如何用癌細胞做一份你吃不起的牛排?

本文作者：菲利普醫生（知乎 ID）

那天晚上，最後一批拿來做研究工具的 HeLa 細胞完成了自己的使命，被我收集起來準備凍存。當我望著離心管裡那一團離心沉澱得到的細胞，我出神了......

作者供圖

滿滿十盤培養皿的細胞被收集起來，雖然數以千萬計，但其實也只不過黃豆粒大小。

然而，為了養活並擴增出這一小團癌細胞，我耗費了差不多半瓶培養液和十幾毫升胎牛血清，當然還有十幾個培養皿、移液管。

實驗操作環境也是正壓層流細胞房，操作臺是經過紫外消毒的超淨實驗臺。不僅耗材和設備不便宜，伺候這些細胞還需要專人打理。如此高的資金和人力成本，我手裡這一小團細胞怎麼說也要大幾百塊錢了。

「身體被掏空」的培養皿（作者供圖）

聯想起之前看到的吃播，那些極盡炫富之能事的吃播博主，他們所能想到的最昂貴食材也無非是刺參、黑金鮑、澳龍、伊比利亞火腿、帝王蟹、頂級雪花牛肉，幾百塊錢 10 克的頂級歐洲鱘鰉魚子醬已經是頂格。

但與我手中這一團癌細胞相比，這些珍饈美饌真的也只能算是臭弟弟而已。實不相瞞，癌細胞可能是世界上最昂貴的「食物」。

如何製作一塊「癌細胞肉」？

要用癌細胞做一份美味的牛排，只靠眼前的這坨細胞肯定是不行的。

試管裡的這坨細胞其貌不揚，松鬆散散如同爛泥，或許在味道上因為富含高濃度胺基酸的細胞質而鮮味十足，口感上目前確實乏善可陳，肯定無法提供海參的軟糯、鮑魚、澳龍的爽脆，更難以在烹飪時產生雪花牛肉那樣的美拉德反應。

燒烤過程中肉類出現焦褐色，就是發生了美拉德反應（圖源：soogif）

我們都知道，生物體的構成基本單位是細胞，但我們吃的肉絕不僅僅是細胞而已。

其實，一塊肉的絕大多數部分是細胞外的基質，細胞僅僅是其中的小部分。

因此，培養的細胞要想做出豐富的口感、立體的風味，還必須有細胞外基質的加持！

比如下面這張組織切片，我們不僅可以看到很多細胞，更能看到細胞外面顏色比較淺的細胞外基質。

細胞外顏色較淺的部分就是細胞外基質

（作者供圖）

這些細胞外基質最常見的成分就是膠原蛋白，膠原蛋白又分為多種類型，最常見的是 I 型膠原。I 型膠原的口感，類似於豬蹄子和紅燒肉的肉皮。熱的時候軟軟糯糯，涼的時候 Q 彈有嚼勁。

紅燒肉的肉皮裡有豐富的膠原蛋白

（圖源：soogif）

不過，如果指望培養皿裡單層培養的細胞靠自己分泌細胞外基質，不僅效率太低，而且根本無法有效地把細胞和細胞外基質按照一定組織架構形成類似肉類的結構。

所以，高濃度膠原凝膠是一種可以嘗試的路線。而在眾多膠原蛋白中，提取方法最簡單，綜合成本最低的肯定是 I 型膠原。

我們可以用動物肌腱或者真皮層作為原料。通過酸性液體溶解或者高溫熬煮的方法獲得。但是高溫熬煮獲得的 I 型膠原就失去了生物活性，很難和活的癌細胞共同構成「癌細胞肉」，所以還是得用酸溶法。

我讀碩士期間做的課題曾經做過提取動物肌腱膠原蛋白用於製造人造皮膚水凝膠的研究。當時就是用大鼠的尾巴切成段，然後抽出來裡面的肌腱，然後用低濃度醋酸溶解其中的膠原蛋白。

