Nature：STAP干细胞兴衰始末，如何瞒天过海

　　今年一月份Nature发表的两篇文章，曾被认为是干细胞制备的一次革命。文章指出，只要将已分化细胞置于压力条件下，就可以将它们“重编程”成为多能细胞（可分化为任何类型的组织）。然而不久，人们就发现了文章中的漏洞，对这项研究的重复也均告失败。文章的第一作者小保方晴子（Haruko Obokata）被判定存在学术不端的行为，而她所在的RIKEN发育生物学中心已面临改组。最终，Nature在文章发表后的五个月终于将其撤回，但这一事件仍旧余波未息。

　　干细胞引起的“血案”

　　如果某件事美好得有点不真实，那么很可能它的确并不真实。随着STAP文章的撤稿，一些日本研究者的声誉也毁于一旦。这不禁令人想起了十年前韩国的黄禹锡事件。

　　黄禹锡事件之后科研诚信一度成为热门话题，人们重新审视了作者的责任和研究单位的管理。Nature等杂志也保证会更彻底地审查来稿，Nature还就此发表了一篇社论。

　　一年后，俄勒冈健康与科学大学的Shoukhrat Mitalipov克隆了猴子的胚胎干细胞。当时Nature不仅对这些细胞进行了验证，还将验证结果随论文一同发表。

　　今年一月，小保方晴子发表文章称，仅通过物理压力或酸浴就能将小鼠细胞转变为胚胎干细胞状态，这一技术名为STAP（stimulus-triggered acquisition of pluripotency）。许多人对此感到不可思议，一些科学家甚至指出，他们只是因为共同作者的名声才勉强接受，这些共同作者都是干细胞研究和克隆领域响当当的专家。

　　然而很快这两篇文章就被攻击得体无完肤，文章存在剽窃、图片处理、图片重复使用等诸多问题，遗传学分析也显示，研究所生成的细胞名不副实。此外，目前还没人能够重复整个实验。

　　现在再去看这两篇文章，支持STAP细胞的证据非常薄弱。人们不禁要问，当年黄禹锡事件的教训都到哪儿去了，说好的防范措施在哪里。

　　这一场STAP风波已经成为了新的反面教材，被不少实验室拿来教育自己的学生和工作者。而Nature的新闻团队（独立于论文审查和发表团队），尝试找出STAP论文能够瞒天过海的原因，并从中总结出经验教训。

　　STAP的源起

　　STAP神话的植根于十多年前提出的一个争议性理论。2001年，Brigham and Women医院的Charles Vacanti声称，自己在几乎每一种哺乳动物组织中都找到了“像孢子一样的细胞”，这些细胞具有多能性，似乎处于休眠状态等待着激活。

　　2006年Vacanti告诉Nature新闻团队，自己已能大量培养这些细胞，但还不能证明其多能性。他把这项工作交给了小保方晴子，她2008年作为研究生加入他的实验室。

　　证明多能性往往要将细胞注射到发育中的小鼠胚胎，形成嵌合体。这个实验比较有难度，小保方晴子需要找人帮忙。她通过Google找到了CDB的著名小鼠克隆研究者Teruhiko Wakayama，并于2011年去他实验室做了访问学者。经过数百次失败，她和Wakayama放弃了成年小鼠，转而从新生小鼠获得细胞，这时实验似乎获得了成功。

　　Vacanti和小保方晴子认为，是分离过程的压力条件成就了细胞的多能性。据小保方晴子说，自己是在洗澡的时候想到的。在RIKEN，她对新生小鼠的脾细胞施加酸性压力，并与Yoshiki Sasai和Hitoshi Niwa合作检测细胞的转变。Yoshiki Sasai和Hitoshi Niwa都是颇有声望的干细胞生物学家。

　　小保方晴子的研究在Nature发表之后，她很快在日本名声鹊起。媒体事无巨细地报道她实验器材上贴的卡通，以及她做实验时身着的日式围裙。然而，在四月一日RIKEN调查组认定了小保方晴子的造假行为，随后她的共同作者们陆续撤销了对文章的支持。尽管RIKEN还在进行验证，但两篇文章已经被撤回。

　　STAP为何能瞒天过海

　　批评家们指出，STAP文中的许多错误是可以事先发现的，例如那17行剽窃的文字。为什么这样的论文能够得以发表呢？

　　绝大多数杂志使用CrossCheck来检测是否存在剽窃，它可以在大约四千万已发表的文章中进行比对。Nature的编辑们也采用了这样的技术，但遭到剽窃的段落出自In Vitro Cellular & Developmental Biology — Animal，这本杂志当时并未录入CrossCheck。此外，就算CrossCheck时出现了匹配也不一定论文就不能发表，只要注明出处，许多复制文段并不会构成剽窃。

