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海拉細(xì)胞的回溯: 細(xì)胞系的錯誤鑒定如何誤導(dǎo)了科學(xué)文獻(xiàn)
今天推薦的是由荷蘭內(nèi)梅亨大學(xué)社會科學(xué)研究所，在2017年04月21日發(fā)表的一篇文章，通訊作者是Willem Halffman教授，研究主要闡述了細(xì)胞系的錯誤鑒定如何污染了科學(xué)研究。
細(xì)胞系的錯誤識別問題是生物醫(yī)學(xué)科學(xué)領(lǐng)域中一個長期存在且棘手的問題，它引發(fā)了人們對于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性的擔(dān)憂。錯誤的細(xì)胞識別可能會對研究結(jié)果產(chǎn)生輕微或嚴(yán)重的影響，有時甚至?xí)菇Y(jié)果變得毫無意義。
細(xì)胞系錯誤識別的問題已經(jīng)知道了幾十年，始于20世紀(jì)60年代圍繞HeLa細(xì)胞的爭議。盡管幾次警報和糾正錯誤識別問題的呼吁和倡議繼續(xù)困擾著生物醫(yī)學(xué)研究，但新公布的大規(guī)模交叉污染和廣泛使用最近出現(xiàn)的錯誤鑒定細(xì)胞系。雖然沒有確切的數(shù)字，但細(xì)胞系識別錯誤的程度估計在所有細(xì)胞系中約占五分之一到三分之一。此外，盡管目前只有488個或0.6%的已知細(xì)胞系被錯誤認(rèn)定，但大多數(shù)細(xì)胞系很少被使用。被錯誤識別的細(xì)胞系在被發(fā)現(xiàn)后往往還會長時間以其虛假身份被使用，而其他研究人員也可能在其結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究?？紤]到對這些細(xì)胞系進(jìn)行的研究的生物醫(yī)學(xué)性質(zhì)，錯誤發(fā)現(xiàn)的后果可能是嚴(yán)重和昂貴的，可能會影響撥款、申請甚至藥物試驗(yàn)等方面。國際細(xì)胞系鑒定委員會(ICLAC)進(jìn)行的幾個案例研究強(qiáng)調(diào)了使用錯誤鑒定細(xì)胞系的一些潛在后果。特別是在過去的十年里，這個問題的嚴(yán)重性已經(jīng)得到了廣泛的承認(rèn)，一些期刊文章、撥款申請的要求，甚至一封致美國衛(wèi)生部長的公開信都呼吁立即采取行動。
目前，關(guān)于采取行動和補(bǔ)救活動的呼吁幾乎集中在避免未來細(xì)胞系污染方面，例如通過建立更容易核實(shí)細(xì)胞系身份的系統(tǒng)。人們提出了多種解決方案，包括使用短串聯(lián)重復(fù)序列(STR)進(jìn)行基因型鑒定。此外，作者在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前應(yīng)該檢查細(xì)胞系的身份，但很少有人注意到已發(fā)表的基于錯誤識別的細(xì)胞的研究文章已經(jīng)造成了損害。雖然存在一些系統(tǒng)，如文章的撤回和更正，可用于提醒其他研究人員潛在問題，但這些系統(tǒng)很少用于標(biāo)記細(xì)胞系的問題。即使未來可以避免細(xì)胞系錯誤識別問題，但這些已經(jīng)被污染的文章將繼續(xù)影響研究。
雖然細(xì)胞系錯誤識別問題幾十年前就已為人所知，但仍有數(shù)量不詳?shù)囊寻l(fā)表論文在沒有警告或糾正的情況下報告了錯誤的細(xì)胞。在這里，研究者團(tuán)隊試圖對這些“被污染"的文獻(xiàn)做出保守的估計。研究者團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了32,755篇報道錯誤識別細(xì)胞研究的文章，這些文章被大約500,000篇其他論文引用。文獻(xiàn)的污染并沒有隨著時間的推移而減少，也不僅僅局限于全球科學(xué)的邊緣國家。幾十年來，人們一直試圖阻止細(xì)胞系的錯誤識別，但事實(shí)證明，這種嘗試是不夠的。文獻(xiàn)的污染需要一個公平合理的通知系統(tǒng)，警告用戶和讀者以適當(dāng)?shù)男⌒膩斫忉屵@些論文。
