博文
STAP细胞论文背后的细节
精选
||
日本学者两篇STAP细胞论文7月2日被《自然》撤回，这一事件导致多名日本和美国科学家的信誉损失巨大。这一事件很容易让人回忆起10年前类似一幕。韩国干细胞学家黄禹锡声称用人类胚胎克隆出人类干细胞，这种干细胞能治疗所有需要干细胞治疗的患者，论文发表后引起随后大量赞美，但发现论文属于伪造后带来的负面抨击更为猛烈。两篇论文也被撤回，10多名科学家的职业生涯被摧毁。韩国论文造假事件后，科研诚信问题成为学术领域热议的话题，科学家开始重新评估论文作者应该承担的责任，学术机构也通过各种手段避免自己的雇员发生科研诚信丧失的问题。《自然》等杂志也承诺对论文稿件进行更彻底全面的检查。当时《自然》编者社论写到，“在特殊情况下，《自然》铭记会对声称非同寻常的发现要求提供更全面的证据。”1年后，当俄勒冈健康与科学大学ShoukhratMitalipov声称克隆了猴胚胎干细胞，《自然》要求独立机构验证这些细胞确实来源于猴，这一验证性研究和原始论文一起发表。负责这一验证工作的加州再生医学研究院主席Alan Trounson对此非常赞赏。
《自然》1月发表的日本理化研究所小保方晴子子的干细胞论文，声称通过酸性培养基或物理挤压等简单应激处理，就可以将成熟血液细胞诱导成胚胎干细胞，由于这样简单的技术有可能改变多年来制约干细胞领域制备复杂的瓶颈，将能大大提高干细胞的基础和临床研究速度，而且简单处理还能避免其他技术的一些风险。但是根据《自然》提供的信息，《自然》杂志所以接受这些论文，主要依据竟然是小保方睛子合作者的信誉，这些合作者是国际干细胞研究领域值得信赖的牛人。但是论文发表后，用最简单的方法就可以发现漏洞百出。文字抄袭和图片伪造非常容易识别，有的图片竟然在同一论文中被反复使用说明不同的实验内容。更离奇的是用基因分析方法证明论文中描述的细胞来源不正确。虽然论文中描述的STAP细胞制备的方法不复杂，当至今没有任何其他实验室重复出该研究结果。
在最近6个月时间内，小保方被理化研究所发现学术不端。一些受人尊敬的科学家，包括理化研究所所长Ryoji Noyori鞠躬公开为手下学者学术不端道歉。现在不禁要问问，韩国论文造假事件后《自然》杂志信誓旦旦的要求额外证据的规定怎么被轻易忽视不用。这一事件再次提醒人们，确定研究和同行评议质量很困难。共同作者、研究机构和杂志的责任也是容易被忽视的。这一案例的意义是能告诉年轻学者那些事情是不能干的，有的科学家已经把这一事件作为教育学生了解科学伦理的经典案例。回顾整个事件，到底存在那些值得我们牢记的教训。
STAP传奇故事并非凭空出现。2001年，哈佛大学布里格姆妇女医院麻醉师Charles Vacanti曾发现，几乎所有类型的哺乳动物组织中都存在一种孢子样细胞spore-likecells。根据Vacanti的说法，这些细胞是多能干细胞。也就是说能够分化成任何细胞，但这些细胞似乎是处于休眠状态，可能在损伤、疾病情况下能被激活形成新组织。
今年1月，Vacanti告诉《自然》新闻组，2006年前他的课题组能大量扩增细胞，但是对细胞的特征没有确定。所以他们没有明确这种细胞的多能性。2008年，他将这一任务交给了刚从日本来的小保方。
证明细胞具有多向分化潜能的方法，通常是将这种细胞注射到正在发育的小鼠胚胎，让胚胎发育成嵌合体，并标记这些细胞的去向。这个实验难度比较大，小保方需要找人帮忙。小保方通过谷歌找到日本理化研究所发育生物学中心著名小鼠克隆专家若山照彦。2011年，小保方以访问学者身份来到日本理化研究所发育生物学中心。开始用成年细胞，经过上百次诱导失败后，小保方和若山照彦决定换用新生小鼠来源的血液细胞进行实验，实验随后获得成功。
此时此刻，Vacanti和小保方都确信应激处理可诱导出多能干细胞。小保方说这个洗澡的思路就是来自于自己泡澡时的灵光乍现（听上去很熟悉）。在理化研究所的实验中，小保方用酸诱导新生小鼠脾脏细胞，并和发育生物学中心两位干细胞学家YoshikiSasai 和Hitoshi Niwa合作进行干细胞特征确认。根据STAP细胞的两个关键特征证据，说明用应激处理诱导的这些细胞属于多能干细胞，研究数据已经足够，最后投稿并在《自然》发表了2篇论文。小保方一举成为日本英雄，日本媒体像打过鸡血，挖掘出她贴在实验仪器上的卡通人物森林小人、她穿着奶奶送给她的传统日本做饭的围裙这样的细节进行大肆宣扬。
小保方在《自然》发表STAP细胞的论文后只过了几周，一些匿名观察者开始注意到论文中图片伪造和文字抄袭的错误。一些干细胞科学家开始报道他们无法重复STAP细胞的结果。
