科学家指出被污染细胞系使生物医学遭受严重损
时间:2017-12-07

  科学家指出,受污染的细胞系会对生物医学造成严重损害

  许多经过深入研究的细胞系继续被科尔奇后面的海拉尔癌细胞淹没。图片来源:JOANNA B PINNEO

  我希望我的工作是朝正确方向的另一个动力。我们都希望文学金字塔牢固地建立在坚实的基础上。

  我称自己是一个校正者。科罗拉多大学遗传学家Christopher Korch说。他渴望纠正的是,半个多世纪以来,实验室细胞培养已经受到污染,这已经困扰着生物医学研究。在过去的15年中,Korch声称最广泛使用的细胞系中有78个最终被证明是与其他细胞杂草丛生。甲状腺细胞系实际上由黑素瘤细胞组成,前列腺组织被膀胱癌取代,而正常的子宫培养细胞被证明只是乳腺癌。所有这些都提出了关于无数基础生物学和疾病研究的问题。

  经过一年的密集的数据收集和分析,Korch相信他是第一次开始量化被污染的细胞系的科学原因。我们正在研究数以万计的已发表的论文,数百万的期刊引用和潜在的数十亿美元的研究经费。

  读过Korch写的白皮书第一稿的一些科学家被它所感动,并开始做出改变。科尔奇博士的分析令我印象深刻的是(实验室细胞培养物被污染),这个问题比我预测的要更为常见。华盛顿大学的微生物学家弗兰克·方(Ferric Fang)说。

  Fang是感染与免疫学杂志的编辑。他说,他将把科尔奇的成果介绍给美国微生物学会的领导,该协会出版了13种期刊。然而,方警告说,并非所有使用错误识别细胞系的研究都意味着辛勤工作。一些研究可能仍然收到有用的信息。

  科尔奇表示,他的目标是让每个人都意识到这个问题的巨大影响,吸引科学家,资助机构,期刊和大学的关注。

  约20%的细胞系已被污染

  在瑞典,法国,挪威和美国,经过几十年的稳定而平凡的基因研究之后,Korch于1995年来到了科罗拉多州的Aurora。不久科尔奇被要求管理科罗拉多大学的基因测序工具,并成为分析细胞系以确定其真正的遗传身份的世界领先的专家之一。

  现年70岁的Korch使用称为短串联重复分析的标准方法来研究特定的基因序列。联邦调查局和其他执法机构长期以来一直使用这种技术来识别犯罪现场留下的血液和其他组织中的基因。它也被用来区分不同个体的细胞系。

  克里斯托弗绝对是犯罪现场调查的科学英雄。科罗拉多大学癌症中心的创始人保罗·邦恩说。作为排序中心的主任,邦恩说:克里斯托弗是完全自由和通畅的,他的职业生涯。

  细胞系被认为保留了原始组织的特征,并且作为生理上可行的管,用于研究基础生物学和生物医学中最重要的问题,例如癌症和正常组织如何对药物作出反应。然而,细胞系的不朽既是其巨大的优势,也是其最显着的弱点。此功能可以让实验重复一遍以确认发现。然而,由于这些相同的细胞系数十年来经过不同的人和实验室,它们被其他细胞污染。入侵者将比原始细胞增长得更快,并最终完全取代真正的实验室培养细胞。根据他们自己和其他研究者的研究,Korch估计大约有20%的细胞系已被污染。

  大多数研究者忽视或否认这个问题。在20世纪70年代,生物学家沃尔特·纳尔逊 - 里斯(Walter Nelson-Rees)竭尽全力揭露假细胞系,并推动正常识别。但是他的努力遭受了很多伤害,最终迫使他告别了科学界。后来,细胞生物学家罗兰·纳多内(Roland Nardone)参加了这场战斗,强烈谴责期刊和资助机构不必检测细胞系来验证自己的身份。但是,他也没有取得什么进展。

  量化损失

  今天,Korch加入辩论。 2012年,他加入了ICLAC,这是一个由20位科学家组成的全球志愿者组织,致力于清理细胞系相关文献。 ICLAC由澳大利亚细胞生物学家Amanda Capes-Davis主持,成员通过电话会议和贴文章细胞培养实践,以减少污染的风险。同时,他们在PubMed Commons网站上注明了假细胞系。这是一个在线工具,允许科学家根据PubMed数据库中包含的任何片段添加评论。 ICLAC成员还帮助期刊和科学家试图确定细胞系。