為了研究文獻(xiàn)污染的規(guī)模，研究者團(tuán)隊需要了解細(xì)胞系的建立、傳播和發(fā)表過程。這一過程如下圖1所示。簡單來說，建立一個新的細(xì)胞系的過程始于從一個有機(jī)體、人類或其他組織樣本中獲得細(xì)胞。如果這些細(xì)胞成功培養(yǎng)并生長，新細(xì)胞系的建立有時會在研究者團(tuán)隊所稱的“建立論文"中被報道。隨后，科學(xué)家可以通過他們的個人網(wǎng)絡(luò)或細(xì)胞庫分享或獲取該細(xì)胞系。這些科學(xué)家可能會對這個細(xì)胞系進(jìn)行研究，并在科學(xué)期刊上發(fā)表他們的發(fā)現(xiàn)，從而建立了研究者團(tuán)隊所說的基于細(xì)胞系的原始文獻(xiàn)。
在某些情況下，可能會發(fā)現(xiàn)細(xì)胞系被錯誤識別。這一觀察結(jié)果可能會發(fā)表在一份“通知文件"中，從而在國際細(xì)胞系認(rèn)證委員會（ICLAC）的交叉污染或錯誤鑒定細(xì)胞系數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行記錄。根據(jù)可用的數(shù)據(jù)，這些細(xì)胞系可以添加到兩種不同的表中：第一種用于沒有已知真實(shí)庫存的細(xì)胞系的表格；第二種用于已知存在真實(shí)庫存的細(xì)胞系的表格。這些表格的目的是幫助科學(xué)家識別并避免使用已知存在問題的細(xì)胞系。
在本文中，研究者團(tuán)隊關(guān)注的是第一類細(xì)胞系，即沒有任何原始庫存報道的細(xì)胞系。在這種情況下，必須謹(jǐn)慎對待所有的原始文獻(xiàn)，因?yàn)樗鼈兛赡芑阱e誤的細(xì)胞系，具有不確定性。此外，研究者團(tuán)隊也試圖估計次要文獻(xiàn)的規(guī)模，這些文獻(xiàn)引用了主要文獻(xiàn)，因此可能建立在有問題的材料上，進(jìn)一步擴(kuò)散了錯誤。
▲圖1：細(xì)胞系的創(chuàng)造、分布和文獻(xiàn)使用: 細(xì)胞的培養(yǎng)樣本(藍(lán)色細(xì)胞)可能產(chǎn)生永生的細(xì)胞系(紅色細(xì)胞)，在“論文"(白色)中宣布使用。
ICLAC（國際細(xì)胞系認(rèn)證委員會）在2016年12月發(fā)布了誤認(rèn)細(xì)胞系清單的8.0版本。研究者團(tuán)隊從該清單中選擇了表1，其中列出了沒有報告原始假定細(xì)胞系的真實(shí)庫存的細(xì)胞系，總計451個。研究者團(tuán)隊可以識別引用了錯誤鑒定細(xì)胞系的建立文章，或者在標(biāo)題、摘要或關(guān)鍵詞中提到了這些細(xì)胞系的文章。研究者團(tuán)隊在Web of Science數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行了詳細(xì)的引文分析，采用了以下兩種搜索方法，以獲得基于錯誤鑒定細(xì)胞系的研究文章數(shù)量的保守估計：
方法1。對于ICLAC名單上的每個細(xì)胞系，研究者團(tuán)隊試圖找到報告該細(xì)胞系建立的原創(chuàng)文章。研究者團(tuán)隊首先在Cellosaurus數(shù)據(jù)庫中搜索這些所謂的“建立文章"，然后參考了德國微生物和細(xì)胞系收集（DSMZ）數(shù)據(jù)庫、美國類型培養(yǎng)收集（ATCC）數(shù)據(jù)庫和歐洲認(rèn)證細(xì)胞培養(yǎng)收集（ECACC）數(shù)據(jù)庫。研究者團(tuán)隊查閱了以上數(shù)據(jù)庫，以確認(rèn)是否有關(guān)于某個細(xì)胞系的已建立文章的引用。研究者團(tuán)隊找到了255個細(xì)胞系的建立文章。接下來，研究者團(tuán)隊在Web of Science數(shù)據(jù)庫中搜索這些以建立文章找到的原始論文，并收集了這些文章的所有引用文獻(xiàn)。
