10月23日晚上7點，復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院心內(nèi)科的年輕醫(yī)生白英楠剛剛結(jié)束診療。這兩天，她的名字不斷以中文、英文的形式頻繁出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上，和科研造假、學(xué)術(shù)不端聯(lián)系了起來。
白英楠感到有點冤。她對《中國科學(xué)報》記者表示：“我沒有任何科研造假的行為。”
和白英楠一樣處境尷尬的，還有一位心臟干細(xì)胞領(lǐng)域的研究者。在最近的一次學(xué)術(shù)會議上，好幾位大同行向他悄悄打聽：“新聞上說你搞的那個心臟干細(xì)胞是假的啊？”
因美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院建議撤回Piero Anversa的31篇論文，國內(nèi)心臟干細(xì)胞研究者陷入“造假大地震”疑云。《中國科學(xué)報》記者經(jīng)深入調(diào)查發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)心臟干細(xì)胞研究集中在討論各類干細(xì)胞治療心臟病的臨床前研究，與涉嫌造假的c-kit陽性心臟干細(xì)胞分化無關(guān)。盡管如此，該領(lǐng)域?qū)嶒灥目芍貜?fù)性也應(yīng)得到足夠重視，警惕“假陽性”結(jié)果貿(mào)然發(fā)布。
c-kit在國內(nèi)
讓白英楠陷入尷尬的這件事，起因要追溯到2010年初。結(jié)束研究生階段對內(nèi)皮祖細(xì)胞研究的白英楠，經(jīng)過一名日本教授的推薦，被復(fù)旦大學(xué)派往Anversa實驗室做訪問學(xué)者。
近3年里，白英楠被安排在一位叫Polina Goichberg的研究員的小組里，研究ephrinA1這個信號通路對c-kit陽性心臟干細(xì)胞修復(fù)心肌作用的影響。“Anversa實驗室分工明確，我所在的小組只負(fù)責(zé)心梗小鼠的動物實驗部分，在此之前的c-kit陽性心臟干細(xì)胞分離培養(yǎng)，以及后續(xù)的檢測其遷移情況的體內(nèi)實驗，都是由其他小組操作。”白英楠表示。
2011年，《循環(huán)研究》雜志發(fā)表了該實驗室有關(guān)ephrinA1的研究，加上通訊作者Anversa本人共有16名作者，白英楠位列第二。2011年至2015年期間，另外4篇有關(guān)ephrinA1的研究論文陸續(xù)發(fā)表，都帶上了白英楠的名字。
2012年底，白英楠結(jié)束訪問學(xué)者工作回到復(fù)旦大學(xué)中山醫(yī)院，沒有帶回更多的與c-kit陽性心臟干細(xì)胞相關(guān)的信息，生活的重心也從科研變成了治病。“很可惜我沒有申請到課題，相關(guān)研究工作都停止了，也沒有再發(fā)表過論文。”她表示。
事實上，在造假“實錘”前，c-kit陽性心臟干細(xì)胞已經(jīng)陸續(xù)受到其他研究小組的質(zhì)疑。質(zhì)疑的焦點是，重復(fù)開展的實驗中，沒有觀察到c-kit陽性心臟干細(xì)胞的分化。
據(jù)《中國科學(xué)報》記者對中文論文的查實，國內(nèi)心臟干細(xì)胞研究者大多來自醫(yī)學(xué)院，對心臟干細(xì)胞臨床使用問題最為關(guān)心。因此，與c-kit陽性心臟干細(xì)胞的相關(guān)研究主要集中在臨床前，已被證實有效干細(xì)胞與其他因子如何協(xié)同配合、解決如何移植和歸巢等臨床問題是其主要創(chuàng)新點。而更基礎(chǔ)的、曾引發(fā)爭議的“作用機制”方面，則缺乏實證研究。
2016年一篇發(fā)表在《生理科學(xué)進(jìn)展》上的綜述文章描繪了關(guān)于c-kit陽性心臟干細(xì)胞的研究現(xiàn)狀，其行文邏輯也從側(cè)面體現(xiàn)出國內(nèi)該領(lǐng)域研究的思路——好用是關(guān)鍵。文章指出，c-kit陽性心臟干細(xì)胞在心肌梗死、心力衰竭等心臟疾病中的作用得到了多項體內(nèi)外實驗及臨床試驗的證實，但“其治療機制仍在爭議中”。
