哈佛醫學院稱前哈佛醫學院布列根和婦女醫院再生醫學中心主任Piero Anversa的31篇論文存在偽造、篡改數據。
撰文| 蔣海宇
責編| 王承志
本月15日，哈佛醫學院和布萊根婦女醫院（Brigham and Women's Hospital）結束了對原哈佛大學教授、再生醫學中心主任Piero Anversa的論文的調查，認為他發表的文章中，有31篇涉嫌歪曲或偽造數據，建議各大醫學期刊撤回已發表論文。
由於中國在心臟幹細胞研究上的投入巨大，此學術不端事件在國內也引起軒然大波。據《中國新聞周刊》，北京一家權威醫療機構從事心血管研究工作的研究人員表示：從2000年開始，國家自然科學基金委資助的「心臟幹細胞」相關課題每年都有，從2003年開始，每年資助金額超過200萬元；從2010年之後，每年資助金額超過1000萬元。2000~2018年總資助金額在1億元以上。
什麼是心臟幹細胞（Cardiac Stem Cell）？此次哈佛大學撤稿對與心臟相關的幹細胞研究意味著什麼？《知識分子》希望能夠準確定位此次學術不端事件對幹細胞研究領域帶來的影響，因此諮詢了國內外從事幹細胞研究的權威學者，包括最初強烈反對Anversa所持理論，並用遺傳示蹤手段首次顯示並無幹細胞分化成為心肌細胞的心血管生物學家Jeffery Molkentin；美國格萊斯頓心血管疾病研究所（Gladstone Institute of Cardiovascular Disease）副主管Benoit Bruneau；同濟大學副校長、復旦大學附屬中山醫院教授葛均波；用即時譜系示蹤手段重複Molkentin結論、中科院上海生科院生物化學與細胞生物學研究所研究員周斌；以及中科院幹細胞與再生醫學戰略先導專項「人工組織器官構建」項目首席科學家戴建武。
什麼是心臟幹細胞?
與心臟相關的幹細胞療法有很多，利用心臟幹細胞治療心肌損傷只是其中一種。
當我們的皮膚被小刀劃出口子，它在很短的時間內就能再生出新的皮膚細胞，讓傷口癒合。如果肝臟被切下一半，它也會長回去。人體內的血細胞在不斷地死亡，但同時，新的血細胞又會不斷生成。我們身體的很多部位都有這樣再生的能力，這種能力源於不同的機制，其中一個最重要的機制便是依賴幹細胞分化成新的細胞——無論是皮膚細胞，還是肝細胞，又或者是血細胞。除此之外，已有細胞的分裂和生長也是一些器官再生的原因：比如肝的再生便是兩種機制共同作用的結果。
然而，人類還有一些器官的再生能力是極弱的，比如心臟。當心臟肌肉受到損傷後，幾乎不會有新細胞再生以癒合傷口。
美國格萊斯頓心血管疾病研究所（Gladstone Institute of Cardiovascular Disease）副主管Benoit Bruneau認為：「心肌細胞的再生不是通過幹細胞，而是通過心肌極緩慢、周期性的細胞分裂」。
由於心臟沒有自我修復能力，科學家們便期待利用幹細胞修復心臟，以治療心力衰竭等心臟疾病。「在過去十五年的臨床試驗裡，科學家們嘗試了約十二種以上不同類型的幹細胞。」辛辛那提兒童醫學中心心血管生物學家Jeffery Molkentin說。需要注意的是，這些不同類型的幹細胞都不是所謂的心臟幹細胞，而是來源於骨骼肌、骨髓的幹細胞。
心臟幹細胞（Cardiac Stem Cell）特指心臟本身就有的、能夠分化成各種心臟組織的幹細胞。長時間以來，科學家們認為心臟並沒有內源性的幹細胞，而此次撤稿事件的主角Piero Anversa則認為自己的團隊發現了這樣的幹細胞，它們被c-Kit+受體所標記，所以又叫c-Kit+幹細胞。
對此，Molkentin向《知識分子》解釋道，「Piero Anversa從小鼠心臟中分離出這些c-Kit+幹細胞，在實驗室培養它們，等它們擴增後，把它們注射進受損傷的心肌區域。他宣稱說，這些源自心臟的幹細胞能夠讓受傷區域得到恢復。」
心臟幹細胞存在嗎？
「問題是，從來沒有任何一個Anversa實驗室外的人，或者和Anversa無合作關係的人，重複出Anversa宣稱的結果」，Molkentin說。
最初，對於這種質問，Anversa還能以「你們不知道怎麼做」來回應。但之後，科學家們用不同的方法證實了小鼠心臟內不存在內源性幹細胞。
其中，Molkentin最早通過遺傳示蹤技術，發現並沒有幹細胞分化成為心肌細胞。「骨髓中，所有的造血幹細胞也是由c-Kit+受體標記。其他組織中確實會發現c-Kit+幹細胞，它們很可能是來自骨髓的造血幹細胞。」Molkentin推測。之後，中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所研究組長周斌又通過另一方法，得到了類似結論。