方法2。研究者團(tuán)隊在Web of Science (WoS) 數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行了一項搜索，旨在檢索所有包含451個細(xì)胞系名稱之一的文章，同時還包含單詞“cell(s)"或“cell line(s)"在標(biāo)題、摘要或關(guān)鍵詞中的文章。為了提供更準(zhǔn)確的搜索結(jié)果，研究者團(tuán)隊選擇了WoS數(shù)據(jù)庫中最常見的25個研究領(lǐng)域(按WoS定義)，僅對這些領(lǐng)域的文章進(jìn)行了分類。這一策略有助于排除那些在細(xì)胞系研究較不常見的領(lǐng)域中使用錯誤鑒定細(xì)胞系的文章。值得注意的是，盡管WoS定義的研究領(lǐng)域可能存在重疊，但研究者團(tuán)隊對多個研究領(lǐng)域的文章進(jìn)行分類不會導(dǎo)致研究者團(tuán)隊的分析中的重復(fù)計算。換句話說，對于包含在這25個確定的研究領(lǐng)域之一中的所有文章，研究者團(tuán)隊只計算一次，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性。
研究者團(tuán)隊采用了幾種策略來驗(yàn)證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，并減少“假陽性"的數(shù)量，即那些文章最終出現(xiàn)在研究者團(tuán)隊的樣本中，但沒有報告使用錯誤鑒定細(xì)胞系的研究。對于搜索方法1，研究者團(tuán)隊進(jìn)行了詳細(xì)的驗(yàn)證，涵蓋了數(shù)據(jù)庫中產(chǎn)生至少100個主要文章命中的建立文章（總共41篇）。在核實(shí)過程中，研究者團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)其中一篇文章實(shí)際上是一篇通知論文，而不是一篇建立文章，因此將其從研究者團(tuán)隊的搜索結(jié)果中刪除。此外，研究者團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)了四篇文章，報告了幾種細(xì)胞系的建立，其中一些未列入拉加經(jīng)委會數(shù)據(jù)庫。在其中兩種情況下，建立文章報告了污染細(xì)胞系的建立以及污染細(xì)胞系的建立（EJ138和HPB-MLT）。
搜索方法2：由于一些細(xì)胞系的名稱容易與其他含義混淆（例如，“WISH"，“CaVe"或“EU-1"），這種搜索產(chǎn)生了噪音。因此，研究者團(tuán)隊采用一個迭代過程來刪除這些噪音。隨后，隨機(jī)選擇100篇文章的過程迭代4次，由兩位作者獨(dú)立執(zhí)行。從隨機(jī)樣本的結(jié)果來看，研究者團(tuán)隊的搜索方法提供了可靠的結(jié)果。然而，結(jié)果不可避免地包含剩余的假陽性，根據(jù)研究者團(tuán)隊對該集合的隨機(jī)樣本的驗(yàn)證，估計其程度最大可達(dá)受污染的主要文獻(xiàn)的10%，其中發(fā)現(xiàn)6.5%的文章由假陽性組成。文章使用ICLAC注冊的細(xì)胞，但報告了其正確的來源(如Vaughan等人對KB細(xì)胞的報道)。