自Anversa先后發(fā)表c-kit陽性心臟干細(xì)胞可以分化成心肌細(xì)胞的結(jié)果后，將攻克心臟病作為畢生事業(yè)的復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院心內(nèi)科主任、中科院院士葛均波萌生了嘗試新型的c-kit陽性心臟干細(xì)胞治療心臟病的想法。
從Anversa實驗室獲知c-kit陽性心臟干細(xì)胞的細(xì)節(jié)時，作為一名臨床醫(yī)生，葛均波也否認(rèn)了其在臨床上使用的可能。“Anversa提出取得c-kit陽性心臟干細(xì)胞的一個條件，必須做左心房的心肌活檢，這需要在左心房開一個差不多5毫米深的口子，而左心房本身厚度只有4毫米左右，就像一張薄紙。當(dāng)時我就覺得這樣操作會有讓心臟破裂的風(fēng)險，還要得到倫理委員會的批準(zhǔn)，很難做得下去。”葛均波說。
換句話說，c-kit陽性心臟干細(xì)胞的問題在于作用機制，國內(nèi)的研究大多則跳過了驗證機制，直接進(jìn)入更下游的效果方面。如果研究者在效果觀察的實驗中沒有撒謊，因c-kit陽性心臟干細(xì)胞造假而被懷疑的集體造假便無從發(fā)生。
除了臨床前研究，國內(nèi)鮮有基礎(chǔ)研究著眼于細(xì)胞示蹤技術(shù)。此前，細(xì)胞示蹤技術(shù)存在的瑕疵成為對c-kit陽性心臟干細(xì)胞是否分化的爭論關(guān)注點之一。普遍采用的細(xì)胞示蹤技術(shù)需要對所觀察的細(xì)胞進(jìn)行染色，存在一定染錯率。同時，標(biāo)記c-kit陽性心臟干細(xì)胞達(dá)不到百分之百準(zhǔn)確，會“滲漏”到其他類型的細(xì)胞上。例如，“滲漏”到心肌細(xì)胞中，實驗者就會觀察到心肌細(xì)胞的后代，并將它們誤認(rèn)為是由c-kit陽性心臟干細(xì)胞分化的細(xì)胞。
為此，近年來，中科院上海生科院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所研究員周斌研究組對c-kit陽性心臟干細(xì)胞進(jìn)行遺傳譜系示蹤，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不論是在心臟的生理穩(wěn)態(tài)還是心臟梗死后，c-kit陽性細(xì)胞都極少貢獻(xiàn)心肌細(xì)胞。
為了驗證假設(shè)，課題組采用即時譜系示蹤的方法，將非心肌細(xì)胞和新產(chǎn)生的心肌細(xì)胞標(biāo)記上與現(xiàn)存的心肌細(xì)胞不同的熒光標(biāo)記，證明了c-kit陽性心臟干細(xì)胞在心臟生理穩(wěn)態(tài)和損傷修復(fù)中主要貢獻(xiàn)的是冠狀動脈內(nèi)皮細(xì)胞，而不是心肌細(xì)胞。
用干細(xì)胞治療心臟的思路一起“涼涼”？
更進(jìn)一步，國內(nèi)有關(guān)用干細(xì)胞治療心臟病的研究，亦在此次被疑“跟風(fēng)”學(xué)術(shù)造假的范疇內(nèi)。
復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院心內(nèi)科教授黃浙勇告訴《中國科學(xué)報》記者，目前新聞報道中的“心臟干細(xì)胞”，是指心臟自身的干細(xì)胞。而希望用來治療心臟病的干細(xì)胞，遠(yuǎn)不止c-kit陽性心臟干細(xì)胞這一種。
人的許多成體器官中自身包含一些干細(xì)胞，讓其受傷后可以不斷再生。長期以來“心肌梗死或心肌受損后不能有效自我修復(fù)”是科學(xué)界的共識，因此如何修復(fù)受傷的心肌，成為科學(xué)家需要攻克的難題。
直到2003年，Anversa發(fā)表論文稱發(fā)現(xiàn)了心臟原位的“c-kit陽性心臟干細(xì)胞”。c-kit是細(xì)胞表面的一種受體，Anversa自稱發(fā)現(xiàn)了帶有這種標(biāo)記物的心臟干細(xì)胞，并以此命名。
