你真的知道了解自己在用什么细胞株吗?存在已久的细胞株误用问题影响与解决方法

作者 | 发布日期 2017 年 11 月 25 日 7:30 | 分类 医疗科技 , 科技教育
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【Technews科技新报】近数十年以来,包含知名的海拉细胞(HeLa cells)在内的不朽细胞株(immortal cells)与其他实验用细胞早已在实验室培养过程中互相污染。因此,当我们在科学研究中讨论以某细胞所做的实验结果时,其实早已不是原本我们认为的细胞株。荷兰奈梅亨大学(Radboud University)研究者 Willem Halffman 与 Serge Horbach 近日发布于科学期刊《PLOS ONE》的研究就指出,有超过 3 万篇已发布的论文使用的细胞株并不正确。



最为大众所知的细胞株──海拉细胞(HeLa cells)是 1951 年由一名患有子宫颈癌的美国女性 Henrietta Lacks 的活体组织切片所分离出的细胞株,由于这些癌细胞有不断快速分裂的特性,也就让它们成为第一种不死细胞株,至今仍在世界各地的生医研究中持续培养使用,也是生医研究最常被使用也最重要的一种细胞株。近年海拉细胞又因书籍及媒体的介绍,使得这个传奇细胞株开始被大众认识。

不幸的是,由于实验操作的疏失及其他原因,海拉细胞近十年来不断与实验室培养的细胞互相污染,这种细胞株复制快速的特性,让它们能在培养基中大量生长进而逐渐取代其他细胞。这样的问题不只在海拉细胞出现,研究者发现已有超过 451 个细胞株早被其他细胞取代,也因此导致大量培养细胞根本标示错误。

当生医研究人员误以为他们正在用癌化的人类细胞进行实验,但事实上有很高的机会其实使用到小鼠的细胞。这种标示错误可能让他们误以为自己在人类皮肤癌研究中取得研究成果,但所提出的实验证据却是以小鼠细胞为研究对象,使研究者对研究结果的判断结论和事实出现落差。在大多数的情况下,研究者根本不知道自己正在使用的细胞株早已不是以为的细胞株,更没有办法意识到问题存在。

为了要了解这件问题的严重性及影响范围,Willem Halffman 与 Serge Horbach 开始研究从 1955 年来细胞株误判对科学研究成果造成的影响。Halffman 表示,由于使用错误的细胞株所做的研究还会被其他研究者参考,并在其他研究论文被引用,因此影响范围不只是误用细胞株的研究室本身,还会扩及到之后其他研究者。研究大量的文献之后,他们相信大约有 3.3 万篇已发布论文受到影响。也就是说,线上有超过 3 万篇研究内容是以错误的细胞株进行讨论并导出结论。

Serge Horbach 表示,大多数科学研究者都不是故意以错误的细胞发布研究论文,误用细胞本身算是科学研究者的无心之过。真正的问题在于,这些标示错误细胞株的研究成果可能没办法重现,研究成果的效力也会受到怀疑。更严重的状况则是,人们早在半世纪前就已经知道细胞株有误用问题,但许多研究者对此仍然没有足够的警觉性,直到现在每个星期都还会有带有细胞误用问题的新论文发布。

由于许多生医从业人员并不清楚是哪 451 种细胞株被错误标示,因此提供细胞株来源的单位就扮演了关键的角色。Halffman 表示,许多任职于细胞株管理单位的人员其实都明白这样的问题存在已久,但由于愿意正视这个问题的人不多,使他们的声音被忽视。除此之外,当这个问题牵涉到某些私人企业时,会因为声誉以及商业考量而不愿意主动揭露问题。因此,这些问题至今仍然没有受到应有的重视的主要原因,便是因为特定立场顾及此事对声誉及形象的影响。

为了避免细胞株之间互相污染,近年来科学家也已提出许多方法,譬如操作步骤的改善以及使用抽风柜操作等,科学家也可以在研究之前先基因检测所使用的细胞株,来确保自己没有误用细胞株。这些额外的步骤虽然可以减少细胞污染与误用,但也会增加实验成本与耗费时间。Halffman 表示,当他和其他科学家讨论这些议题时,科学家普遍都认为这部分是最大的问题,研究者发布论文有其时间及成本压力,每次实验前实施细胞株的基因检测会增加研究者的负担。

Halffman 与 Horbach 不断强调,他们做这项研究的目的并不是为了指责误用细胞株的研究者,或质疑他们的研究成果。这是一个普遍存在的问题,而真正重要的是,大家了解问题之后要如何去面对已经造成的错误。其中一种解决办法是将带有细胞株误用问题的 3 万篇研究论文加上免责声明,解释研究中使用的细胞株问题,让读者自行判断这样会不会影响实验结果的参考价值。毕竟细胞株使用错误不一定直接影响研究内容,有时候甚至不构成问题。免责声明的标示只是为了让读者得到更充足的资讯,对研究中的结果与推论过程更仔细的思考再下结论。然而,将误用细胞株的研究一一标示也不是件简单的工作,仍然需要时间、金钱及大量心力才能够完成。

Halffman 与 Horbach 的这项研究属于 PRINTEGER 计划的一环。PRINTEGER 计划是一项由欧盟所支持的大型科学诚信(scientific integrity)研究计划,目的在于找出科学研究机构存在的问题以及解决方法。Horbach 主持的另一项研究就是在探讨如何改善科学期刊论文的审查程序,并避免科学期刊论文撤销。希望透过这些研究,让科学研究文化全方位提升,变得更加成熟完善。

(图片来源:《PLOS ONE》论文

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黄 斯沛

一直是学生,所以也一直在学习。喜欢世上所有美的事物,但审美观一直很随兴。思考时总是琐碎而纷杂的,喜欢东摸西摸到处看看写写。还在学着能够温柔而勇敢的凝视世界,哪怕逝者如斯,且共从容。
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