為了驗(yàn)證收集到的數(shù)據(jù)，并更深入地了解基于錯誤識別細(xì)胞系的知識是如何通過文獻(xiàn)傳播的，研究者團(tuán)隊進(jìn)行了三個案例研究，跟蹤了有關(guān)單個細(xì)胞系或細(xì)胞系家族的出版物。這三個案例研究都涉及到錯誤鑒定的細(xì)胞系，沒有報告原始庫存，是從拉加經(jīng)委會數(shù)據(jù)庫中隨機(jī)選擇的。這三個案例研究的細(xì)胞系包括胸腺細(xì)胞系家族（F2-4E5、F2-5B6、P1-1A3和P1-4D6）、ALVA-31和JCA-1。案例研究的結(jié)果表明，研究者團(tuán)隊的搜索方法確實(shí)提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，只有很少的“假陽性"，并且相當(dāng)保守地估計了基于錯誤識別細(xì)胞系的研究文章數(shù)量。
根據(jù)WoS數(shù)據(jù)，研究者團(tuán)隊對污染文獻(xiàn)的來源進(jìn)行了分析，包括污染文獻(xiàn)的時間、地理來源以及在研究領(lǐng)域中的分布。研究者團(tuán)隊將污染原始文獻(xiàn)的來源與涉及細(xì)胞系研究的所有文獻(xiàn)進(jìn)行了比較。這些文獻(xiàn)包括在標(biāo)題、關(guān)鍵詞或摘要中提到以“細(xì)胞"開頭的任何單詞的文章，因此不僅包括錯誤識別的細(xì)胞文獻(xiàn)。這個文獻(xiàn)總數(shù)來自WoS定義的25個最常見的研究領(lǐng)域之一，并用來估計相關(guān)總文獻(xiàn)中有多少部分可能被污染了。
結(jié)果：科學(xué)文獻(xiàn)的污染
研究者團(tuán)隊的研究利用ICLAC的交叉污染或錯誤鑒定細(xì)胞系數(shù)據(jù)庫以及Web of Science (WoS)，通過一系列互補(bǔ)的搜索策略來識別基于錯誤鑒定細(xì)胞系的研究文章。截止到2017年8月4日，研究者團(tuán)隊能夠識別出32,755篇這樣的文章。需要指出的是，這個數(shù)字是對污染規(guī)模的保守估計，因?yàn)檠芯空邎F(tuán)隊只搜索已知被錯誤鑒定的細(xì)胞系。此外，為了避免誤報，研究者團(tuán)隊排除了一些細(xì)胞系，如具有非標(biāo)識符的細(xì)胞系或已經(jīng)驗(yàn)證庫存仍在流通的細(xì)胞系。在這里，非標(biāo)識符是指細(xì)胞系的名稱，可能不僅指代該細(xì)胞系本身，還可能指代其他不同現(xiàn)象。例如，"of"細(xì)胞系或"WISH"細(xì)胞系的情況。使用“非標(biāo)識符"，研究者團(tuán)隊不指代具有多個名稱或具有多個拼寫的細(xì)胞系(例如腸407細(xì)胞系，也稱為“testine407"，“Int-407"和“Int407")。在細(xì)胞系名稱有多種拼寫的情況下，研究者團(tuán)隊堅持使用ICLAC數(shù)據(jù)庫中指示的拼寫。因此，研究者團(tuán)隊可能在搜索方法2中遺漏了許多使用這些細(xì)胞系的文章，再次導(dǎo)致保守估計。
此外，基于錯誤鑒定細(xì)胞系的研究對科學(xué)文獻(xiàn)產(chǎn)生了廣泛的影響，因?yàn)檫@些研究論文的引用率相對較高。雖然WoS不允許精確統(tǒng)計引用次數(shù)，但研究者團(tuán)隊可以通過文獻(xiàn)的“二次污染"跡象來衡量其影響。對主要的污染文章引用進(jìn)行分析，研究者團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)有46篇論文被引用超過1000次，而有2600多篇污染文章被引用超過100次。此外，超過92%的被污染論文至少被引用了一次，這個比例高于生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)的平均水平?？偟膩碚f，研究者團(tuán)隊保守估計原始污染文獻(xiàn)的總引用次數(shù)超過50萬次，這還不包括自我引用，這意味著它們在相當(dāng)大一部分生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)中留下了痕跡。需要注意的是，文章被引用的原因各不相同，其中一些引用可能是出于負(fù)面評價，甚至是一種儀式性的引用。因此，并不是所有被引用的文章都一定包含（嚴(yán)重的）錯誤。然而，基于錯誤鑒定細(xì)胞系的研究數(shù)量仍然是一個令人擔(dān)憂的問題，需要引起關(guān)注。