　　不过，剽窃并不是STAP最大的问题，图片处理才是致命伤。小保方晴子将不同实验的电泳图拼接起来，并且使用了自己博士论文用过的畸胎瘤细胞图像。

　　图片处理也是可以检测出来的，现在各大杂志也在加紧这方面的核查。EMBO旗下的杂志，会对每篇文章中的图片进行分析，通过改变对比度、颜色等属性让人为操作现出原形。据EMBO统计，大约有20%的来稿存在图片处理的痕迹。而Journal of Cell Biology杂志也在筛查中得出了类似的比例。当然，图片处理并不会直接被打成作假，例如有时拼接图片是为了更简明地呈现数据，或者说让图片“更漂亮”。

　　与此相比，重复使用不同来源的图片就比较难发现。交叉比对文献中的图片，需要高性能的搜索算法，甚至可能要用到超级计算机。这一技术已经被讨论了很多年，但一直没有什么进展。

　　对于文章中的图片，Nature及其子刊采取的是随机抽查策略。Nature发言人称，因为资源有限无法核查每一张图片，而STAP论文的图片就没有经过检查。据悉，Nature正打算增加抽查的数量。

　　对于非同寻常的成果，图片和内容检查显然是不够的，还需要独立的遗传学分析。2007年，Nature就在发表Mitalipov的成果之前进行过这样的分析。然而这一过程“拖了好几个月，” Mitalipov说，于是他后来的文章就选择到Cell去发表。

　　共同作者们怎么了

　　Nature并没有披露编辑和作者之间的交流，不过主编Philip Campbell指出，两篇STAP文章涉及了四个独立的团队，“我们理解为这项工作已经得到了独立性的重复”。而且在受到质疑的初期，共同作者们也都声称看到了重复性的结果。

　　Sasai说自己的实验室目睹了STAP细胞的生成。但实际上他只要求小保方晴子重复了STAP过程的第一部分，Oct4蛋白的表达。他声称自己当时没有考虑到“这些细胞与STAP干细胞之间的差距。”（Nature新闻：日本干细胞研究深陷造假疑云）

　　Wakayama曾说自己“独立”制备了STAP干细胞。一开始，他在发给Nature新闻团队的e-mail中写道，“在RIKEN我独立获得了（STAP细胞的）成功，我知道结果是绝对真实的。”但后来他意识到，自己的重复并不完全独立，小保方晴子参与了整个实验“监控每一步”。他因为到山梨大学就任新职位，并没有验证细胞，也无法排除细胞被调换或污染的可能性。

　　在共同作者中，最令人困惑的是Vacanti。就在STAP论文发表后的一周内，他给New Scientist杂志发去了自称是人类STAP细胞的图片。鉴于STAP未能被重复，二月中旬他告诉Nature新闻团队：“不应该有任何困难。我能做到，其他人也应该能做到。”三月中心，他在网络上发布了制备STAP细胞的一系列小窍门，称这一技术“无视所用的细胞类型”。然而，到目前为止他再未提出任何STAP细胞的新证据。七月二日他发表声明指出，他因为文章中存在错误同意撤稿，但他相信STAP的“核心理念”将会得到验证。

　　反思与警醒

　　对于许多干细胞研究者来说，最令人震惊的事莫过于Niwa、Sasai和Wakayama居然参与了如此混乱的工作。身为共同作者他们本应确定这项研究的可重复性，因此他们理当在STAP事件中承担相应的责任。也有人对这些共同作者表示同情， 科研工作中应当有足够的信任，不然就整个系统都站不住脚，你总不能每一步都盯着别人吧。

　　也有研究者指责Nature审查不严，没有进行验证就急匆匆地将结果发表。但主编Campbell回应道，“Nature并未降低自己的监管标准”。

　　对于干细胞研究者们来说，STAP细胞已经成为了黄禹锡之后的又一则警世故事。Scripps研究所的干细胞生物学家Jeanne Loring说，这一事件提醒自己做好实验记录的重要性，另外与人展开合作时也要更加谨慎。

　　“在科研领域名誉就是一切，”加州再生医学研究所的主席Alan Trounson指出，“名誉的丧失是极难挽回的。”