梳理近期那些不靠谱的研究

来源: 生物谷  2017-10-24 A- A+

近年来,由于细胞系污染、实验技术本身存在问题而有待改进、实验结果无法重复和研究人员存在学术不端等缺陷,不少论文的实验结果广受质疑,甚至论文惨遭撤回。基于此,小编针对近期这方面的相关新闻进行梳理,以飨读者。

1.PLoS ONE:HeLa细胞幽灵---细胞系污染导致大约3.3万篇论文存在问题

doi:10.1371/journal.pone.0186281

几十年来,像著名的HeLa细胞这样的永生细胞一直在污染着实验室中的其他细胞培养物。因此,关于某些细胞的科学研究实际上是在讨论其他的细胞。在一项新的研究中,来自荷兰内梅亨大学的Willem Halffman和Serge Horbach发现了3万多篇关于这些错误的细胞的论文。相关研究结果于2017年10月12日发表在PLoS ONE期刊上,标题为“The ghosts of HeLa: How cell line misidentification contaminates the scientific literature”。

不幸的是,几十年来,HeLa细胞一直在污染着其他的细胞培养物。比如,由于在实验室中发生的粗心大意,这些快速增殖的细胞开始取代其他的细胞培养物。这不仅仅局限于HeLa细胞,而且也在其他的永生细胞系中观察到。研究人员发现了451多种细胞系已被其他的细胞取代。因此,大量的细胞培养物被错误标识了。

生物医学研究人员可能认为他们研究的是人癌细胞,然而事实上,它们中的大多数已被小鼠细胞取代。这就使得在发表的科学论文中,这些作者们报道他们认为他们的发现是针对人皮肤癌的,但是实际上是基于研究小鼠细胞取得的。在很多情形下,这些研究人员甚至并不知道他们犯错了。

2.Science子刊:当心!广泛使用的人肿瘤细胞系U87MG被污染了

doi:10.1126/scitranslmed.aaf6853

一种广泛使用的人胶质母细胞瘤细胞系U87MG是瑞典乌普萨拉大学在1966年首先建立的。作为乌普萨拉大学的一名科学家,Bengt Westermark当年参与了乌普萨拉大学构建U87MG细胞系和几种其他的多形性胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme, GBM)细胞系。

在一项新的验证研究中,Westermark团队发现从美国标准生物品收藏中心(ATCC)购买到的U87MG细胞系与乌普萨拉大学最初建立的U87MG细胞系不是一样的。相关研究结果发表在2016年8月31日那期Science Translational Medicine期刊上,论文标题为“Origin of the U87MG glioma cell line: Good news and bad news”。

3.PNAS:假阳性率高达70%,大约4万篇使用fMRI的论文不可信?

doi:10.1073/pnas.1602413113

在一项新的研究中,来自美国麻省总医院的研究人员使用499名健康人的静息态fMRI数据来开展3百万次任务组分析。在不同的实验设计中使用这些数据,他们估计了显著性结果的发生率。在理论上,研究人员应当发现5%的假阳性率(显著性阈值为5%),但是实际上,他们发现用于fMRI分析的最为常见的软件包(SPM、FSL和AFNI)能够产生的假阳性率高达70%。这一发现对大约4万篇使用fMRI的研究论文的可信性提出质疑,而且可能对理解神经成像结果产生重大的影响。 相关研究结果于2016年6月27日在线发表在PNAS期刊上,论文标题为“Cluster failure: Why fMRI inferences for spatial extent have inflated false-positive rates”。论文通信作者为瑞典林雪平大学科学家Anders Eklund。

除了发现令人吃惊的高假阳性率之外,研究人员发现AFNI软件包存在一个漏洞。当使用这种软件的漏洞排除版本时,它能够将假阳性率降低10%以上。

4.Nature新闻:4%的生物医学论文存在图片重复

doi:10.1038/nature.2016.19802

针对20,621篇研究文章进行的一项大型分析提示着,每25篇生物医学论文中大约有一篇应当更加注意检测不合适重复的图片。这一发现再次呼吁在已被接受的研究论文在发表之前应当例行地检查它们当中的图片。

EMBO Journal期刊主编Bernd Pulverer说,之前的研究分析了图片重复率,但是这项最新分析是特别大型的,具有涵盖多种期刊的优势。他注意到尽管大多数图片重复并不意味着欺诈或恶意,但是它们确实错误地代表实验。