關(guān)于細(xì)胞的研究文章的總數(shù)估計在450萬到500萬之間(見方法)。因此，受污染的一級文獻(xiàn)占細(xì)胞相關(guān)文獻(xiàn)總數(shù)的0.8%以下，而(潛在)受污染的二級文獻(xiàn)估計占該領(lǐng)域總研究產(chǎn)出的10%左右。然而，研究者團(tuán)隊?wèi)?yīng)該強(qiáng)調(diào)，研究者團(tuán)隊的目標(biāo)是衡量問題的嚴(yán)重程度。樣本無疑含有假陽性，因此不適合識別個別污染。
關(guān)于細(xì)胞的研究文章的總數(shù)估計在450萬到500萬之間(見方法)。因此，受污染的一級文獻(xiàn)占細(xì)胞相關(guān)文獻(xiàn)總數(shù)的0.8%以下，而(潛在)受污染的二級文獻(xiàn)估計占該領(lǐng)域總研究產(chǎn)出的10%左右。然而，研究者團(tuán)隊?wèi)?yīng)該強(qiáng)調(diào)，研究者團(tuán)隊的目標(biāo)是衡量問題的嚴(yán)重程度。樣本無疑含有假陽性，因此不適合識別個別污染。
對研究者團(tuán)隊的發(fā)現(xiàn)的反對意見可能是，研究者團(tuán)隊的一般搜索方法沒有提供一個適當(dāng)?shù)母攀?，具體的被錯誤識別的細(xì)胞系實(shí)際上如何影響研究。為了更深入地了解基于錯誤識別細(xì)胞系的知識是如何通過文獻(xiàn)傳播的，研究者團(tuán)隊提出了三個案例研究，其中研究者團(tuán)隊跟蹤了有關(guān)單個細(xì)胞系或細(xì)胞系家族的出版物。所有這三種細(xì)胞系都是錯誤鑒定的細(xì)胞系，沒有原始庫存的報告，是從拉加經(jīng)委會數(shù)據(jù)庫中隨機(jī)選擇的。
ALVA-31： 該細(xì)胞系最初于1993年作為人類前列腺癌建立，但在2001年發(fā)現(xiàn)與另一種人類前列腺癌PC-3細(xì)胞系相同。研究者團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)56篇文章引用了ALVA-31，而ALVA-31被2615篇文章引用。在這56篇論文中，有22篇是在發(fā)現(xiàn)ALVA-31細(xì)胞系錯誤鑒定后發(fā)表的。仔細(xì)檢查這22篇文章，就會發(fā)現(xiàn)其中20篇文章實(shí)際上使用了ALVA-31細(xì)胞系，而只有兩篇文章提到了細(xì)胞系的錯誤識別。值得注意的是，描述基于ALVA-31細(xì)胞的研究的最新文章發(fā)表于2016年，也就是錯誤識別報告的15年后。
在這種情況下，有人可能會爭辯說，使用ALVA-31細(xì)胞，而實(shí)際上使用PC-3細(xì)胞，可能沒有什么害處，因?yàn)閮烧叨际侨祟惽傲邢侔?，并且有許多共同的特征。然而，在某些情況下，甚至研究人員自己也認(rèn)為ALVA-31的精確身份至關(guān)重要:“為了排除細(xì)胞類型特異性效應(yīng)，研究者團(tuán)隊將ALVA-31的研究擴(kuò)展到其他人類PCa細(xì)胞類型"。隨后，作者解釋了他們?nèi)绾卧谄渌芯恐惺褂肞C-3細(xì)胞來“排除細(xì)胞類型特異性效應(yīng)";實(shí)際上是比較兩個相同的細(xì)胞系。
胸腺細(xì)胞系： 1994年的一篇報道宣布建立了一組新的胸腺細(xì)胞系(F2-4E5、F2-5B6、P1-1A3和P1-4D6)。在MacLeod等人的一篇報道中，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞系被錯誤識別，實(shí)際上來源于肝肝癌?？偣灿?9篇文章提到了這些細(xì)胞系，反過來又有2092篇文章被引用。在主要的文章中，有43篇是在MacLeod等人的報告之后發(fā)表的，最近的一篇是在2016年底才發(fā)表的。在最近的15篇提到1994年報告的文章中，有13篇實(shí)際上提到了它，因?yàn)樗鼈兪褂昧思?xì)胞系，所有13篇報道了胸腺細(xì)胞的研究，沒有提到任何對這些細(xì)胞系的錯誤識別的知識。另外兩篇是指該建立文章所采用的建立新細(xì)胞系的方法。
