本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
科学的首要目标是构建关于世界的可靠知识,但这种知识构建的方式在我们的世界中是在竞争的背景下发生的。例如,科学家们相互竞争以成为第一个做出新发现的人,他们还相互竞争有限的拨款资金,以便进行更多的研究和做出进一步的发现。
我听说,科学家面临的竞争压力被描述为一种有用的方式,可以激励科学家变得聪明和高效(并且不要过早放弃,以免一些更投入的实验室先你一步获得发现)。但是,在某些情况下,为了稀缺资源的激烈竞争导致的选择与构建关于世界的可靠知识的目标真正一致,这一点不太明显。
本周,在NPR的早间版节目中,理查德·哈里斯报道了一组关于报道,讲述了使用细胞培养的研究人员如何应对他们预期的细胞系被不同的细胞系污染和取代的问题。哈里斯告诉我们
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最糟糕的案例之一涉及一种名为MDA-435(或MDA-MB-435)的乳腺癌细胞系。该细胞系于1976年被鉴定后,乳腺癌科学家们热切地采用了它。
南卡罗来纳医科大学的癌症遗传学家斯蒂芬·埃西尔说,当将其注入动物体内时,这些细胞会像乳腺癌在女性体内转移一样扩散,“这并不是大多数乳腺癌细胞系的一个非常常见的特征”。“因此,人们开始要求获得这些细胞,因此世界各地有许多实验室发表了数百篇论文,使用MDA-435细胞系作为乳腺癌转移的模型。”
事实上,多年来,科学家们使用这种细胞系发表了一千多篇论文。大约15年前,科学家们使用新开发的DNA测试对这些细胞进行了仔细观察。他们震惊地发现,这些细胞根本不是来自乳腺癌细胞。乳腺癌细胞系已被皮肤癌细胞挤出。
埃西尔说:“我们现在可以肯定地知道,MDA-435细胞系与黑素瘤细胞系相同。”
事实证明,污染可以追溯到几十年前。一些科学家发表了关于此事的论文来警告该领域,“但尽管如此,显然还是有些人没有收到消息,”他说。
几十年的工作和一千多篇发表的研究论文本应累积大量的关于特定类型乳腺癌细胞的知识,但事实并非如此,因为细胞系中的细胞被误认了。科学家们可能从这项工作中了解一些东西,但这并不是他们在检测到污染之前认为他们拥有的知识。
基于这个发现,即如此多的知识构建由于基于被误认的细胞而受到损害,您可能会想象研究人员会优先考虑他们使用的细胞的精确鉴定。但是,正如哈里斯发现的那样,这种显而易见的质量控制遇到了阻力。首先,研究人员似乎不愿意支付额外的财务成本。
这可能都归结于钱。科学家可以通过从一家定期测试细胞的公司购买细胞来避免大多数这些问题。但是大多数科学家宁愿走到走廊,从另一个实验室借细胞。
来自基因泰克的理查德·内夫说:“学术界像分糖果一样分享他们的细胞系,因为他们不想回去再花300美元。”“这是经济问题。而且他们不想再花100美元来[验证]这是否仍然是相同的细胞系。”
请注意,科学家们仍然可以通过与同事分享细胞系而不是购买细胞系来节省开支,但他们可以支付测试费用以确定共享细胞的身份。然而,许多人并没有这样做。
(但是,想想看,测试你从同事那里得到的细胞,结果发现它们不是你同事认为的那种细胞,这可能会多么尴尬。你如何告诉你的同事,他们的工作——包括在科学期刊上发表的论文——很可能是错误的和误导性的?知道你可能会因为他们的慷慨而给他们带来类似坏消息,这会让其他同事有多大的可能性与你分享他们的细胞系?)
