根據功能的不同，對細胞進行分化，特化。 所謂的分化，就是對細胞內的基因表達進行功能性的封禁，將細胞的功能固定，不需要的不做表達。譬如肝細胞，肌肉細胞，皮膚細胞等…… 其實每個細胞內的基因都是完整的，但是被特化的細胞內在分裂時，僅讓需要的基因片段進行表達，進行蛋白質的摺疊。就像人類對教師，律師，廚師等進行的分類，每類人掌握的技能有差異而已，用職業固定了下來，是一種表徵，而並不是從事某一個職業的人不能做其他工作。 去分化，脫分化，就是將細胞的基因表達的分類禁制解除，重新具備細胞在胚胎時，所具備的原始的超級萬能功能，所謂的幹細胞也便是去分化後的超級原始細胞，類胚胎細胞，可以造“萬物”。 當環境穩定的時候，被分化的細胞是穩定的，功能是穩定的，老老實實做他所處位置的牛馬。一旦環境有變，受到刺激，個別功能細胞便有可能去分化，脫分化，脫分化就是一個解除基因功能被封禁的過程。 脫分化的細胞便是癌變，和最初的胚胎細胞沒有分別，功能強大，能造“萬物”，他能夠調用周邊的資源，進行分裂生長，至於想造一個什麼東西，只有他自己知道。 癌變，感覺就是某個組織內一個細胞的修真者，終於脫去了封禁，瞬間變成胚胎時期的細胞老祖，不再接受組織的規則指揮，並且因爲師出同門，其對組織內的資源調配相當清楚，在另立門戶的過程中對原周邊組織細胞進行異化。 …… 感慨，科技工作者對未知的探索，都是一點一滴的在向前迭代，有問題，有猜測，有驗證，總有後人站在前人的肩膀上再進一步。 未知總是充滿魔力，吸引着一批批的精英前赴後繼，而將未知變爲已知的快樂，便是動力。

一直覺得現在是最好的時代，我通常3-7天看完一本書，用很短時間承接別人幾年甚至一輩子沉澱下來的認知；相當於站在無數人的肩膀上，不再用從零去抹黑探索，是這個時代最珍貴的饋贈。 前人要耗費數年、數十年，反覆觀察、試錯、煎熬，纔打磨出一個結論。達芬奇趴在一旁細細觀察蜻蜓翅膀，沒有高速攝像機，沒有流體力學公式，全靠肉眼、草稿、一次次猜想；一代一代科學家，有的耗盡一生，有的甚至一生的研究被後世推翻。這些零散的思考、失敗的實驗、偶然的發現層層堆疊，到了今天就變成我們隨手翻開的一本書，幾天就能讀完的“常識”。

關於胚胎生物學的科普。一百多年的發展，讓我們初步在分子水平上對“從一個細胞分化成一個完整個體”的過程有了基本的“知其然”，但是在分子水平上對同樣的過程“知其所以然”，還任重道遠啊。

比起我們學習到的關於細胞和基因的“知識”，如何得出這些結論的過程甚至猜想甚至走過的彎路，是更值得我們去探究的，那是人類對現象思考的革故鼎新，是想象力放飛的奇蹟。這本數很詳細描述了細胞功能發現、基因與發育、癌症等與細胞相關領域發現過程及思想源流，並且適時裏地把假設、猜想的過程通過提問提出引發讀者思考，是本細胞類書籍中比較追根溯源的的好書。

科學家的事蹟清晰流暢， 科學事實描述得簡明易懂。 印象最深的是兩個： 一是曼戈爾德和她的老師一起發現了胚胎細胞裏的「組織者」，老師施佩曼在1935年因此獲得了諾貝爾獎，但曼戈爾德自己卻於1924年9月死於一場廚房的汽油加熱器爆炸事故，年僅26歲…… 二是講「原癌基因」和「抑癌基因」—— 比喻：前者像油門，後者像剎車。 本身沒有固定的好壞，只取決於車輛當前的路況。 有些遺憾的是，講癌症的時候完全沒有講到「端粒」，總覺得少了點什麼。

這是一本不錯的、專業的、較新的發育生物學普及讀本。作者並不急於追趕迅速發展變化的專業知識，反之，作者補充了不少事件的來龍去脈。何以如此？作者說「1958年，物理學家羅伯特·奧本海默與一衆編輯和記者分享了自己關於知識的看法。奧本海默主張，無論是本質還是結構，當今的知識都與從古代到19世紀的知識有根本的不同。因爲知識增長的速度超越了人類學習的速度，哪怕最聰慧博學的人也不可能跟得上。」「今天，不僅我們的國王不懂數學，就連哲學家也不懂數學，要是再進一步，可以說數學家也不懂數學。」所以，我覺得自己讀道了進化論，是否讀道了專業知識甚至廣義的知識倒在其次。