JCA-1： JCA-1細(xì)胞系最早建立于1990年，2001年van Bokhoven等人發(fā)現(xiàn)JCA-1細(xì)胞系實(shí)際上來源于膀胱癌，而不是前列腺癌。研究者團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)有64篇文章引用了該論文，或在標(biāo)題、關(guān)鍵詞或摘要中明確提到了JCA-1。反過來，這些文章被3352篇文章引用。在主要文章中，有18篇出現(xiàn)在van Bokhoven等人的報告之后。與之前討論的細(xì)胞系相比，JCA-1在科學(xué)研究中似乎沒有當(dāng)代的應(yīng)用:最近一篇描述使用該細(xì)胞系研究的文章可以追溯到2009年。然而，同樣在這種情況下，在人們知道JCA-1實(shí)際上起源于膀胱癌之后，發(fā)表了幾篇文章報道使用“前列腺癌細(xì)胞系"。事實(shí)上，正如研究者團(tuán)隊在全文中驗(yàn)證的那樣，在van Bokhoven等人的報告之后發(fā)表的18篇文章中，只有3篇表示意識到這條線被錯誤識別了。相比之下，14人只是簡單地聲明使用了JCA-1細(xì)胞系，絕大多數(shù)人明確地將它們稱為前列腺癌細(xì)胞。
研究結(jié)論：明顯被錯誤識別的細(xì)胞系繼續(xù)對研究產(chǎn)生影響，要么直接是因?yàn)榭茖W(xué)家們一直在使用它們，要么間接是因?yàn)榭茖W(xué)家們在以前使用錯誤識別的細(xì)胞系的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究。
有人可能會想，研究文獻(xiàn)的污染是否主要是過去的問題，因?yàn)榘雮€世紀(jì)前就表達(dá)了對錯誤鑒定細(xì)胞系的第一次關(guān)注，并且自那以后有許多舉措試圖緩解這一問題。
基于32,755篇原始污染文獻(xiàn)記錄，研究者團(tuán)隊分析了這些文章的發(fā)表日期。大多數(shù)文章(57%)是2000年以后寫的，使用錯誤鑒定的細(xì)胞系的文章數(shù)量仍在增長(見圖2)。顯然，這個問題絕對不是過去的問題，而是與當(dāng)代科學(xué)非常相關(guān)，甚至在2017年2月出現(xiàn)了58篇基于污染文獻(xiàn)的新文章。
圖2顯示了歷史細(xì)胞系污染變得明顯的三個時刻。首先，通過Stanley Gartler的工作，檢測種內(nèi)細(xì)胞污染成為可能，之后在1968年Nature上報道了幾種涉及HeLa細(xì)胞的污染。其次，Walter Nelson-Rees等人在20世紀(jì)70年代的工作將細(xì)胞培養(yǎng)污染提上了全球研究議程，并于1981年在《科學(xué)》雜志上列出了受污染的細(xì)胞培養(yǎng)物，證明了HeLa細(xì)胞對細(xì)胞培養(yǎng)物的大規(guī)模污染。從這一點(diǎn)開始，可以預(yù)期，在那些經(jīng)常使用細(xì)胞培養(yǎng)的研究領(lǐng)域工作的大多數(shù)科學(xué)家都意識到他們的研究材料的潛在問題。然而，絕大多數(shù)基于錯誤鑒定細(xì)胞系的研究論文都是在這個時間點(diǎn)之后發(fā)表的。即使在2001年引入STR后，每年的數(shù)量也沒有減少。
▲圖2. 多年來被污染的原始文獻(xiàn)的分布
研究結(jié)論：通過引用使用錯誤鑒定的細(xì)胞系的文章來污染文獻(xiàn)仍然是一個非常局部的問題。
