修复癌细胞与永生
迈克尔·莱文是塔夫茨大学生物学教授，拥有哈佛医学院遗传学博士学位，研究细胞之间的生物电信号、身体发育与组织再生。本文整理自他在2023年参加的《TARGET: Cancer Podcast》第39期访谈，主持人是血液科及肿瘤内科医生桑杰·朱内贾。
在莱文团队的蛙实验中，一些带有致癌突变的细胞，通过电信号重新与周围细胞建立联系后，恢复了正常的组织行为。细胞没有被杀死，致癌突变也仍然存在。
理解这项研究，要从一个问题开始：细胞除了拥有自己的基因，还怎样知道自己属于哪个器官、应该做什么，以及什么时候停止生长？
癌症的重要问题，是细胞脱离了共同维持身体的协作网络。恢复这种协作，是莱文团队探索的治疗方向。这次访谈中，人类胶质母细胞瘤的相关结果仍限于体外实验中的部分正常化，能否在活体实现，当时尚不清楚。
细胞脱离协作后，开始只顾自己增殖
普通机器人的零件不会自行离开，也不会另找资源繁殖。活细胞却不同：每个细胞都能感知环境、调整活动，并为自身生存采取行动。
多细胞身体依靠电信号、化学信号和机械作用，把这些细胞联系起来。单个细胞的活动因此被纳入更大的任务：形成器官、修复损伤、维持整个身体。
当这种连接断开，细胞的行为就可能退回类似单细胞生物的状态：不断分裂，迁往资源更丰富的地方。原本属于同一个身体的其他组织，此时成了可以利用的外部环境。
增殖和转移，也就可以从这个角度理解：细胞不再参与维持器官，而是只顾自身生存与扩张。
基因提供零件，身体还需要组织零件的过程
基因组中的信息可以用来制造蛋白质，构成细胞运作所需的基本部件。但器官怎样排列、组织怎样长成特定形状、损伤后怎样恢复，还需要细胞群体不断交换信息、调整行为。
这里的区别，类似计算机的硬件与软件。知道铜、硅和芯片如何组成一台计算机，不等于已经知道怎样让它运行某个程序；改变程序，也不一定需要重新制造芯片。
身体的形态同样依赖细胞群体的生理活动。基因提供的部件能否被组织起来、共同完成什么任务，是另一个需要研究的层次。
部分单基因疾病，以及可能由特定突变驱动的某些癌症，仍可能适合从遗传层面处理。保持遗传物质完整也依然重要：如果细胞之间通信所需的蛋白质出了问题，协作当然会受影响。
但基因没有损伤，并不能保证细胞行为正常。莱文团队在另一类蛙实验中，没有引入致癌基因、致癌物或遗传损伤，仅轻微扰动一种细胞的生物电状态，就诱发了转移性黑色素瘤。这让研究进一步指向细胞之间的生理联系。
再生最惊人的地方，是长好之后会停下来
蝾螈失去肢体后，无论缺口在手腕、肘部还是肩部，都能补长缺失的部分。
更关键的是，形成一条正确的肢体后，生长就会停止。
这意味着，再生需要一个可以比较的目标：身体现在是什么样，应该是什么样，两者还差多少。细胞群体不断缩小这个差距，直到结构恢复。
单个细胞未必掌握整条肢体的形状，但细胞组成的网络可以保存并使用这类信息。就像一个神经元并不知道一个人所知道的全部事情，许多神经元连接后，却能形成记忆、作出判断。
这也是为什么仅有干细胞还不够。干细胞能够变成不同类型的细胞，但健康器官还需要正确的三维结构。如果各种组织杂乱地长在一起，形成的可能是畸胎瘤，而不是一个能工作的器官。
再生研究因此既要研究细胞能变成什么，也要研究细胞怎样共同构建形状、在哪里生长、何时停止。
生物电信号，来自细胞膜上的离子流动
身体中能够处理电信号的，不只有神经细胞。其他细胞也有膜两侧的电压差，并能通过连接形成更大的信息网络。
这里涉及的是质子、钠离子、钾离子和氯离子等带电粒子的流动。细胞膜上的离子通道控制特定离子进出，影响膜两侧的电压；这种电压差可以是70毫伏。
当许多细胞连接起来，网络就能处理单个细胞无法独立处理的信息，包括身体形态的目标、当前状态与目标之间的偏差，以及需要启动的修复活动。
研究团队使用对电压敏感的荧光染料，观察胚胎、再生组织或肿瘤中的生物电分布。在这些图样中，可以看到与正常形态相联系的模式，也能看到出生缺陷、损伤或癌症中的异常。
接下来的问题是：应该调整哪些细胞的电状态，才能让整个网络恢复到合适的模式？
致癌突变还在，细胞却重新参与正常组织
在蛙模型中，研究人员引入人类致癌基因，例如带有致癌突变的KRAS，可以诱发肿瘤。在这一过程中，先观察到的变化，是细胞与周围细胞失去电连接。
研究人员随后改变这些细胞与邻居之间的连接，调节相关离子通道，使它们重新进入整体网络。在这些蛙实验中，既能抑制肿瘤，也能让已经存在的肿瘤恢复正常组织行为。
恢复联系的细胞没有被邻居清除，而是重新参与皮肤、肌肉、肾脏等正常组织的形成。即使致癌突变没有被修复，细胞的行为也能随周围网络的生理状态而改变。
类似现象还出现在再生环境中：蝾螈启动再生时，肿瘤可以转为正常组织；研究中的涡虫也有类似表现。另有研究报告，把癌细胞注入小鼠胚胎后，胚胎环境能使这些细胞正常化。
