由于前哈佛医学院教授 Piero Anversa 关于心脏干细胞研究的学术造假事件持续发酵,10 月 29 日,美国卫生研究院(NIH)发出公告声明,决定暂停 CONCERT-HF 试验。
但由于媒体曝光对整个事件的推进作用,目前与心脏干细胞相关的研究受到广泛质疑,整个研究领域陷入“造假大地震”疑云。
参与 Anversa 研究学术辩论的核心人物中国学者蔡陈崚对 DT 君表示:“必须暂停与 c-kit 阳性(+)细胞相关的所有心脏干细胞研究。但通过诱导性干细胞或者胚胎干细胞可以获得心脏细胞,对这些研究则应怀着支持态度。”
(来源:ADOBE)
因媒体曝光,NIH 暂停心脏干细胞研究
据美国国家心肺血液研究所(NHLBI)心血管科学部主任 David Goff 博士证实,与 Anversa 的 31 篇撤稿相关的新闻促使 CONCERT-HF 试验暂停并等待委员会对此事完成评审。
CONCERT-HF 是指“Combination of Mesenchymal and C-kit+ Cardiac Stem Cells as Regenerative Therapy for Heart Failure”,即采用间充质和 c-kit+ 心脏干细胞再生疗法治疗心力衰竭。NIH 叫停了该疗法的二期随机安慰剂对照临床试验,这些实验旨在评估自体骨髓间充质干细胞(MSCs)和 c-kit+ 心脏干细胞(CSCs)的可行性、安全性及治疗效果。确定 c-kit+细胞是否可以对慢性心力衰竭患者有帮助。
目前,心力衰竭患者的治疗选择十分有限,其中一半患者在诊断后的 5 年内死亡。
Goff 表示,CONCERT-HF 在 2015 年的启动主要基于 8 个实验室的 11 份实验报告,这些研究基于他们自己的实验结果,并在动物实验中显示出了 c-kit+ 细胞的益处。但在当时,研究方案的审查者已经意识到其他实验室无法重复出 Anversa 及其同事的实验结果。
德克萨斯大学和 NHLBI 赞助了这项试验,并尝试在 7 个地点招募 141 名患者。目前该试验已招募到 125 名患者,在这 125 人中,117 人接受了骨髓或心脏组织采集,其中 90 人已接受了相关治疗。
(来源:NIH)
德克萨斯大学的 Lem Moye 博士表示,参与者目前接收到关于试验暂停的通知,并被告知目前媒体报道的治疗研究与 CONCERT-HF 没有直接的联系。
“虽然我们没有按照 Anversa 博士的实验方案,我们有自己在迈阿密大学的实验室,我们使用的是 GMP 流程,该流程获得了 FDA 的审批,但 NHLBI 想确认我们的实验室是否在制造 c-kit+细胞,”Moye 说,“我们希望这不会花很长时间。”
Anversa 的研究主要涉及心脏干细胞,他认为心脏中含有一种名为 c-kit 的干细胞,这些细胞在心脏受损后可以再生成心肌。但是当其他的研究团队尝试重复 Anversa 发布论文的结果时发现,鲜有人能够完全重复出来。Anversa 在 2015 年已离开哈佛医学院和布莱根妇女医院。但 Anversa 和他的同事 Annarosa Leri 博士的律师在 10 月早些时候仍声称一些医生“支持他们论文中的科学发现,包括心脏干细胞的存在以及潜在治疗方案”。
但一些业内人士指出,修复过程或许表现出有益的结果,但这并不代表是由 c-kit+ 细胞具有干细胞分化能力而导致的结果。
此外,蔡陈崚博士还对 DT 君透露,“通过荧光标记蛋白和细胞谱系追踪技术,我们与其他小组各自独立发现心脏内与c-kit细胞相关的Sca-1 细胞也不是心脏干细胞。”相关论文最近刚刚发表。
心脏里的 Sca-1 细胞在之前被一些研究者认为具有再生心脏的作用。但与 c-kit+ 细胞不同的是,人类基因组中并没有对应的 Sca-1 基因,而在小鼠基因组中存在。
心脏干细胞造假大地震?管理部门处理应谨慎
但这是不是就表明,所有关于心脏干细胞的研究都是错的?