在周斌的實驗結果發表後，Molkentin綜合周斌和其他研究者的結果，於《循環》（Circulation）雜誌上發表名為《成體哺乳動物心臟不存在內源性再生幹細胞的不可否認之證據》（Undeniable Evidence That the Adult Mammalian Heart Lacks an Endogenous Regenerative Stem Cell）的評論文章。
Jeffery Molkentin在《循環》雜誌上發表的評論文章，認為不存在內源性的心臟幹細胞
Molkentin的評論文章觀點鮮明，他認為，所有成體哺乳動物心臟都不存在內源性再生幹細胞。
然而，周斌本人對該實驗結論的效用範圍較為保守，他表示：「我們實驗得出的是小鼠的結論，不能外推到人」。
中國科技大學教授、中科院幹細胞與再生醫學戰略先導專項「人工組織器官構建」項目首席科學家戴建武也表達了相同觀點：「Molkentin在《循環》雜誌刊發的文章有待實驗驗證。 哺乳動物種類繁多，不應該由一個動物模型結論推測到所有動物， 也不能直接推測到人類」。
Molkentin回應道：「這樣說是有道理的。但是，人類心臟在心肌受損後並不會自我修復，所以即使存在內源性心臟幹細胞，它們顯然不是很有效。而且，豬在出生2至3天後，心臟同樣再也不會進行任何意義上的自我修復。」
Bruneau則認為周斌等人的那種看法過於保守：「邏輯上，當然可能存在沒被發現的心臟幹細胞。可是，小鼠和人是很相似的，不同哺乳動物的器官間要真有那麼大區別的話，我們早就從臨床研究和病例研究上發現了，可現在沒有任何相關證據。」Bruneau認為這種「不能推測到人類」的說法是研究心臟幹細胞的人給自己找的臺階罷了。
同濟大學副校長、復旦大學附屬中山醫院教授葛均波表示：「綜合研究趨勢看，心肌並不具備自身幹細胞的可能性比較大。但科學發展的有效途徑是爭論，給科研留點時間，能給出更加清晰的答案。」
哪些研究需要被重新評估？
由於一直沒有人能夠重複出Anversa實驗室的結果，學界內部在此次撤稿事件之前就對Anversa的文章和理論抱以懷疑。周斌表示：「說造假需要證據，但我們早就覺得他的工作不靠譜」。
Bruneau認為，「此次撤稿為我們提供了很多重要的信息，比如他們採用了哪些手段讓全世界的人相信心臟幹細胞存在，比如他們造假的程度，以及我們如何評價Anversa實驗室的整體工作」。
「以及，我們能夠開始評價Anversa實驗室外的工作，包括正在進行的那些研究和臨床試驗。參與其中的研究者是否也是誠實的？」Bruneau繼續說道。
Bruneau認為，「雖然這些研究和c-Kit+沒有直接的關聯，卻是基於 『心臟幹細胞存在』 這個假設。這些工作也需要被重新評估。不過我懷疑是否會有人站出來做這種事，因為這會毀掉這些人長久建立起來的學術聲譽。」
據《華盛頓郵報》報導，科學家們正強烈要求暫停一項進行中的臨床試驗。Anversa和該試驗沒有直接聯繫，但該試驗的一部分基於Anversa的工作，並使用Anversa實驗室生產的c-Kit+幹細胞。由於該試驗需要使用活檢，具有較大風險，目前已有一名受試者死亡。一個耐人尋味的事實是，該試驗的負責人Roberto Bolli是《循環研究》雜誌（Circulation Research）的主編，而Anversa的文章大多發表在該期刊。
在美國國立衛生研究院（NIH）官網，通過「心臟幹細胞（cardiac stem cells）」關鍵詞，我們能查到約200項相關的臨床試驗正在招募或進行。「我和很多同事都認為，與心臟幹細胞相關的試驗需要暫停。即使不暫停，也應該告知病患真實情況，因為很多病患依然以為自己在接受某種奇蹟般的治療」，Bruneau表示，「至少別再誤導性地用 『心臟幹細胞』 這個詞了」。
近年來，心臟自身幹細胞的研究並不局限於c-Kit+細胞，還有研究認為Sca-1+細胞、Islet-1+細胞、邊緣群細胞（SP），心肌球樣細胞（Cardiosphere-Derived Cells）等也是心臟自身幹細胞。葛均波認為：「這些發現同樣存在爭議。2018年周斌團隊的實驗結果提示，不管哪種標記，所有的所謂 『心臟幹細胞』 均不具備心肌再生能力。」Molkinten和Bruneau也表達了相同意見。
需要注意的是，此次撤稿對心臟幹細胞以外、其他與心臟有關的幹細胞研究沒有影響。「Anversa發表研究的撤稿事件對目前幹細胞治療心臟病的影響有限， 因為基於c-Kit+細胞的臨床治療項目不多。」戴建武說。
「如果心臟在體內本身不可再生，我們還可以通過別的途徑使它再生。不能因為一條路走不通了，就把其他路也擋下。」周斌向《知識分子》表示。
在一些商業中介的運作下，幹細胞被吹捧成包治百病的「萬能細胞」。葛均波提醒道，要注意幹細胞目前仍處於科學研究階段，遠未到臨床商品化的階段。
