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1993年2月，一个阴冷的星期六早上，美国耶鲁大学的癌症生物学家约翰·帕维莱克（John Pawelek）坐在办公室，翻阅一本与癌症相关的学术杂志。癌症是一个涉及面极广的研究领域，要对它有深入了解，必须关注前沿研究。看这类杂志时，他往往先阅读自己实验室发表的论文，再粗略浏览其他文章。但在这个早上，帕维莱克决定认真读完整本杂志。正是这个简单的决定，让他找到了新的研究方向——阐明癌细胞的扩散机制，这是癌症最致命的特征。

那本杂志上刊登了一封读者来信，作者是三位捷克医生，他们在信中提出的问题引起了帕维莱克的注意：癌细胞与白细胞的融合是否会导致癌症扩散（metastasize）？当时，帕维莱克还在阅读进化生物学家林恩·玛格里斯（Lynn Margulis）的著作，三位捷克医生的问题，立即让他想起玛格里斯的观点：早期生命的进化是原始细胞相互吞噬、融合的过程，以便形成杂交体获得更大的生存优势。帕维莱克回忆说：“两种观点的联系让我兴奋不已。既然在进化史上，细胞间的融合已有先例，为什么癌细胞间不能有类似的行为呢？”

过去15年，帕维莱克和同事在动物实验中发现，癌细胞的确会与白细胞融合，极大地增强自身的转移能力。通常，只要癌细胞还没有转移到其他重要器官，病人的康复几率就比较大，因此，如果帕维莱克的发现能得到证实，一条新的抗癌途径就会展现在医生面前。正如帕维莱克所说：“只有弄清楚癌细胞如何转移，我们才能找到阻止转移的方法。”

然而，到底是什么原因促使癌细胞转移，科学家至今不知道答案。我们知道，癌细胞会挣脱原发肿瘤的控制，穿过其他细胞，进入淋巴和血液循环，最终侵入其他组织并“落地生根”。因此，要想解释癌细胞为何拥有转移能力，首先得弄清楚细胞间的相互作用机制。但这不是一件简单的事。美国约翰斯·霍普金斯大学的遗传学家伯特·沃格尔斯坦（Bert Vogelstein）说：“到目前为止，我们还没有合适的生物学手段可以研究不同类型的细胞和组织间的相互作用。”

关于癌细胞转移的“幕后推手”，学术界有两种看法：一种认为，某个或某些基因的突变赋予了癌细胞转移的能力；另一种则认为，突变不会引起扩散，染色体数目异常才是罪魁祸首——正常细胞都会受到“转移限制”，而癌细胞染色体数目异常却使限制失效。但在帕维莱克看来，这两种观点都不正确，因为它们无法解释癌细胞如何能以特定次序获得特定突变，以使自己成功获得转移能力。

66岁的帕维莱克认为，癌细胞与白细胞（巨噬细胞）融合后才能获得转移能力。一般说来，巨噬细胞能在人体的大部分组织内自由穿梭，而且对毒性物质具有天然抵抗力。帕维莱克推测：“转移与普通癌症是两个完全不同的阶段。在我看来，转移就像是原发癌细胞染上的一种‘怪病’。也许在与巨噬细胞杂交的过程中，癌细胞承袭了对方的转移特性。”在人体内，巨噬细胞常常吞噬病菌和病变细胞（如癌细胞），但有时，它们可能不会摧毁吞噬掉的细胞，而是与之融合——就像数十亿年前的原始细胞一样。

最初的实验中，帕维莱克和同事选用了转移能力较弱的小鼠黑素瘤细胞与巨噬细胞进行融合，并在融合过程中添加了聚乙二醇。这种试剂可以溶解细胞膜，加速杂交进程。随后，他们把这些融合细胞移植到大约5,000只小鼠体内。帕维莱克说：“这项实验工作量极大，我们花了4年时间才完成，能坚持下来真不容易。”实验结果令人震惊：在黑素瘤细胞与巨噬细胞形成的融合细胞中，55%都极具转移性，致死率非常高；而由黑素瘤细胞两两融合形成的细胞则没有表现出转移性。“上述结果告诉我，我们找对了方向”。