像《自然》这样的期刊试图通过将其添加到研究人员提交论文的作者检查清单中来鼓励科学家测试他们的细胞系。大多数作者没有勾选表明他们已经测试过细胞的复选框。
这里的一个结果是,从这些研究中获得的并在科学期刊上报告的知识可能不如看起来那么可靠。
当[基因泰克]的科学家从一个学术实验室发现一个有趣的结果时,他们做的第一件事就是尝试复制该结果。
内夫说,他们经常无法复制,而误认的细胞是一个常见原因。
这个问题不仅仅是科学家所关心的问题。我们其他人依赖科学家建立关于世界的可靠知识,部分原因在于这可能对我们所患疾病的治疗方法的发展很重要。此外,这项研究的大部分资金都是用公共资金支付的——这意味着公众有兴趣了解资金是否在做它应该做的事情。
然而,哈里斯指出,资助机构似乎不愿意果断地采取行动来解决基于被误认细胞系的研究所带来的问题。
美国国立卫生研究院国家普通医学科学研究所所长乔恩·洛施在小组讨论中说:“我们完全相信这是一个足够重要的问题,我们必须采取措施来解决它。”
一个显而易见的步骤是要求获得联邦资助的科学家测试他们的细胞。前列腺癌基金会首席科学官霍华德·苏尔说,这是他的慈善机构对其资助的科学家要求的。
有一家商业实验室将以大约140美元的价格进行此项测试,因此“这不会耗尽资金”,苏尔说。
但是美国国立卫生研究院的洛施认为,在他的研究所发放资金的规模上,这并非如此简单。洛施说:“我们真的不能去监督10,000个拨款项目。”
“当然可以,”苏尔反驳道。“你怎么能不呢?”
洛施说,如果他们监督这个问题,“还有几十个其他问题”是美国国立卫生研究院也应该在逻辑上监督的。“它变成了一个九头蛇,”洛施说。“你知道,你砍掉一个头,其他的头就会长出来。”
生物医学研究的成本一直在增加,而美国国立卫生研究院不愿意叠加大量新规则。这是一个平衡行为。
洛施说:“如果我们变得过于严厉,我们最终会扼杀创造力并减缓研究速度,这对纳税人不利,因为他们不会花同样的钱得到那么多东西。”
在我看来,洛施反对要求研究人员测试他们的细胞的论点侧重于科学研究的竞争方面,而排除了知识构建方面。
如果大量研究成果由于被误认的细胞而无法重现,那么纳税人获得更多研究成果和发表又有什么意义呢?在没有测试来正确识别所用细胞的情况下,仅通过查看期刊文章,就没有明确的方法来判断哪些是可靠的,哪些是不可靠的。发表后的质量控制要求研究人员重复实验并将其结果与已发表的结果进行比较,这比最初的研究人员首先测试他们的细胞的成本要高得多。
然而,研究经费通常是为了构建新知识而授予的,而不是为了测试现有的知识主张。科学家们因做出新发现而获得荣誉,而不是因确定其他科学家的发现可以被复制而获得荣誉。
美国国立卫生研究院可以将研究人员使用细胞系进行测试作为资助的条件,而且可以说,这将是确保结果可靠而非基于错误识别的最具成本效益的方法。我认为洛施声称美国国立卫生研究院可以要求进行数十种其他类型的质量控制,所以他们不能要求这样做,这是没有说服力的。即使有很多事情需要解决,但这并不意味着你必须一次性解决所有问题。在质量控制方面逐步改进肯定比根本没有改进要好。
他进一步提出的观点,即参与美国国立卫生研究院 (NIH) 强制执行的质量控制会扼杀科学创造力,在我看来是荒谬的。科学家们在受约束的条件下解决问题时,往往是最具创造力的。事实上,如果 NIH 要求研究人员测试他们的细胞,没有任何理由认为这一额外的约束无法轻易地纳入研究人员目前对 NIH 资助的竞争中。
真正的问题是,NIH 究竟是优先资助更大数量的研究,还是更高质量的研究。可以推测,公众更希望看到少量发表的研究,这些研究对研究人员正在使用的真实细胞做出可靠的声明,而不是大量发表的关于错误识别细胞的难以验证的声明。
如果科学竞争是不可避免的,那么至少让我们确保激励措施鼓励采取构建可靠知识所需的谨慎步骤。如果这些谨慎的步骤被广泛视为在竞争中取得成功的障碍,那么我们就偏离了竞争压力本应增强的目标。