  自2013年以来,Korch也开始量化错误识别细胞系的损失。他的第一个案例研究是HEp-2和INT407。前者被认为起源于1955年的喉鳞状细胞癌样本,该样本于1957年从两个月的胚胎的空肠和回肠中培养。 1967年,遗传学家斯坦利·加特勒(Stanley Gartler)发现这两种细胞系是生物学中研究最多的肿瘤细胞系Hela细胞。当他们第一次培养,他们已经污染,并取代原来的细胞。然而,HEp-2已广泛用于喉癌的研究,而INT 407通常被用作正常肠细胞的模型。

  在将实验室工作时间缩短到每周两天之后,Korch将在明年的大部分时间内收集和量化数据高峰,以评估两条污染细胞系在科学文献中留下的痕迹。他发现每个细胞系都有多个别名。一旦掌握了所有的迭代,Korch就可以在PubMed,Google Scholar以及美国微生物学会和Elsevier等出版社的许多期刊数据库中查找。他发现HEp-2是喉癌的一个假标志,已经在超过5,700篇发表的文章中使用过。然后在超过1300篇发表的论文中将INT 407用作正常肠细胞的欺骗。

  不过,方先生认为,在某些情况下,身份是没有错误的,不会减损研究。描述沙门氏菌如何侵入宿主细胞的第一篇文章是用INT 407细胞产生的。 Fang说INT 407被认为是细菌攻击的肠道细胞的理想模型。这是沙门氏菌领域最重要的文章之一,已被引用600多次。尽管他们属于HeLa细胞,而不属于肠道细胞,但Fang没有理由质疑上述文件的结果。

  唤醒科学界

  在其他情况下,细胞的身份至关重要。去年十月,“当代微生物学杂志”发表了另一种食源性致病菌单核细胞增生李斯特菌的基因入侵研究。该研究比较了李斯特菌如何侵入三种明显不同的细胞系:INT 407,HEp-2和Hella。实际上,这项研究在单个宫颈癌细胞系上测试了三次Hella。

  我们使用了三种不同的细胞系,希望找到一个在许多组织中起作用的共同机制。来自波兰华沙大学的研究参与者Rados.aw Stachowiak说,我已经意识到一些细胞系有问题,特别是INT 407,但问题的严重性还不清楚。他继续重复许多科学家经历过的承认细胞系错误的困难时期。我不得不承认,考虑到不同的外观,甚至生长条件,所有这些细胞系都是海拉,这一事实很难接受。因为结果显示我们只在HeLa细胞系中进行过测试,目前还不清楚这种机制是否仅限于Hella。 Stachowiak已经联系了当代微生物学,并要求在文章中增加更正。

  然而,Korch发现,即使在科学家知道他们最喜欢的细胞系被污染之后,他们仍然可以继续研究它。一个典型的例子是ECV304,它被认为是血管细胞的理想模型,因为它被认为来源于脐静脉样本。事实上,由德国生物样品库DSMZ的遗传学家Wilhelm Dirks领导的团队在1999年发现ECV304是膀胱癌。从那时起,已经发表了1000多篇关于ECV的论文。 2011年,两位研究人员在致生物化学杂志的一封信中解释为什么他们坚持使用细胞系。佐治亚医学院的熊文成博士及其同事承认,认识ECV存在一个错误,也说膀胱癌细胞具有血管等内皮组织的特性。为此,他们得出结论:在缺乏理想模型的情况下,我们认为ECV304细胞在内皮功能的研究中仍然有用。

  科尔奇的最新成本研究是否能唤醒科学界半个世纪以来的惯性?美国国立卫生研究院的科学家们认为,这是一个严重的问题,现在是真正解决这个问题的时候了。美国国立卫生研究院院长Jon Lorsch “国家综合医学研究所谁审查了Korch的分析文件说。

  最终,所有这些努力使Korch处于乐观的态度。事实上,我看到水闸开始打开。他说,到处都有科学家开始要求重复性。我希望我的工作是朝正确方向的另一个动力。我们都希望文学金字塔牢固地建立在坚实的基础上。 (宗华)

  中国科学通报(2015-03-30第3版国际)

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  科学报告(英文)