一个被堕胎的女婴与WI-38细胞系

1962年，一位怀孕4个月的妇女，因为已有一个孩子，在瑞典一家医院合法堕胎了。这个被堕胎的胚胎——女性、20厘米长，被运送到斯德哥尔摩西北部的卡罗林斯卡研究所。在那里，该胚胎的肺部被分离出来，随即被运上了飞机。几天后，宾夕法尼亚州费城威斯塔(Wistar)解剖与生物研究所的Leonard Hayflick——一位极具抱负的年轻微生物学家，打开了这个空运包裹。

Hayflick将胚胎的肺部分解为小块，随后使其酶解为单个细胞。他将这些单个细胞转移至几个玻璃培养皿中，并加入培养液进行培养，培养皿被置于37oC的培养器中。就这样，这些后来被称为WI-38的人肺细胞开始分裂生长了。

WI-38细胞系是首个能供科研人员无限使用的“正常”人类细胞系，它所协助拯救的人类生命多于任何一种人为创建的细胞系。利用WI-38所研发的疫苗已经为上百万人接种，抵抗风疹、狂犬病、腺病毒、小儿麻痹症、麻疹、水痘和带状疱疹。在19世纪60和70年代，WI-38帮助流行病学家鉴定疾病爆发的“真凶”。由于WI-38是正常的人类细胞，这使得它们能有效与其他疾病细胞进行对比。此外，WI-38始终是探索衰老和癌症的首选细胞系之一。

然而，极少有人了解这种细胞系的曲折历史——这也许能为那些寻求与人类组织相关工作的当代研究者们提供经验和教训。在Hayflick创建这个著名的细胞系6年后，他开始对索取该细胞系收取费用，这一做法却使其与NIH引发了旷日持久的法律战争。这次争端几乎摧毁了Hayflick的事业，也引起人们深思，科学家究竟是否应该或者该如何从他们的发明中获利。

此外，在WI-38的基础上，医药公司研发的疫苗已获得上亿美元的收益，但似乎该胚胎的父母却没有任何获利。这就再次引发了长期以来争论不断的话题——组织捐赠者是否应该获得补偿。

寻找细胞

1962年，Hayflick在维斯塔研究所从事先锋的病毒研究。当时，维斯塔研究所由Hilary Koprowski领导，他是一位致力于疫苗研究的专家，聘请Hayflick来管理研究中心的细胞培养实验室，并为其他研究人员提供实验所需的细胞。但Hayflick同时也在探索一些病毒是否会诱发癌症。为此，他需要一类前所未有的细胞：绝对“正常”的人类细胞，并能在实验室中被稳定培养。他认为胚胎细胞是理想的选择，因为这类细胞比成人细胞暴露于病毒的几率要小得多。

当时在宾夕法尼亚州，堕胎在医生的许可下是合法的行为。Hayflick能够直接从医院的手术室获取他所需要的胚胎。Hayflick培养了25种胚胎细胞系，分别命名为WI-1至WI-25。但在研究开展了几个月之后，他发现了一些异常的现象。理论上而言，只要细胞被恰当地培养，它们应该能永远复制下去。但Hayflick发现，他所培养的一些较老的细胞系的复制速度开始变慢，最终停止分裂。

Hayflick及其同事PaulMoorhead在1961年发表了一篇名为“Theserial cultivation of human diploid cell strains”的文章，指出正常的胚胎细胞会在约50代以后停止复制。这篇文章成为生物学界被引用最多的文献之一。该文献开启了一个新的领域：细胞衰老研究。一个正常细胞从开始分裂直到停止分裂，其能够进行的分裂次数被称为“the Hayflick limit”。

更关键的是，Hayflick和Moorhead还发现，胚胎细胞在被冰冻储存数月后，一旦被解冻，它们又能开始分裂，同时，它们能“记得”已经进行过多少次分裂，并从上次中断的次数开始累积。因此，通过对传代培养细胞进行冷冻，能够获得处于任何一个“生命”时间点的细胞。而且这些细胞变得更易被许多人类病毒所感染，表明它们是作为制作疫苗的病毒的最佳载体。

基于这些发现，Hayflick决定寻找一种胚胎细胞系，既能够广泛应用于实验室研究，还能用于产业中的疫苗生产。

成功的细胞系

从那以后，Hayflick开始从其他渠道寻找胚胎组织。最终，1962年6月，Hayflick收到了来自瑞典的胚胎肺组织，从而培养出了WI-38细胞系。随后，在7月31日，Hayflick将已经大量生长的WI-38细胞在液氮中冷冻储存了一部分。

1年后，提供胚胎组织的瑞典机构通知Hayflick，他们能确保胚胎的母亲及其家族均无癌症和其他遗传性疾病史，而这些信息正是疫苗生产商最需要知道的。虽然有一些信息显示，该胚胎的母亲同意研究者使用这些细胞组织，但不能确定。而且当时瑞典的法律也并不要求捐赠者签署这样的同意书。在那个时期，瑞典和美国一样，其研究领域的伦理意识还非常薄弱。直至20世纪60年代的后期，伦理相关的法律才渐渐被建立起来。