此后，多個研究小組重復(fù)了Anversa的實驗，并對結(jié)果提出了質(zhì)疑，都是圍繞c-kit陽性心臟干細(xì)胞開展。最新的進(jìn)展在今年8月，周斌在《循環(huán)》雜志發(fā)表實驗結(jié)果顯示不存在心臟干細(xì)胞。
葛均波介紹：“c-kit陽性細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)的確讓人眼前一亮，但最新的譜系示蹤技術(shù)發(fā)現(xiàn)成體心臟的非心肌細(xì)胞不會轉(zhuǎn)分化為心肌細(xì)胞，也就是說不管哪種干性標(biāo)記，‘心臟的自身細(xì)胞’均不具備心肌再生能力。這的確讓人沮喪。”
但是，從理論上講，修復(fù)受損的心肌除了用心臟自身的干細(xì)胞之外，也可以用其他來源的干細(xì)胞。例如間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）、誘導(dǎo)式多能性干細(xì)胞（IPS）、胚胎干細(xì)胞（ES）。這些干細(xì)胞不是來源于心臟，但在一些實驗或臨床試驗中顯示具有修復(fù)心肌的效果，具體機制仍在探索中。
比如，黃浙勇介紹，對于MSC，最初研究者信心滿滿地認(rèn)為，直接將MSC注射于壞死的心肌中，可以“分化”為“嶄新”的心肌細(xì)胞，從而取代壞死的心肌。但事實并不如想象中那么美好，注射的MSC在心肌內(nèi)停留的數(shù)量極少，生存的更少，那些少量存活的MSC在心肌內(nèi)也無法分化成心肌細(xì)胞。
近年來，科學(xué)家也提出了新假設(shè)，MSC移植的獲益并非源自細(xì)胞再生，而是MSC在進(jìn)入人體后，通過旁分泌產(chǎn)生一些細(xì)胞因子，與正常心肌細(xì)胞相互作用，改善了心梗愈合過程，可以為心梗患者帶來些許獲益。
正是如此，在中文數(shù)據(jù)庫中按“心臟干細(xì)胞”搜索的結(jié)果，并按被引排序首頁的論文，都集中在骨髓MSC的實驗上，和c-kit陽性心臟干細(xì)胞無關(guān)。
ES和IPS正在成為治療心臟病的另一個途徑。近年來，中科院生物物理所研究員馬躍帶領(lǐng)研究小組設(shè)計了新的心肌分化方法，在體外實驗中讓人體ES可以在14天內(nèi)高效分化成心房肌細(xì)胞和心室肌細(xì)胞，這些細(xì)胞具有心房肌細(xì)胞和心室肌細(xì)胞在胚胎時期的電生理特征。這一研究成果使在實驗室內(nèi)大量培養(yǎng)生產(chǎn)人的心房肌細(xì)胞和心室肌細(xì)胞成為可能。心肌梗死發(fā)生在左心室，這決定了心室肌細(xì)胞是最適合用于細(xì)胞移植治療心肌梗死的細(xì)胞。
“從理論上來看，成體細(xì)胞本身的性質(zhì)作為一種‘內(nèi)因’，決定了通過任何成體細(xì)胞轉(zhuǎn)分化為心肌細(xì)胞去實現(xiàn)修復(fù)心肌這一目標(biāo)都不太現(xiàn)實。而過去所證明成體細(xì)胞‘有效’的實驗結(jié)果，很大程度上是它們作為‘外因’輔助心臟提高了其功能，例如旁分泌。”而馬躍解釋，“ES和IPS分化的心室肌細(xì)胞因具有收縮功能，可以直接提高心臟的功能，成為心臟修復(fù)的‘內(nèi)因’。”
在他看來，未來的發(fā)展方向?qū)⑹?ldquo;內(nèi)因”和“外因”的結(jié)合，基礎(chǔ)研究和臨床研究還需要大量共同努力。
從這個角度看，國內(nèi)心臟干細(xì)胞研究依然集中走在“正道”上，并不會因為一種干細(xì)胞類型的造假而全軍覆沒。
警惕把“假陽性”當(dāng)重大成果發(fā)布
綜上，學(xué)術(shù)造假的“大地震”并沒有發(fā)生。但是，和學(xué)術(shù)造假同樣值得重視的，是心臟干細(xì)胞研究乃至整個干細(xì)胞、生命科學(xué)領(lǐng)域過于急功近利的現(xiàn)象。
“都想做創(chuàng)造歷史的人。”這是曾對Anversa實驗進(jìn)行過質(zhì)疑的西雅圖華盛頓大學(xué)的Charles Murry對心臟干細(xì)胞領(lǐng)域研究的評價。