帕维莱克和同事还在实验中发现，在分子水平上，转移性细胞与巨噬细胞竟有相似之处，比如转移相关基因的激活方式。此外，他们发现转移性癌细胞还会产生自噬体（autophagosome），用于降解自身细胞器和一些大分子——巨噬细胞在人体内穿梭时，也会形成这种细胞器，功能相同。

其实，帕维莱克并非首个提出融合理论的科学家。早在1911年，德国病理学家奥托·埃切尔（Otto Aichel）就提出了该理论。大约50年后，一些研究人员在实验中发现，移植到动物体内的癌细胞会自发地与其他细胞融合，从而得到转移能力，这一理论又重新受到重视。可惜的是，到了20世纪80年代中期，人们对它的热情又冷淡下来。融合理论的命运为何如此多舛？美国新泽西州贝尔维尔市花园之州癌症中心主席戴维·戈登贝格（David Goldenberg）认为，主要原因是当时的技术不成熟，科学家虽然能在实验室观察到外源细胞与宿主细胞的融合，却无法证实在自然条件下也会发生同样的现象——可以想象，如果融合现象确实存在，癌细胞与巨噬细胞就应该具有遗传相似性，因而要证实转移性癌细胞为“融合体”就更难了。

不过，帕维莱克认为，今天的技术已足以解开癌细胞的“融合之谜”，而答案就藏在曾接受骨髓移植的癌症患者体内。由于放疗和化疗会损害骨髓，严重影响人体的造血功能，因此很多患者最后都会接受骨髓移植。捐赠者的骨髓与患者存在天然遗传差异，这让科学家有可能观察到癌细胞是否会与移植骨髓产生的巨噬细胞融合。

帕维莱克和同事已找到了两个“疑似案例”：一名O型血男孩接受了自己A型血兄弟的骨髓后，不幸患上了肾癌。研究人员发现，患病男孩的癌细胞含有A型抗原；一名女性患者在接受自己儿子的骨髓后，也患上了肾癌，研究人员在她的癌细胞中居然找到了Y染色体。不过，研究人员还不确定，他们观察到的癌细胞是否携带有患者的基因组——也就是说，这些癌细胞可能并非融合体，而是来源于骨髓捐献者。在接下来的工作中，帕维莱克可能使用法证DNA分析技术来解决癌细胞中的基因归属问题。

对于帕维莱克的研究，美国斯坦福大学的干细胞生物学家欧文·魏斯曼（Irving Weissman）说：“任何与融合相关的研究都极易犯错，这类错误我见过太多次了：每次你以为发现了一个融合细胞时，后来的结果却证明这不过是一个细胞黏在另一个细胞上，又或者两个细胞靠得太近。”（面对魏斯曼的疑问，帕维莱克保证将采用最稳妥的方法以杜绝这类错误的发生）。

魏斯曼还指出，有研究表明，癌细胞与正常细胞融合后，正常基因可能抑制癌细胞继续恶变，缓解患者的病情。对于这个看似矛盾的结果，帕维莱克认为，不同类型的细胞与癌细胞融合，可能会产生不同的结果，比如与白细胞杂交可以增强癌细胞的扩散能力，而与表皮细胞的杂交则会抑制癌症恶化。

沃格尔斯坦认为，帕维莱克即使能证明杂交癌细胞转移能力会得到加强，也不意味着他的观点是正确的，因为可能还有其他重要机制促使癌细胞转移。

如果帕维莱克的理论是正确的，科学家就会多一种抗癌手段。他们可以开发抗体类药物，攻击融合细胞特有的生物标志，也可以设计分子疗法，阻止癌细胞与其他细胞融合。沃格尔斯坦说：“就算帕维莱克是错误的，这种敢于打破常规的思考方式往往会产生意想不到的结果。”

帕维莱克的研究已引起同行的密切关注。2007年10月，75名科学家出席了在瑞典举行的第一届“细胞融合与癌症”会议，帕维莱克作为特邀嘉宾在大会发言。看起来，细胞融合理论又开始“扩散”了。