白色的絲狀物就是大鼠的肌腱（作者供圖）

溶解產物經過提純，然後用 BCA 法測定其中的蛋白質含量，最後平均下來一條體重 200g 的大鼠尾巴能提取出約 800mg 的 I 型膠原。

這時的膠原蛋白是溶於水的液態，通過混合細胞、中和有機酸，膠原凝固，就可以在體外構建出含有細胞和細胞外基質的「人造肉」。

作者供圖

雖然剛造出來的人造肉像果凍一樣一碰就碎，但不用著急。

隨著時間推移，凝膠內的細胞會通過拉扯膠原纖維，「擰乾」這塊肉中的水分，並逐漸接近於正常組織的柔韌度。用這種辦法，把成纖維細胞換成癌細胞就能產生類似於動物肉一樣的「癌細胞肉」。

造一塊「癌細胞肉」需要多少錢？

那麼，通過批量擴增癌細胞，提取鼠尾膠原，體外製備「癌細胞肉」的成本有多高呢？我們來算一下。

首先是培養細胞所需要的成本。

血清：一般現在市面上賣的胎牛血清質量高的（如 Gibico 澳洲進口高級胎牛血清）可以達到 8000 元每 500ml，我現在用的一款比較便宜（畢竟癌細胞不挑剔），也要 2800 元每 500ml。

培養基：DMEM 培養基無論高糖低糖，都是 60～80 塊錢每500ml，我們取個平均數 70 元好了。

抗生素：為了防止細胞汙染，還要準備青鏈黴素，最便宜的國產貨也要 100元 每 100ml。

胰酶：給細胞傳代必然需要這個，用於把細胞從培養皿上消化下來，從而轉移到新的培養皿中。最便宜的國產貨要 200 元每 100ml。

所以，培養細胞的混合培養基構成：DMEM 培養基 445ml +胎牛血清 50ml + 青鏈黴素 5ml=62.3+280+5=347.3 元。

500ml 的培養基大概能培養出多少細胞呢？我個人的經驗是，養 Hela 細胞的話滿打滿算 50 盤細胞，每一盤最多 300 萬個細胞。

每 500ml 的完全培養基能生產 1.5 億個細胞就是「直呼內行」級別的了不起了。此外，這 10 億個細胞的生產過程還至少要消耗胰酶 60ml，價值 120 元。

購買細胞株要花錢、細胞培養需要無菌環境、特定的溫度溼度培養箱、有經驗的人工（比如我）、培養皿、移液管、離心管、水電費等等，最少最少也得算他個 300 塊錢。

綜合算下來，1.5 億個細胞光生產成本，最低就要 347.3+120+300=767.3 元。每培養一億個細胞，就需要差不多 500 塊。

人體約有 40～60 萬億個細胞，取個平均數 50 萬億，按一個人 120 斤算，一斤肉有 4200 億個細胞。

要想造 1 斤的「癌細胞肉」，咱光是造細胞就得花 4200*500=210 萬元。

圖源：soogif

算完了細胞，咱們再算算細胞外基質。

一隻大鼠才能獲得 0.8g 膠原蛋白。一斤人造「癌細胞肉」怎麼說也要有 150g （以瘦豬肉中膠原蛋白含量計算），那麼就得殺 188 只大鼠，大鼠的花銷就又要接近 1 萬塊錢。當然了，這相比養細胞所需要的花銷幾乎可以忽略不計。

綜上所述，如果我們用 HeLa 細胞和鼠尾膠原製造人造肉，一斤的成本差不多要兩百多萬。絕對不是任誰都能消費得起。

當然了，考慮到海拉細胞可能具有傳播人乳頭瘤病毒的可能，這塊「癌肉」的烹飪請務必選擇全熟。

為了讓這塊肉口感不要太柴，我們還可以在製造過程中用脂肪幹細胞誘導一些脂肪組織，填充在肉肉的間隙裡，形成類似於雪花和牛的口感。

想到這裡，深夜做實驗的疲憊一掃而空，飢餓卻突然襲來。

把細胞妥善凍好，我走出實驗樓。街角路燈下，炒飯炒粉的老哥叼著煙問我：「老樣子，一個雞蛋？」

「不，今天放倆。」（策劃：gyouza）

看餓了嗎？（圖源：soogif）

致謝：本文經 天津醫科大學總醫院腫瘤內科副主任醫師 紹宜 專業審核