在美国斯坦福大学任教的微生物学家Elisabeth Bik花了两年时间研究40种不同期刊在1995年到2014年发表的文章,旨在从中发现相同的图片被用来代表同一篇论文中不同的实验。她和两名也是微生物学家的论文共同作者反复核对了她发现的图片重复。

这三名作者发现,总体而言,这些核对的论文中的4%含有这样的图片重复。不过,图片重复率从International Journal of Oncology期刊的12%以上到Journal of Cell Biology期刊的0.3%,其中后者从2002年开始系统性扫描已被接受但还未发表的论文中的图片。更高影响因子的期刊通常具有更低的图片重复率。

5.Oncotarget:对白血病研究常用细胞系进行测序 提高结果重复性

doi:10.18632/oncotarget.15392

“突变是生命的一部分。基因中的突变就像文本信息中的排印错误,但究竟哪些突变会引发癌症?这是个问题。如果没有好的模型系统对突变进行检测就无法解决这一难题。”Watanabe-Smith博士这样说道。

这项研究的重点在于介绍该实验室的模型系统,确保其他研究人员在寻找致癌突变的研究中能够使用准确且可重复的实验方法。

该研究对一个常用的细胞系进行了分析,检测哪些突变对白血病和其他癌症的发生有重要作用。他们在研究中发现这个细胞系存在一个之前未报道过的缺陷,这个叫做Ba/F3的细胞系会获得额外突变。

研究人员建议在用Ba/F3进行实验的过程中额外添加一步(对使用的细胞系进行测序)来提高结果的可重复性。虽然这些结果还需要得到更多研究证实,但是需要向科学界传递的信息已经很明确:在这个标准实验中存在一些之前没有预料到的潜在问题。

6.可惜!因用错细胞系,国内一著名高校撤销一篇论文

2016年6月发布在Retraction Watch网站的一则消息称,因误将Hela细胞(宫颈癌细胞)当做KB细胞(口腔上皮样癌细胞)使用,国内一著名高校近期撤销了发表的一篇关于肿瘤新分子靶标的论文。

ICLAC (The International Cell Line AuthenticationCommittee,国际细胞系认证委员会)已公布目前至少有438种细胞系已被全部污染;更有研究报道国内建的人源细胞系有85%是错的。据统计约30%细胞系被交叉污染或错误辨识,2014~2015年炒得沸沸扬扬日本美女科学家小保方晴子主演的"STAP细胞"闹剧,后来证实是污染了胚胎干细胞。因使用了交叉污染或错误辨识的细胞而导致研究结论错误、结果不可重复、临床细胞治疗灾难性后果……这浪费大量时间、精力和金钱。因此NIH、ATCC等权威机构多次发出呼吁,要求研究者对细胞进行鉴定,如2011年美国专门颁布了细胞STR鉴定国家标准;2014年12月、2015年2月Science杂志分别发表文章专题阐述细胞交叉污染和错误辨识的严重性;2015年4月Nature通知:Nature旗下所有杂志将要求作者鉴定论文中所用细胞系;2015年6月即有报道称一科学家因用错细胞系,撤销Nature论文。STR基因分型已被ATCC、ICLAC等作为金标准用于细胞鉴定。

7.著名干细胞学家撤回《细胞》“突破性” 研究论文

经过反复验证后,哈佛大学著名科学家Doug Melton(梅尔顿)撤回三年前发表在《细胞》杂志上的一篇论文。

2013年,梅尔顿小组报道了一个新发现,提出肝脏能分泌一种刺激胰岛素分泌的激素betatrophin(胰岛营养因子),这样的激素显然能成为治疗糖尿病的潜在新方法。文章在《细胞》杂志发表后,哈佛大学著名学者,重要学术期刊,巨大的应用潜力,广泛的应用前景,这样的研究成果显然迅速成为了全世界科学界和媒体的关注热点。这样的新激素意味着可以让成千上万糖尿病患者摆脱长期注射胰岛素的困境。

2014年另一个独立的研究小组发现,梅尔顿小组报道的这个胰岛营养因子并不会影响胰岛素的分泌。梅尔顿小组随后对这种质疑进行了部分反驳。不过2016年,梅尔顿小组在Plos One发表文章承认了这种蛋白不具有刺激胰岛素分泌的功能。现在正式撤销2013年的《细胞》论文,在撤稿声明中明确提出当时的结论是错误的,缺乏足够的支持证据,这彻底埋葬了当时让人嫉妒的新发现。科学家这种勇于担当的态度是非常值得我们学习的。