對研究者團(tuán)隊研究結(jié)果的另一個反對意見可能是，交叉污染尤其發(fā)生在有新的或新興的研究社區(qū)的地區(qū)，在這些地區(qū)，培訓(xùn)水平或使用測試設(shè)施的機(jī)會可能有限。例如，最近的一些出版物表明，中國的細(xì)胞系污染水平在25%和46%之間，并證明在中國開發(fā)的所有“新"細(xì)胞系中，85%實(shí)際上是海拉細(xì)胞。
然而，大多數(shù)使用錯誤鑒定細(xì)胞系的文章來自具有良好研究傳統(tǒng)的國家(如美國、日本、德國)。相對于他們在總研究產(chǎn)出中所占的份額，這些國家的作者經(jīng)常對錯誤識別的細(xì)胞系進(jìn)行研究。事實(shí)上，主要由于他們在細(xì)胞系文獻(xiàn)中所占的巨大份額，超過36%的受污染的原代文獻(xiàn)來自美國。圖3顯示了每個國家細(xì)胞中被污染的原代顆粒占總顆粒數(shù)的百分比(參見補(bǔ)充資料S2文件)。它包括25個受污染原始文獻(xiàn)最多的國家。在這份榜單中，研究者團(tuán)隊看到擁有優(yōu)秀研究聲譽(yù)的國家排名很高。因此，這一問題不僅發(fā)生在研究質(zhì)量和勤奮標(biāo)準(zhǔn)較低的地區(qū)，而且也發(fā)生在擁有研究聲譽(yù)的國家。然而，對過去五年的文獻(xiàn)分析顯示，中國在污染文獻(xiàn)中的份額急劇上升，證實(shí)了文獻(xiàn)中最近表達(dá)的擔(dān)憂。
最后，研究者團(tuán)隊分析了哪些研究學(xué)科受誤認(rèn)細(xì)胞系使用的影響最大。圖4顯示了污染物品在WoS定義的各個研究區(qū)域的分布情況。在受污染的初級文獻(xiàn)中，腫瘤學(xué)、生物化學(xué)/分子生物學(xué)、藥理學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)受到的影響最大，證實(shí)了對醫(yī)學(xué)應(yīng)用的擔(dān)憂。
然而，對原始文獻(xiàn)的引文分析表明，二次文獻(xiàn)的研究范圍更為廣泛。二級文獻(xiàn)中的文章也來自很少使用細(xì)胞系進(jìn)行研究的領(lǐng)域，如精神病學(xué)、工程學(xué)和農(nóng)業(yè)科學(xué)，見圖4。因此，錯誤鑒定的細(xì)胞培養(yǎng)的影響可能會蔓延到非生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，并影響那些沒有受過訓(xùn)練來判斷錯誤鑒定的細(xì)胞系研究的有效性的科學(xué)家。
▲圖3：受污染的原代物品占每個國家細(xì)胞上物品總數(shù)的百分比。
▲圖4：被污染的原始文獻(xiàn)在Web of Science定義的研究領(lǐng)域的分布
研究結(jié)論：錯誤鑒定的細(xì)胞培養(yǎng)的影響可能會蔓延到非生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，并影響那些沒有受過訓(xùn)練來判斷錯誤鑒定的細(xì)胞系研究的有效性的科學(xué)家。
在過去的幾十年里，人們對細(xì)胞系鑒定檢測的改進(jìn)給予了極大的關(guān)注。1967年Gartler引入遺傳標(biāo)記后，細(xì)胞系的鑒定，從而證明交叉污染的能力成為可能。隨后，引入了許多細(xì)胞系鑒定技術(shù)，首先是帶狀標(biāo)記染色體的檢查，然后是染色體模式和結(jié)構(gòu)的可視化，隨后是人類白細(xì)胞抗原(HLA)分型、酶多態(tài)性和DNA多態(tài)性的方法。最近，引入了“DNA指紋"技術(shù)和位點(diǎn)特異性探針的使用。最后，這導(dǎo)致了現(xiàn)在的短串聯(lián)重復(fù)譜分析的標(biāo)準(zhǔn)方法。正如最近所指出的那樣，正確的細(xì)胞系鑒定技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛可用。然而，由于時間和資金限制、缺乏培訓(xùn)和缺乏(國際)標(biāo)準(zhǔn)等多種原因，這些技術(shù)的實(shí)施仍然不足。