“虽然成体心脏的内源性干细胞思路走不通,但通过诱导性干细胞或者胚胎干细胞可以获得心脏细胞,这或许为将来治疗心衰提供有效的方案,尽管这一方法还存在其他方面的问题。”蔡陈崚博士说。
但对于中国相关研究的情况,DT 君联系了数名领域内中国科研人员,他们未予置评。
在胚胎发育过程中,心脏干细胞是事实存在的。例如,胚胎发育早期 Isl1 阳性细胞就是心脏干细胞。
有业内人士指出,干细胞治疗心衰、实现心肌再生的相关研究,事实上有成功的例子,比如 2016 年 10 月日本信州大学团队在Nature杂志上发表论文,发现诱导多能干细胞构建特异性心肌细胞,可对心脏修复提供帮助。另外,2014 年美国华盛顿大学(西雅图)团队也曾在Nature杂志发表论文,阐述多能干细胞在心脏再生方面的潜力。
多能干细胞和胚胎干细胞在小分子药物或者转录因子作用下,在体外可以诱导分化成心肌样细胞,这也是被广泛认可的。
因此,科研管理部门的处理措施应当谨慎。
虽然 Anversa 的学术观点“心脏 c-kit+ 细胞是心脏干细胞”被否定,大多数科学家倾向于支持“成年哺乳动物心脏缺乏内源性再生干细胞”,但由于心肌细胞无再生能力,对心肌干细胞的研究就显得尤为必要,尤其是通过诱导性干细胞或胚胎干细胞获得心肌干细胞的研究,可能是未来攻克心肌细胞再生难题的金钥匙,这方面研究还有待进一步发展。
观点被驳与学术不端:从心脏干细胞大牛到 31 篇撤稿
Anversa 教授关于心脏干细胞的研究可一直追溯到 2001 年。当时,他的一篇名为“Bone marrow cells regenerate infarcted myocardium(骨髓细胞再塑梗塞的心肌)”论文发表在Nature杂志上,开创了由血液骨髓干细胞向心脏干细胞转化研究的先河。此后在 2003 年,Anversa 教授又在Cell杂志上发表了另一篇名为“Adult Cardiac Stem Cells Are Multipotent and Support Myocardial Regeneration(成年人心脏干细胞是多能的,可支持心肌再生)”。文中,他认为心脏内的 c-kit 细胞具有心脏干细胞的特征,这些细胞可再分化成各种心脏细胞,包括心肌细胞,为心肌修复提供潜在的治疗方案。
(来源:Cell)
Anversa 的“开创性”研究受到领域内科学家的广泛关注和追随。此后一直到 2013 年,全世界的心脏学者展开了对 c-kit 细胞的大量跟进研究。虽然其他实验室的实验效果不一,但并未获得能够表明 c-kit 细胞不是心脏干细胞的充分证据。
事情转折发生在 2014 年,由辛辛那提儿童医院的 Jeffery D. Molkentin 博士在Nature杂志发表了一篇名为“c-kit+ cells minimally contribute cardiomyocytes to the heart”的论文,文中指出,这些内源性的 c-kit+细胞在心脏内产生的心肌细胞比例仅占到 0.03% 或更低,而如果考虑细胞融合的因素,则可降至 0.008% 以下。与预期相反的是,c-kit+ 细胞只可以产生血管内皮细胞。
而与之相呼应的是另一篇 2015 年发表在Nature Communications杂志上的文章“Resident c-kit+ cells in the heart are not cardiac stem cells”。该论文通讯作者、时任西奈山伊坎医学院副教授蔡陈崚博士对 DT 君说:“我们实验室在 2012 到 2013 年期间曾通过荧光报告蛋白对 c-kit 细胞进行标记,发现 c-kit 细胞在心脏中大量存在,但并不能分化成心肌细胞,这些细胞实际上是一群内皮细胞。这些发现与 Molkentin 的发现共同证实了 Anversa 博士的观点是错误的。”
由于该论文与 2014 年 Molkentin 博士的观点相互印证,两人于 2017 年在Circulation Research杂志上发表了题目为“The Elusive Progenitor Cell in Cardiac Regeneration: Slip Slidin' Away”的综述论文,明确了 Anversa 教授及其追随者研究中存在的问题。
(来源:Circulation Research)
与此同时,Anversa 教授在哈佛工作期间发表的研究论文中出现的学术不端现象也逐渐显露,其论文被撤稿的原因包括数据造假和图片造假。甚至在其早期论文中的一些结论也随着反驳声音的出现逐渐修改。
“Anversa 教授在 2003 年发表的那篇刊登在Cell杂志的论文中,称心脏内的c-kit 细胞与 Nkx2.5 基因表达紧密相关(Nkx2.5 是心脏前驱细胞的标志基因)。而当我们发现心脏内存在大量的 c-kit 细胞,而且这些细胞是内皮细胞时,他们又称,需要刨除这些内皮细胞,才能将 c-kit 细胞与 Nkx2.5 的表达建立强关联。”蔡陈崚教授说。
而为了发表这些论文,蔡博士表示过程十分艰辛,“很难找到合适的审稿人”。在反驳先行被接受的学术观点时,往往比开辟新的学术观点取得学者认可的阻力更大。
“我以前的研究方向主要是胚胎时期的心脏干细胞,起初,我只是想弄明白,这些成体心脏干细胞和胚胎期心脏干细胞究竟是什么关系。”蔡陈崚对 DT 君说。
2015 年以后,学术界里一些科学家已经认识到 Anversa 的问题。但 Anversa 教授仍认为自己的研究并没有出现问题。在离开哈佛大学和布莱根妇女医院后,Anversa 教授还曾试图控告哈佛大学对他的调查损害了他的学术声誉。
学术研究是一个不断证伪并螺旋上升的过程。对于存疑的观点,应当敢于质疑和挑战。而这些挑战的根本,源于科学家的探索精神,求真是科学前进的源泉。