梅尔顿告诉撤稿观察博客说撤回文章是为了避免造成混乱。betatrophin假说被推翻的过程说明科学家面对分歧时,应该如何一起工作,一起推动一个领域的进步。科学史表明,科学是曲折前进的。梅尔顿是干细胞研究的先驱,1990年代初,当他儿子被诊断出患有1型糖尿病,他决定致力于用干细胞制造胰岛素分泌β细胞,希望借此来治愈糖尿病。这一研究使他发现了betatrophin,在梅尔顿最初的论文中,他们发现给小鼠注射这种激素能让胰腺β细胞增长17倍。如果这样的作用也存在于人类,梅尔顿认为未来糖尿病患者可能只需要一年注射一次这样激素,而不必每天注射胰岛素。

但是此后一直无法重复这一结果,第一次研究只用了7个小鼠,当把实验动物扩大到先后5次52个动物,β细胞的数量开始大幅下降。RegeneronPharmaceuticals公司的ViktoriaGusarova小组通过敲除和过表达betatrophin等方法,最终也无法证明这种蛋白刺激胰岛素细胞增生的能力。为了彻底验证这个假说,梅尔顿甚至招募了德克萨斯州贝勒医学院两个研究人员,三个小组开展动物盲法实验,结果仍然无法证明这个假说。最终只能放弃这一假说,将原始论文撤回。

8.eLife震撼推出5篇论文直指顶级研究可重复性差

doi:10.7554/eLife.23383.001; doi:10.7554/eLife.07072; doi:10.7554/eLife.21634; doi:10.7554/eLife.18173; doi:10.7554/eLife.17044.001; doi:10.7554/eLife.17584.001

今年1月19日,eLife杂志在线出版了5篇研究论文,这些研究直指过去几年里肿瘤生物学领域广受瞩目的部分研究成果的可重复性非常差。

2013年,一位名叫Elizabeth Iorns的80后女性肿瘤生物学家(University of Miami Miller School of Medicine助理教授)发起了一项“癌症生物领域重复性工程”(Reproducibility Project: Cancer Biology ),该工程旨在挑选出2010年至2012年间50篇高影响力的肿瘤生物学相关研究论文,验证这些论文的可重复性(目前由于资金的原因,50篇论文缩减到30篇)。该项工程主要由Elizabeth Iorns创办的Science Exchange (一个科学实验外包平台)联合 Center for Open Science(科学开放中心)完成。

2015年,Science杂志以“The Cancer Test”为题专文报道了“癌症生物领域重复性工程”的由来和设立的背景,其中特别提到一个主要原因可能是因为一些制药公司巨头在重复CNS等顶级杂志中发表的肿瘤相关论文时发现可重复性非常低(Amgen公司的数据表明,53篇顶级肿瘤研究论文只有6篇可以重复;Bayer公司的数据表明有79%的重复失败率)。由于公司和相关实验室签订了保密协议而不能公布他们无法重复的研究,这使得公司显得很被动。

如今,将近3年的时间过去了,eLife终于发布了第一阶段5篇重复性实验的结果,结果十分令人遗憾,无一例外都表示被挑选的这些论文论文的可重复性非常差。这5篇论文如下(分别源自Cell,Nature,Science,PNAS和Sci Trans Med)。

总的来说,上述5项重复试验中,只有第一篇文章的重复性稍微好一些,尽管很多地方也是不尽如人意,而其它4篇文章的肿瘤相关实验中可重复性极差,几乎可以判定为那些所谓新开发的药物或者新鉴定到的靶点并没有起到很明显的作用。结果令人沮丧,尽管此前这些文章在发表之时引起一时的轰动或者很多制药公司的关注。高影响力的论文如此差的重复性确实令人担忧,但是这个项目背后也引起了不少当事科学家的质疑,对很多科学家来说,最大的担忧恐怕是这些承担重复性工程的相关实验室的专业程度,而且可能还有其他公司利益上的考量。另外值得考虑的一点就是,如果仅仅把实验方案提供给外包的实验平台就能解决问题,那么问题来了,科学家还需要花费巨大的精力和时间在实验上吗?

本文来源自生物谷,更多资讯请下载生物谷APP(http://www.bioon.com/m/)

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