盡管采取了鑒定新細(xì)胞系和現(xiàn)有細(xì)胞系的措施，但基于錯誤細(xì)胞的研究仍然存在于文獻(xiàn)中，事實(shí)上還在繼續(xù)發(fā)表。對污染物品進(jìn)行某種形式的預(yù)防性標(biāo)簽似乎是不可避免的。然而，這種補(bǔ)救行動應(yīng)該是相稱的，不能造成不必要的損害。對于一些科學(xué)家個人、研究部門或科學(xué)期刊來說，輕率的措施可能會帶來痛苦。事實(shí)上，一些研究人員在研究者團(tuán)隊被污染的原始文獻(xiàn)中撰寫了一百多篇文章。盡管這些文章的問題幾乎屬于“無心之過"的范疇，但在無意欺騙的情況下，通知所有這些文章有潛在的錯誤，或者更糟的是:撤回它們，將對一些科學(xué)家的職業(yè)生涯產(chǎn)生不成比例的影響。這將破壞而不是支持有效的清理行動。然而，除了從源頭捕獲細(xì)胞系污染外，迫切需要在已發(fā)表的文獻(xiàn)中標(biāo)記污染“下游"的舉措。研究者團(tuán)隊可以提出幾點(diǎn)建議。
首先，應(yīng)該在先前發(fā)表的使用錯誤識別細(xì)胞系的文章旁邊發(fā)布通知。這可以以“關(guān)注的表達(dá)"的形式來完成，它被描述為“既不是撤回也不是更正，它們提醒讀者一篇論文可能存在問題，而整個故事還不清楚。"這樣的通知也將有助于盡可能多地保存有價值的數(shù)據(jù)。 其次，為了方便將來識別使用錯誤細(xì)胞系的文章，研究者團(tuán)隊建議作者在文章中易于搜索的部分(如關(guān)鍵詞或摘要)中提及所使用的細(xì)胞系。
此外，可以更好地利用紙質(zhì)記錄來確定細(xì)胞系的來源。對細(xì)胞系的起源以及各種驗(yàn)證測試、它所參與的實(shí)驗(yàn)和這些實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行清楚和完整的概述，將對檢查細(xì)胞系的狀況和質(zhì)量大有裨益。此外，當(dāng)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞系被錯誤識別時，這將允許容易地識別潛在的錯誤研究。
除了用于識別錯誤研究之外，書面記錄還可以用于其他目的，例如繪制某一細(xì)胞系的現(xiàn)有知識圖譜(允許簡單地識別知識空白)，并為發(fā)表細(xì)胞系實(shí)驗(yàn)的負(fù)面結(jié)果提供一個平臺。長期以來，這類結(jié)果的發(fā)表一直被認(rèn)為是促進(jìn)研究誠信的一種方式。
在第一次對錯誤鑒定細(xì)胞系的關(guān)注近半個世紀(jì)之后，改進(jìn)鑒定的舉措需要得到對已經(jīng)被污染的文獻(xiàn)的關(guān)注的補(bǔ)充，是艱巨而緊迫的。
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STR ( Short Tandem Repeat, 短串聯(lián)重復(fù)序列)基因分型技術(shù)是細(xì)胞身份鑒定最準(zhǔn)確有效的方法，被ATCC、ICLAC等機(jī)構(gòu)認(rèn)定為細(xì)胞鑒定的金標(biāo)準(zhǔn)。STR基因位點(diǎn)由長度為3~ 7個堿基對的短串連重復(fù)序列組成，廣泛存在于人類基因組中，被稱為細(xì)胞的DNA指紋。通過對這些STR位點(diǎn)的檢測，將檢查結(jié)果與專業(yè)的STR數(shù)據(jù)庫比對，從而確定被測細(xì)胞的真實(shí)身份，或判斷被測細(xì)胞是否與某些細(xì)胞，發(fā)生交叉污染。
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