「事實上，在20年的幹細胞治療心臟病研究後，我們回頭看時，發現一開始的諸多難題，如細胞類型、細胞劑量、移植途徑、歸巢效率、定植和分化、整合和功能等問題，即使到如今，依舊是難題。」葛均波說。
「好消息是，此次事件不會對幹細胞治療這個領域造成負面影響」，Bruneau表示，「但不是所有針對心臟的幹細胞療法都有前景」。
還有哪些與心臟相關的幹細胞療法？
目前比較常見的一種幹細胞療法是將骨髓間充質細胞（MSC）從骨髓中抽出，並注入心肌受損區域。戴建武表示，由於病人入組條件、細胞移植方式、數量及質量這些因素不同，該療法的效用還沒有確切結論。一些文章對這些研究進行了總結分析，大致結論是移植安全性比較好，對短期心臟功能有一定改善，對心衰患者長期生存率沒有明顯效果。
事實上，MSC是否是幹細胞依然有爭議。「我們的用詞需要更嚴格。MSC只是骨髓裡的成纖維細胞，他們在任何環境下都不會分化成其他細胞。確實，我們在臨床試驗中發現，往心臟注射MSC會讓心臟產生微小改善，但其機制並不清晰。」Molkentin說，「有人說MSC是通過細胞旁分泌效應激活體內修復，但這只是假說，尚未得到證實。」
「在歐洲和美國，人們還在嘗試用MSC做臨床試驗。但效果不是特別理想。」Bruneau表示。
除了使用骨髓間充質細胞外，也有研究團隊在做胚胎幹細胞方面的嘗試。華盛頓大學醫學院和多倫多大學目前在靈長類動物上實驗，將胚胎幹細胞在體外培養成心肌細胞後，再將獲得的心肌細胞注入心肌受損區域。Bruneau表示說該方法前景較好。實驗中，用胚胎培養出的心肌細胞能夠繼續存活，並修補損傷心臟。據葛均波介紹，2018年公布了6例利用胚胎幹細胞治療心臟病的臨床研究，初步證明了該方法的可行性和安全性，但距離臨床應用還存在一定的問題，如胚胎幹細胞的致瘤性、免疫排斥，及從胚胎中分離幹細胞的倫理問題等。
和這種療法相似的，還有一種利用誘導式多功能幹細胞（iPSc）的幹細胞療法。iPSc是從皮膚細胞或者血細胞衍生而來：人們能將這些細胞去分化（dedifferentiate），讓它們變回類似於胚胎幹細胞的狀態，處於該狀態的幹細胞就是iPSc。發明該技術的日本科學家山中伸彌於2012年獲得諾貝爾生理學或醫學獎。
一些科學家希望像利用胚胎幹細胞一樣利用iPSc，把iPSc在體外培養成心肌細胞後，重新植入受損心肌組織。據Molkentin介紹，日本現在正開展有史以來第一次利用iPSc的小型臨床試驗，結果還有待觀察。
綜上，此次哈佛撤稿事件影響重大，但並不會波及心臟幹細胞以外的幹細胞治療領域。然而，那些基於「心臟幹細胞存在」的研究工作顯然值得進一步質疑。
據「科學網」報導，不少中國研究者缺乏對心臟幹細胞「作用機制」的基礎研究，研究更多集中於臨床研究——問題是，急於去驗證一個理論存疑、機制不明的「心臟幹細胞」在臨床上效果究竟如何呢？
如果真如《中國新聞周刊》所報導，國家自然科學基金委對心臟幹細胞課題投入巨大，我們需要追問：其中多少工作是基於Anversa持有的基礎理論？多少又是基於Anversa以往的研究結果？其中多少屬於基礎研究，多少是在考察心臟幹細胞的臨床效果？在中國，心臟幹細胞領域和其他幹細胞研究是否存在盲目跟風，甚至作假的現象？
參考資料
1. Scientists argue heart stem cell trial should be paused，Washington Post, https://www.washingtonpost.com/national/health-science/scientists-argue-heart-stem-cell-trial-should-be-paused/2018/10/18/c64e8622-d21c-11e8-83d6-291fcead2ab1_story.html?utm_term=.25fd7518bf5c
2. Using stem cells to regenerate the heart, UW Medicine, https://www.youtube.com/watch?v=oWgxvxKe5V8&t=58s
3. Harvard Calls for Retraction of Dozens of Studies by Noted Cardiac Researcher, New York Times, https://www.nytimes.com/2018/10/15/health/piero-anversa-fraud-retractions.html
4. 哈佛大學都認罰了，我們還能信任心臟幹細胞研究嗎？, 科學網，https://mp.weixin.qq.com/s/fq30I8igTnwyCNL8ElAVnQ