[原创]小科普人体大数据之细胞篇：人体内有多少细胞

作者：孙强

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众所周知，人体是由细胞组成的。单个细胞很小，肉眼不可见，要借助显微镜才能看到。很多人也许会问，人体总共有多少个细胞组成？这个看似简单的问题，在科学已经非常发达的今天，科学家们却无法给我们一个满意的答复。

根据某些早期的教科书，人体的细胞总量在5到50万亿(5-50trillion)之间。

世界各地的科学家进行了多种不同测算，在各种各样的测算中，下面这种算法看起来比较有道理些：

假设一个成人体重在60至90公斤之间，除去骨骼内约14％到20％的非细胞部分，再除去血液内大约5％的非细胞重量，一个典型的体细胞的质量约为1纳克（nanogram,1nanogram=10-9gram)。做一下简单的数学计算，我们会得到约46至68万亿。

对于体重较胖的人，体重增加似乎主要是通过扩大的脂肪细胞体积实现的，细胞总量并不会增加太多。再加上在上述计算中没有考虑关节及体内细菌等其他非细胞成分，多数科学家认为人体内的细胞总量约在50万亿左右（有几万亿的上下波动范围）。

这50多万亿的细胞根据形态及功能可分为210多种，多种细胞组合在一起完美地执行着人体的各种代谢功能。而如此巨大数量而又种类繁多的细胞都是从最原始的一个受精卵衍生而来。

细胞的组成主要是水,约占细胞重量的三分之二。其他的有机成分(如蛋白质, 脂肪及碳水化合物等)及无机成分(无机盐及小分子化合物等)加在一起占三分之一。不同的细胞由于执行不同功能,有着不同的内部构造,细胞的构造单位统称为细胞器,不同细胞内的细胞器大约有20多种。

像所有生物一样，细胞也会死亡。一个成年男性每分钟大约失去9600万细胞。而在同一分钟，约96万个新的细胞诞生。细胞的寿命长短不一。例如，白血细胞存活大约十三天，红细胞寿命约为120天，肝细胞的寿命约为18个月，骨细胞约20-30年, 而很多脑细胞是是和人体寿命一样的。细胞的平均寿命约7-10年, 就是说, 每隔7-10年人就会脱胎换骨一次。

在不同种类的人体细胞中，值得一提的是干细胞(stemcell)。简单的说，干细胞类似于最初的受精卵，具有转化成其他任何一种细胞的能力。干细胞研究现在很热，科学家们希望通过研究干细胞，实现体外组织及器官培养。想像一下，也许在不久的将来，你的心脏出现问题，不用担心，拿一个体外培养的心脏换上即可。由于是从你自己的细胞培养而来，不存在任何的免疫排斥反应－－而这是现在异体器官移植存在的最大问题。通过体外改进干细胞基因，再植入人体可以治疗某些遗传疾病，也可用于某些癌症辅助治疗－－这就是所谓的基因治疗了。总之，干细胞技术及其他生物技术的发展，将会在不久的将来带来又一次的临床医疗革命。

想知道更多关于干细胞的知识，美国卫生总署的这个链接可以提供帮助：http://stemcells.nih.gov/info/basics/pages/basics1.aspx

中国干细胞信息平台也可以提供更多信息：http://www.chinastemcell.org

谈到人体细胞，也不能不提一下癌细胞(CancelCell)。癌细胞是人体细胞中的异教徒，是一个完全脱离了人体控制的自由疯长的细胞群。这种异化是由于基因组变异带来的，一些常见的和癌症有关的基因如BRCA，P53,Ras基因等，已经得到了很好的研究。已经鉴定的癌症基因有100多个，有研究推测人体基因组1％的基因的变异可能和细胞癌化相关－人体有2万多个基因，也就是200多个基因可能会同癌症发生有关系。在不同癌症中的不同基因的变异也都相差很大，这给癌症的临床治疗带来很大的困惑和困难。随着基因组测序及其他分子生物学手段的不断进步，会有更多的癌症基因及突变被坚定出来，对我们了解各种癌症的发生机制及进而开发新的治疗手段都会提供很好的依据。应该说明的是，这些所谓的癌基因在正常细胞中都执行者非常重要的功能，这些基因发生突变，既有随机的自发因素，也有环境因素的影响，如吸烟（肺癌），病毒感染（肝癌，宫颈癌）等。

想要了解更多癌症和癌细胞的知识，推荐以下链接：http://www.cancer.gov/

关于癌症基因及基因组研究，可以参考该网站：https://icgc.org

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2015年2月7日“医疗大数据专栏”正式成立。随着基因芯片及DNA测序技术的发展，生物医疗大数据迅猛发展，既是大数据技术发展的原动力，也是大数据技术的受益者。大数据文摘2013年7月成立，我们专注数据，每日坚持分享优质内容，从未间断，我们努力为读者和志愿者打造一个分享和交流平台。作为大数据文摘的志愿者群，我们中有不少人从事医疗大数据相关工作，关心医疗大数据的发展，愿意通过这个专栏，和大家一起分享医疗大数据的点点滴滴。 如果您是专业人员，愿意与大家分享，请加入我们，我们把这个平台和专栏做得更好。精准医疗的革命时代到来了，让我们一起关注医疗大数据技术的发展。

【主编介绍】

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孙强，资深生物信息专家，现在服务于美国国立癌症研究所，从事癌症基因组数据库管理工作。热爱大数据，加入大数据文摘志愿者行列一年有余，愿以文会友，广结大数据善缘。旅居美国多年，与能干的太太和三个可爱的女儿定居于大华府地区。

读过的学校：山东大学，中科院植物所，加大洛杉矶分校( UCLA )

生活过的城市：淄博，济南，北京，洛杉矶，华盛顿

工作过的地方: BioDiscovery Inc, The Institute for Genomic Research(TIGR), J. CraigVenter Institute(JCVI),National Institutes of Health(NIH)

其他爱好：足球，钓鱼，打牌

大数据格言：big data is better data