在储备了大量的WI-38细胞后，Hayflick开始在全球范围内到处介绍和推广WI-38细胞。他亲自将WI-38携带至伦敦、莫斯科、列宁格勒和贝尔格莱德等，他还通过邮寄的方法向各个研究所送去了上百份WI-38细胞样本。由于WI-38既便宜、数量又多，各地的科研人员都非常热衷于使用这个细胞模型来开展研究。而且，因为WI-38极易被人类病毒所感染，它在病毒学也得到广泛应用，使其成为鉴定病毒的重要工具。Hayflick还将WI-38大方地赠送给疫苗研发商。其中一位便是维斯塔研究所的StanleyPlotkin。这位科学家致力于风疹的研究。Plotkin在30oC的条件下，利用WI-38细胞培养风疹病毒，从而获得了一种风疹疫苗。随后的临床试验证明，Plotkin所培养的这种疫苗比其他竞争产品更能有效预防风疹。这种疫苗先后于1970年和1979年分别在欧洲和美国获得了上市审批。至今为止，由Merck公司所生产的这种疫苗更是美国市场上唯一的一种风疹疫苗，而GSK同样利用Plotkin所研发的这种疫苗在欧洲和澳大利亚进行销售。

风疹疫苗仅仅是通过WI-38所研发产生的其中一种疫苗。在60年代，基于WI-38的麻疹和狂犬病疫苗相继问世。在70年代，Wyeth公司利用WI-38研发了一种口服腺病毒疫苗，而Pfizer公司则研发了小儿麻痹症疫苗。直至今日，Merck公司仍在利用WI-38细胞研发水痘和带状疱疹的疫苗。

被排挤的处境

虽然Hayflick发表了举足轻重的文献，还培育了WI-38细胞，但他在维斯塔研究所的处境却并不乐观。他始终感觉被当成了“二等公民”。Hayflick从未获得正式的职称，而研究所的所长Koprowski仅仅是将他当成了技术人员而非科学家。

Hayflick这种被排挤的感受终于有一天膨胀到了极点。当时，Hayflick听说Koprowski同意向British drug-maker Burroughs Wellcome（GSK的子公司之一）提供充足的WI-38细胞以及Hayflick培育小儿麻痹症疫苗的培养技术，而以此交换的条件是该公司对研究所的支付使用费。Koprowski竟然打算利用WI-38为研究所盈利，这一点震惊了Hayflick，他认为这么做会使他一直被埋没。

在这样的形势下，Hayflick另外寻找到了一份工作。从1968年7月开始，他就将成为斯坦福大学的药物微生物学教授。在那之前，Hayflick与Koprowski以及NIH、ATCC的代表共同讨论了370个WI-38安瓿的去留。参会者同意Hayflick带走10个WI-38安瓿，另10个需要留在维斯塔实验室，其余的则归属于NIH癌症研究所以及ATCC。

这样的商议结果让Hayflick觉得很不满，他觉得自己受到了不公平待遇。公司和维斯塔正在利用他所培育的细胞谋取利益。而维斯塔研究所则认为，他们是对WI-38所研发的疫苗收取专利费用而不是对细胞本身获取利益，这一切都是合乎伦理的。

在会议之后，Hayflick回了一趟维斯塔研究所，将所有的WI-38安瓿都偷运出来，后来带至了斯坦福大学。Hayflick在斯坦福大学开始其新的事业后，他就开始对那些向他索要WI-38细胞培养样品的科学家们收取费用。每份细胞样品收取15美元，这与ATCC的收费标准时一致。但他将这笔费用设立为“细胞培养基金”。至1975年，他已经通过这种方式筹集到66000美元。

Hayflick将这笔基金储存在了一个独立的账户中，希望等待细胞合法所有者的确定。而这一问题在1975年终于爆发了。当时，Hayflick作为新成立的国家衰老研究所候选领导人接受了NIH的采访。随后，NIH派遣了3位财务审核人员对Hayflick在斯坦福的研究所及其WI-38库存进行了审核。相关的报道于1976年公布在《科学》和《纽约时报》上。这些报告却在短短一天之内摧毁了Hayflick的事业和名誉。报道指出，Hayflick销售了“隶属于美国政府的财产”并将钱财储存了起来；WI-38安瓿被糟糕地占用，部分细胞还受到了细菌的污染。对此，Hayflick对这份报道表示强烈不认同。他提出，并没有法律条款将WI-38归属于政府；他将制备和寄送WI-38细胞所获取的费用都存储在独立的账号等待细胞真正的所有者出现；而且也没有证据表明WI-38的管理不善。

就在报道在《科学》杂志发表的不久之前，Hayflick起诉了NIH。他控告NIH违反了1974年隐私法，将其名字及针对他的言论提供给了FOIA却未将他的反驳论据纳入其中。而当时，Hayflick还在接受一起犯罪调查：他涉嫌窃取国家财产。与此同时，一些疫苗公司因为担心WI-38细胞的库存量会面临短缺开始使用另一种胚胎细胞系，MRC-5。

Hayflick于1976年2月与斯坦福大学解约，沦落为周入104美元补贴的失业人员。他不仅失去了工作，还失去了所有的WI-38细胞。这些对Hayflick而已就如“自己孩子”的细胞被NIH全部没收。