4月1日，理化研究所调查委员会得出结论认为小保方有学术不端。小保方始终坚持认为结果真实，但是论文共同作者一个个退出支持她的阵营。理论上，《自然》撤回论文必须所有作者同意。特殊情况下，即使1到2名作者不同意也会撤回论文。小保方6月最终同意撤回两篇论文。4月后她谢绝了所有采访，最后她被理化研究所邀请在监视下参加STAP细胞的验证性工作。
批评者质疑《自然》，许多明显错误应该很容易被确认，几乎完全从别人2005年的一篇论文中抄袭的17行文字就非常容易被发现。许多杂志使用CrossCheck软件对抄袭问题进行检测，这种软件能将稿件和4千万篇论文进行对比分析。《自然》编辑就使用这个软件，但没有发现问题，说明这种软件也存在缺陷。不过，即使用软件识别出问题也不会影响发表，许多情况下是杂志要求对这部分明确出处。理化研究所调查委员会对这一问题的看法是应该注明出处文献，不认为这属于学术不端。委员会认为图片伪造和重复使用的问题才更严重。小保方将来自不同实验的凝胶电泳条带拼接成一副图片。她还使用来自畸胎瘤的细胞图片，畸胎瘤包含多种组织，这一图片她曾经在自己的博士论文中使用。但是图注确实代表不同的细胞类型。委员会判断这两种情况属于学术不端。小保方说自己并不是故意为之。
图片伪造和同一论文重复使用的问题能被识别，许多杂志现在也很重视这个问题。例如EMBO出版社接受论文前，Jana Christopher要对所有论文的图片进行分析。她使用图像分析软件对所有图片的对比度和色彩进行调整，以发现可能存在的问题。
通过EMBO杂志主编Bernd Pulverer要求，Christopher在不了解背景的情况对STAP细胞的两篇论文进行分析，结果发现存在三个问题，凝胶电泳的拼接基本上属于学术不端，重复错误使用图片或许是无辜，而细胞克隆的合成图片纯粹是为填补空隙。Pulverer主编说，这类图片问题相当典型，大约20%的稿件中会发现这类问题。洛克菲勒大学的《细胞生物学杂志》发表的论文中也在论文中发现同样的问题。但是杂志一般不会立刻认定这种图像属于欺骗。例如凝胶电泳的拼接通常是为了让结果更美观和清楚。许多情况下，这种错误是天真的想法，是希望让结果更美丽，提供更多信息。不过Pulverer说如果作者对这样的问题无法提供可靠的原始资料证据和合理的原因解释，将会按照规定处置。《细胞生物学杂志》执行主编Liz Williams说，他们杂志接受后的稿件因为这些情况被拒稿的比例大约是1%。
.不过通过扫描图片分析的方法是非常粗糙的，一些人担心这种方法对潜在的造假者没有太大威慑作用，虽然拼接图片的错误很容易被识别，但重复使用图片就很难发现了。对不同文章进行图形对比分析需要超级计算机才能完成。在这方面业内有许多讨论，但一直不能推进。不过理论上看，计算机技术的发展往往让人无法预测，也许不久能开发出简单的图形识别技术，让这样的问题很容易被发现。论文一旦发表，如果存在问题将是永久记录，千万别有侥幸心理。就目前的图形分析技术来说，STAP细胞论文中关于畸胎瘤的图片根本无法识别。一些问题仍需要通过深入调查才能确定。
《自然》主编菲利普坎贝尔说，编辑和审稿人都没能发现影响论文发表的问题。但是科学家和出版人说，进行进一步调查可能会发现更加让人吃惊的问题，这能产生警示作用。
许多人认为检查应该针对所有论文，Christopher说她用1/3的工作时间完成EMBO出版4份杂志接受的稿件图形检查工作。《自然》和《自然》系列杂志的图形检查工作采用随机抽查。《自然》发言人Alice Henchley说由于人力资源限制不能对所有论文的图片进行全面检查，小保方的STAP细胞论文发表前就没有被图片检查。她说，接受本事件的教训，《自然》将扩大图片检查的比例。
对一些声称特别重要的新发现，仅仅检查图片和文字并不能足以保证结果的可靠性。独立基因分析证明世界上第一例克隆羊多利确实来自被克隆羊的乳腺细胞。2005年韩国黄禹锡教授的第一只克隆狗史纳比也是采用同样的方法被确认的。两次实验都是在论文发表后为平息争议进行的验证性工作。这类验证性实验也可以在论文发表前进行，以避免不必要的争论。《自然》2007年第一次要求对Mitalipov的猴干细胞进行发表前独立验证，不过这类验证性研究需要在不受细胞运输限制的区域之间进行。Mitalipov为了尽快发表论文，后来关于人类干细胞克隆的论文放弃《自然》改投《细胞》，这篇论文投稿后12天就被《细胞》接受。匿名批评者指出这篇人类干细胞论文存在图片复制和图注错误，但Mitalipov证明这些错误不影响结论。