这些例子都指向同一个问题：组织整体的调控，能在多大程度上约束单个细胞的异常行为？
人类细胞的研究仍要单独看。在这次访谈时，团队已有一项人类胶质母细胞瘤研究，显示体外培养中的细胞出现部分正常化；是否能在活体中实现，仍在探索。
团队也开展了人类乳腺癌相关研究，但访谈没有展开具体效果或临床结果。
用药调节细胞接口，让组织接着完成修复
这些实验通过细胞本身的离子通道调整电状态，并没有使用外加电场、电波、特定频率、磁体或辐射。
离子通道是可以用药物调节的。莱文在访谈中粗略估计，约两成药物作用于离子通道，其中一些已经用于癫痫、心脏疾病等。
研究团队希望利用这些药物控制细胞的电信号接口。难点在于，需要知道在什么时间、打开或关闭哪些通道，才能把异常的整体模式调整回来。
因此，计算模型、机器学习和人工智能也是这项研究的一部分：先识别不正确的生物电图样，再帮助选择药物与干预时机。
在当时的动物实验中，给药方式可以是把整只动物浸泡在药液中，让药物发挥作用，不需要逐个瞄准微小的细胞。实验室也能使用光来控制部分过程，但莱文把这一方式主要视为研究工具。
用电复律帮助心脏恢复节律，可以说明这项工作的一个思路：将系统推回合适状态后，依靠细胞继续完成后续工作。相似之处在于让组织恢复自身的协调能力，而非由外部逐一指挥每次离子移动、每个细胞收缩。
再生研究也有类似目标。细胞群体在胚胎发育时曾经构建过器官，研究希望重新启动这种组织能力，无须从头控制每个干细胞、每一个基因的表达。
细胞会应对压力，组织也可能记住错误状态
把细胞看作有信息处理能力的系统，并不意味着它们像人一样认识化疗药物，再有意识地策划逃避。
这里涉及的是更基础的能力：保留过去的状态、对变化作出有限预测，并在压力下调整自身活动。这些调整会影响细胞接下来怎样受到选择。
因此，化疗压力下发生的变化，不能只理解为完全被动的细胞等待筛选。细胞自身的应变，也是需要研究的一部分。
组织还可能持续保留异常的活动模式。例如，一处脑组织引发癫痫活动，另一处没有明显结构问题的脑组织也可能出现对应的异常活动灶，这叫镜像灶。心脏组织出现错误节律后，也可能继续维持这种节律，即“心脏记忆”。问题可以出在组织保留了异常的生理活动模式，而不只是结构受损。
莱文进一步预测，医学中的多数问题最终可能归结为这类持续存在的生理活动模式，相应的治疗方向是重新训练组织，而不是改写基因组。
至于衰老是否会让生物电模式逐渐退化，进而降低再生能力、增加癌症易感性，在这次访谈时仍有很大部分未知。两者可能有关，但具体联系还需要研究。
涡虫的启示：基因组并不整齐，也能持续再生
涡虫是一类扁形动物。莱文团队研究的涡虫能在身体被切分后补回缺失部分，连头部和脑也能再生。
更令人意外的是，与过去学习有关的记忆，也能在脑再生后表现出来。相关发现可以追溯到20世纪60年代，莱文团队在2013年用现代方法进行了验证。
这些涡虫还高度抗癌，并能不断更新衰老的细胞。这里的“永生”，指的是它们不会随着年龄增长而衰老。
它们的基因组却并不整齐：不同细胞的染色体数量可以不同，身体仍能维持正确形态。
这背后的解释是，细胞群体具有很强的纠错能力。即使遗传层面的部件存在差异，整体调控仍能把发育和修复维持在正确方向。
因此，再生、抗衰老与抗癌，并不只是抽象的愿望。自然界已经存在能同时表现出这些能力的动物。理解这些能力如何实现，是莱文对未来人类医学寄予希望的原因。
在2023年这次访谈时，团队已经在蛙中完成肢体再生，正在向小鼠推进；人类肢体再生还没有数据，仍处于很早期的基础研究阶段。
生物电研究，不是拒绝必要药物的理由
访谈最后，朱内贾提出一个实际问题：既然常见心血管药物会影响离子通道或电解质，会不会有人因此担心它们扰乱细胞通信，选择不再服药？
需要区分胚胎发育与成年患者。某些药物可能影响胚胎发育，具有致畸风险；但对确实需要相关心脏药物的成年人，治疗获益通常远大于这里讨论的风险。没有服用必要药物所带来的心脏问题，可能严重得多。
理解细胞生物电，不构成拒绝必要药物的理由。
朱内贾还提醒，没有癌症家族史，不能成为不做筛查的理由。莱文则明确说明自己并非临床医生，没有根据这些研究提供饮食或饮水处方。
参考信息
本文是对原作者视频内容的总结。如需了解完整内容，请观看下方链接中的原视频。
- 原视频：Fixing cancer cells and Immortality，节目：TARGET: Cancer Podcast，第39期；当前发布频道：AI and Healthcare；2023年4月13日发布。
- 嘉宾背景：塔夫茨大学迈克尔·莱文履历。
- 主持人背景：American Oncology Network桑杰·朱内贾履历。
- 小红书原文。
- 来源范围、时间索引与核对记录。
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