Anversa數(shù)據(jù)造假的最大動因正是作為新科學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)者，名譽和經(jīng)濟(jì)上的雙豐收。誰都無法抵御這樣的誘惑。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授薛天表示，美國也曾“一窩蜂”地急于把這個成果應(yīng)用到臨床上。多個美國心血管領(lǐng)域的“大牛”投入大量人力物力，美國國立衛(wèi)生研究院在此后10余年里也投入大量科研經(jīng)費研究其理論和潛在應(yīng)用。
“科學(xué)界有一個說法，不同凡響的發(fā)現(xiàn)需要不同凡響的證據(jù)。整個心血管領(lǐng)域沒有真正遵循這個原則，為了‘重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)’而降低了科學(xué)證據(jù)的評判標(biāo)準(zhǔn)。”薛天告訴《中國科學(xué)報》記者。
例如，心肌極為敏感，假陽性的情況極容易出現(xiàn)，在確保學(xué)術(shù)誠信的前提下，仍然引發(fā)該領(lǐng)域研究者對現(xiàn)發(fā)表論文可重復(fù)性的高度懷疑。“心肌研究要十分謹(jǐn)慎，即便往受損的心肌中注射生理鹽水，都能在短時間內(nèi)由于誘發(fā)炎癥反應(yīng)而短暫恢復(fù)部分功能，但這并不代表打進(jìn)心臟的東西就真正起作用。如果不采用嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，很容易得出錯誤的結(jié)論。”薛天強調(diào)。
在他看來，盡管無法證實中國研究者存在造假嫌疑，但中國研究者發(fā)表的文章體現(xiàn)出低端重復(fù)科研的特點。
在學(xué)術(shù)誠信的前提下，國內(nèi)外心臟干細(xì)胞研究都表現(xiàn)出的急于求成而忽視嚴(yán)格科研標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象，值得學(xué)術(shù)界反思。
此外，將“一次性故事”、假陽性當(dāng)成重大科學(xué)進(jìn)展，也成為生命科學(xué)領(lǐng)域近年來屢次成為“大型車禍現(xiàn)場”的重要原因。
一位國內(nèi)生命科學(xué)研究者對《中國科學(xué)報》記者表示，歐美科學(xué)家2003年前后頻繁報告生命科學(xué)領(lǐng)域的重大進(jìn)展，以當(dāng)時中國學(xué)者水平很難與其相提并論，研究難以在頂尖雜志上發(fā)表。“我們有一個玩笑式的說法，想要發(fā)CNS（《細(xì)胞》《自然》《科學(xué)》），就去驗證那些重大進(jìn)展，寫負(fù)面結(jié)果的報告。”他說。
科學(xué)哲學(xué)家科林斯提出的“實驗者倒退”的概念，或多或少可以解釋生命科學(xué)領(lǐng)域大量成果無法重復(fù)的現(xiàn)象——當(dāng)實驗系統(tǒng)給出正確答案，你就知道實驗系統(tǒng)是有效的，但只有在信任實驗系統(tǒng)后，你才知道正確答案是什么。
一位不愿透露姓名的中科院院士表示，和許多生命科學(xué)研究的情況類似，干細(xì)胞領(lǐng)域尚處在科學(xué)前沿，一些科研工作者一味追求重大科研發(fā)現(xiàn)，對實驗數(shù)據(jù)的可重復(fù)性重視不夠。“尤其是有的導(dǎo)師長期不做實驗，對學(xué)生做出來的數(shù)據(jù)無法把握，導(dǎo)致許多論文實際上描述的是‘一次性故事’，結(jié)果不可重復(fù)。”
研究者呼吁，包括干細(xì)胞在內(nèi)的生命科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)固然重大，但仍應(yīng)首先強調(diào)學(xué)術(shù)誠信問題，同時也應(yīng)把科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性放在重要位置。
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