一些科学家认为，在投稿前合作者内部进行严格验证确定可靠性是最理想的办法。具有讽刺意味的是，若山照彦教授这次恰好就是在这一过程大意。与羊、狗和猴不同，小鼠的品系遗传鉴定十分方便，能很容易地发现问题。干细胞学家Rudolf Jaenisch认为，依靠遗传学分析并不能确定动物品系。3月，若山照彦教授利用第三方基因序列分析确定了STAP细胞来源的问题。他是用荧光蛋白基因标记的染色体类型来分析动物品系。若山照彦教授7月公布了验证结果，证明论文中声称的细胞来自不同的动物品系。
如果论文发表前要求作者提供独立机构重复基因分析实验结果，会给科学家带来巨大负担，这显然不现实。休斯顿安德森癌症中心发育生物学家Richard Behringer认为，为保证数据的可靠，杂志让作者提供本实验室内部不同学者的验证性实验结果应该可行。
《自然》一直没有公开编辑和作者之间的通讯信息，但是 坎贝尔主编说，小保方发表的关于STAP细胞的两篇论文由4个独立小组处理，杂志理解这些工作经过独立重复。当问题开始被发现后，所有作者都坚信他们确定实验经过重复。
Sasai说他的实验室观察了STAP细胞的产生过程。但实际上，他只重复了STAP细胞制备过程的部分内容。他负责用实时图象分析蛋白Oct4的表达情况。他说当时绝对没有考虑到他观察的细胞和STAP干细胞有何不同。若山照彦教授曾经说，他独立地制造出STAP干细胞看上去和胚胎细胞完全一样，这使他坚信研究过程可靠。当论文问题被发现后，若山照彦教授再次说，我在理化研究所成功地重复了实验，所以我认为结果绝对可靠。现在回头看这件事，若山照彦教授尽管意识到自己的验证性实验并不是完全独立的，整个实验过程小保方就在旁边几乎参加了所有实验步骤。后来不久，若山照彦接受山梨大学的新职务，他从来没有鉴定这些细胞的特征，不可能发现细胞被掉包或污染。日本理化研究所调查委员会发现，Sasai和若山照彦虽然没有构成学术不端，但对这一问题负有不可推卸的严重责任。
共同作者中最让人困惑的是哈佛大学的Vacanti教授，STAP论文发表一周内，他给科学美国人杂志的声称是人类STAP干细胞的照片。当其他大批科学家表示无法重复STAP细胞实验时，2月中旬他告诉《自然》新闻组“制备STAP细胞实在不困难，如果我能弄出来，所有人都可以。”3月中旬，他在网络上发表了制备STAP细胞的详细说明表。但是到现在，他并没有提供更多证据说明他的实验室制备出STAP细胞。7月2日的声明中，Vacanti宣称他虽然同意撤回存在错误的论文，他仍然坚信STAP细胞的核心概念无误，这将会被日本理化研究所和其他独立学术结构证明。
让许多干细胞科学家震惊的是，STAP细胞竟然将Niwa、Sasai 和若山照彦这些牛人都牵涉其中。新加坡干细胞学家Davor Solter说，作为共同作者，必须确保实验结果的可重复性，这些作者都负有责任。若山照彦教授被指责在监督小保方工作方面失职，最起码应该检查一下她的实验记录吧，调查委员会在调查中就发现小保方的实验记录混乱的惊人。也有人对这事表示同情，例如EMBO主任说，控制是必要的，但也要相信科学，否则整个系统会完全失控，对年轻科学家所有的实验过程进行全部监督是不可能的。
国际干细胞学会主席加拿大干细胞学家Janet Rossant指出，除监督松懈以外，《自然》的审稿和编辑也相当差劲。坎贝尔主编不同意这一说法。有人说为了让大家对整个过程了解更清楚，杂志应该公布审稿意见。坎贝尔主编也考虑过这个方案，但是缺点是可能会引起更多误解，审稿人也表示不同意公开。
墨尔本大学学术诚信顾问Paul Taylor说，只要有学术研究，就必然存在学术不端，而且没有任何政策、教育、训练和管理规定能杜绝学术不端的发生。Taylor认为学术机构对待这类事件的态度很重要。在STAP论文事件中，理化研究所的作法可圈可点，公布在这一事件中存在数据分析错误和虚构结论的问题。Taylor认为理化研究所处理这事反应迅速、效率高而且过程透明。调查期间，Noyori还让所有实验室对过去发表的论文进行全面检查，显示了务实认真的态度。
在干细胞研究领域，STAP和韩国黄禹锡事件共同成为警示性经典案例。通过这些故事，告诉年轻的学者，良好的实验记录和谨慎参与合作都很重要。作为论文的任何作者，都有承担确认所有内容真实性的责任。如果不能作到这一点，请不要同意作为作者。
名誉就是科学家的职业生命，一旦丢失，永远无法挽回。
美女科学家造假
https://blog.szjingmu.com/blog-41174-808865.html
上一篇：《自然》撤回STAP细胞论文的声明
下一篇：胖并健康着