改变命运的时刻

几个月后，Hayflick在旧金山湾的一家儿童医院找到了一份工作，试图继续开展衰老方面的研究。1977年，同行评审同意了他的一项为期3年的NIH科研资金申请。Hayflick随后又长途跋涉赶至NIH，争取到了这笔资金以及一些WI-38细胞。1981年1月，他如愿获得了6个原始WI-38细胞安瓿。

1980年，Bayh-Dole法案正式出台，赋予研究所对于在政府资金赞助下所获得的科研发明冠名的合法权利，并能给予发明者一部分使用权费用。Hayflick的发明早于该法案，但秉承该法案的精神，WI-38事件变得更为棘手。在1981年的夏天，司法部写信给Hayflick的律师，要求庭外和解。最终双方达成一致协议，Hayflick获得了6个原始WI-38安瓿以及培育所得细胞的所有权，而政府则拥有剩余19个安瓿的所有权。Hayflick能够保留他通过WI-38所获得的基金（已有90000美金）。而这笔资金最终全被用于支付Hayflick的律师费用。换言之，Hayflick从未通过WI-38获得经济上的利益。

随着该争端得以解决，科研人员又开始在WI-38细胞研究的基础上获得突破。在分子生物学新技术的帮助下，科学家们利用WI-38细胞探索了人类白血病的基因表达、肿瘤坏死因子的效应等等。此外，WI-38更是探索细胞衰亡的极佳模型。因为这类细胞非常固定地能在复制约50代以后死亡，这为探索其中的奥秘奠定了基础。

然而，关于WI-38的争端后来又再次出现。起因需追溯至1973年的7月，Hayflick接到了一个来自美国国家航空和宇宙航行局（NASA）的电话。当时，太空实验室3号刚刚起飞，而一名NASA的医生作为堕胎的坚决反对者，对于太空实验室中使用WI-38细胞进行无重力细胞生长试验提出了抗议。当Hayflick解释该细胞是在瑞典合法堕胎的情况下获取后，该医生表示愿意息事宁人，但WI-38直至今天仍然受到反对堕胎者的抵制。

对于WI-38被用于疫苗的生产和研发，一直备受争议。一个设立于佛罗里达的儿童机构对于WI-38在疫苗中的使用持反对意见。其执行长官Debi Vinnedge于2003年写信至梵蒂冈，询问天主教信徒是否可以使用基于堕胎胚胎细胞所产生的疫苗。她等待了2年之后才获得回音，信中指出，不存在其他可替代的选择的情况下，父母让其孩子使用由WI-38和MRC-5所产生的疫苗进行免疫是“合法的”，这是为了避免其后代出现严重的疾病风险。

然而，梵蒂冈还写道，虔诚的天主教徒应该“使用一些合法的手段来使得那些使用这类细胞的医药产业日子不好过”。Merck作为Plotkin风疹疫苗的主要生产商，成为了堕胎反对者们的主要攻击对象。Poltkin对此感叹道：“我可以很自豪地说，风疹疫苗所预防的堕胎事件比天主教所做的要多上数以千计。”

Merck公司、Barr实验室（Teva名下）、以及Sigma Aldrich都受益于WI-38细胞，获得了巨额的经济利益。但对于WI-38细胞捐赠者（胚胎的父母或他们继承人）而言，若想因过去50年间人们对WI-38细胞的使用而获得一定的经济补偿，似乎是不太可能的事情。一方面是由于当时在美国和瑞典，在未经同意的情况下使用组织细胞是常规做法。而目前的法律条款有允许研究机构使用这些手术切除所得的组织。法律专家Charo则提出：“如果仅仅是从法律的角度来讨论该事件，我们似乎忽略了情感成分。这不因只是一个法律事件，而是关于道德伦理问题。”

针对组织细胞捐赠问题，芝加哥大学的Scott Kominers认为，如果能将一部分日后的收益给予捐赠者能够激励更多的捐赠并促进医药研究的发展。然而，在哈佛转化医药中心负责伦理项目的Steven Joffe则认为，给予捐赠者金钱激励，反而会降低他们捐赠的意愿，因为这一做法扼杀了无私捐赠行为。此外，在当今社会，像WI-38这样一对一的捐赠事例是比较罕见的，更多的情况是需要许多捐赠样本的集合。面对这种生物样本库的情况，如果需要对每一个捐赠者都给予相应的收益报酬，这无疑将使得科学发展停滞不前。

最后，我们再回到WI-38的故事。对于Hayflick而言，他认为WI-38细胞以及其他人类细胞样本至少应该有4个利益相关者：组织捐赠者、赋予其研究价值的科学家、科学家的研究所、研究工作的赞助机构。现年85岁的Hayflick，作为衰老研究方面的专家，他之前一直将WI-38细胞安瓿储存在自家车库中。直到2007年，他将这些细胞捐赠给了新泽西州的Coriell研究所，他相信该研究所能妥善保管这些细胞。对此，他感叹道：“该是我们这些‘孩子’离开家的时候了。”

参考文献：Nature2013;498:422-426