2016年，《自然》雜志做的一項調(diào)查顯示，超過70%的研究者稱無法再現(xiàn)其他科學家的實驗[1]。這讓科學界出現(xiàn)了“再現(xiàn)危機”，也嚴重阻礙了科學的進步和科研成果的轉(zhuǎn)化。

去年8月，我們曾報道，科學家在數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn)，科研機構(gòu)的癌細胞系竟然在偷偷進化，甚至對藥物的反應也產(chǎn)生了大幅度的變化，嚴重影響了抗癌藥物的研發(fā)。這絕對值得科研人員警惕。

最近，耶魯大學的劉延盛實驗室和蘇黎世聯(lián)邦理工大學的RuediAebersold實驗室合作，對6個國家13個頂級實驗室的海拉細胞系（一種使用最廣泛的癌癥細胞系），進行細致的分析，發(fā)現(xiàn)不同實驗室的海拉細胞系從基因組到轉(zhuǎn)錄組，再到蛋白組和細胞表型，都發(fā)生了翻天覆地的變化。

比如，對于同一種海拉細胞系，在同樣培養(yǎng)條件下，細胞數(shù)量翻倍所需要的時間竟然存在成倍的差距。其他生理功能，如對細菌感染的反應也截然不同。甚至細胞只要多傳一兩代，整個“胞”就都變了樣。相關(guān)研究發(fā)表在頂級學術(shù)期刊NatureBiotechnology上[2]。

這項研究將實驗無法再現(xiàn)的擔憂推到了另一個層次，也提醒還在實驗室辛辛苦苦用細胞系篩藥、研究機制的同學們注意了，用差異如此巨大的材料去做實驗，怎么可能做出一致結(jié)果?。ㄎ恼潞竺嬗凶髡咛岢龅膽獙Υ胧?/p>

《自然》提出“再現(xiàn)危機”時，確實讓學術(shù)界慌了神，如此大面積的實驗無法再現(xiàn)，那直接動搖科學界的根基了。

如果是說出現(xiàn)了大規(guī)模的造假，那顯然是太過陰謀論了，畢竟學術(shù)界一向是對學術(shù)不端零容忍的。況且這些年來，科技的進步對世界的改變有目共睹。

那究竟是什么原因造成了這個結(jié)果呢？

生物學研究，尤其是癌癥研究，大部分都是從細胞系從出發(fā)的。而細胞材料本身的變化肯定是一個核心影響因素。

比如之前就有報道稱，有科研機構(gòu)的細胞系標簽打錯，影響了無數(shù)實驗室的研究[3]。

當然，還有更重要的一個問題，那就是細胞系自身基因組變異的問題了。畢竟不同地方細胞的培養(yǎng)條件都不同，而細胞經(jīng)過反復傳代，遺傳物質(zhì)也會有變化。例如，我們開頭所提到的癌細胞系的進化。

而說到細胞系，海拉細胞系大家一定最熟悉了。從上世紀50年代以來，海拉細胞系在世界各個實驗室中“流傳”。目前，已有超過100000篇論文的研究使用或直接引用了來自海拉細胞系的實驗結(jié)果[2]?？梢姾＠毎绊懼?。

那這些使用廣泛的海拉細胞系之間到底有多大差別呢？我們并不清楚。這個問題迫切需要闡明。

對此，劉延盛博士帶領(lǐng)的聯(lián)合團隊進行詳細的研究。他們從各大實驗室搜集了海拉細胞系，利用基因芯片技術(shù)（微陣列比較基因組雜交技術(shù)）、轉(zhuǎn)錄組測序以及蛋白質(zhì)譜技術(shù)等，對這些細胞系進行分析，并且還測量了細胞的各種生理表型，系統(tǒng)地比較了各細胞系的差異。

首先是基因組的變化。研究人員發(fā)現(xiàn)不同實驗室的海拉細胞系之間，在基因組結(jié)構(gòu)上就有很大的差異。很多細胞中，基因的拷貝數(shù)都不一樣，甚至染色體倍數(shù)都發(fā)生了改變。染色體數(shù)量改變，那隨隨便便就影響上千個基因了。

基因表達譜的變化更明顯?？茖W家讓所有的細胞系都處于靜息狀態(tài)，不給刺激，然后進行轉(zhuǎn)錄組和蛋白組測序，比較了海拉細胞系的兩種類型：CCL2和Kyoto的表達譜，定量分析了11365個轉(zhuǎn)錄本、5030種蛋白的水平。通過主成分分析表明，兩種細胞系的表達譜在各個層面都有顯著差異。

不僅如此，比較同一個來源但不同代數(shù)的海拉細胞系，發(fā)現(xiàn)12代的細胞與14代的細胞之間竟然有731個基因的表達存在顯著差異，并且有166個反應到了蛋白水平上。而第七代與第50代之間的差異就更大了，整合素信號通路、內(nèi)切酶活性的調(diào)控通路、炎癥反應通路這些非?；A(chǔ)的功能，都有大幅的改變。用不同代的細胞系做實驗的同學可得注意了。

基因組——轉(zhuǎn)錄組——蛋白組都有大量變化，那細胞本身的生理表型也就不可避免的會改變了。

研究人員對不同來源的細胞系進行培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)細胞數(shù)量翻倍所需的時間，竟然從17.5個小時到32.3個小時不等。而這些細胞中，63種細胞周期相關(guān)蛋白的表達也差異明顯。

隨后，研究人員用沙門氏菌感染不同的來源、不同代數(shù)的海拉細胞系，發(fā)現(xiàn)感染率有很大的不同。而在應對細菌感染時，不同細胞系表達的蛋白差別很大，如下圖。

事實上，這一項研究無法窮盡不同來源細胞系之間的差異，但結(jié)果仍然讓人觸目驚心。

本研究是重點關(guān)注了海拉細胞系，但這不意味著其他細胞系就沒有問題，比如我們另一篇文章中提到了MCF-7乳腺癌細胞系[4]。因此，細胞系的變異問題可能是一個普遍的現(xiàn)象，如果不加以重視，可能會嚴重阻礙生命科學和醫(yī)學的發(fā)展。

對此，本論文的作者也發(fā)出了如下幾個倡議：

第一，未來海拉細胞系相關(guān)的研究，都至少注明是CCL2細胞系還是Kyoto細胞系；

第二，使用早期傳代的細胞系進行實驗，并標明所用細胞系的代數(shù)；

第三，對于癌細胞重要生理表型的觀察，應使用不同樣本，不同細胞模型，不同實驗室來源的細胞系進行對比。

第四，呼吁科學家團體展開討論，并考慮運用更加精確的分子特征，對細胞進行認證。