很多生物醫(yī)藥的研究都采用培養(yǎng)細胞來進行,，這些細胞可能是從細胞庫(如美國ATCC,，American Type Culture Collection)得來,，也可能是受贈于其它研究人員。據(jù)估計,，15-20%的時間里,，實驗中所使用的細胞已經(jīng)不是原來的細胞系，或者與其它細胞系發(fā)生了交叉污染,。ATCC,，以及其它細胞庫(ECACC)、(DSMZ)都收到過提交的“錯誤”的細胞系,，盡管提交者把細胞系提交到上述機構(gòu)之前,，還經(jīng)過了檢驗。然而,，最終證實這些細胞系還是鑒別錯了,。顯然，細胞系遭到污染,、特征鑒別錯誤，將會極大地威脅著基于這些細胞而發(fā)表的論文的質(zhì)量和研究發(fā)現(xiàn)的正確性,。
細胞系污染案例
1. Hela細胞來源于一位名叫Henrietta Lacks的宮頸腺癌患者,，由于Hela細胞為人類第一個被建立的細胞系享有非凡的地位所以它被分派至世界各地，流行于各實驗室之間,。直到如今,，許多科學家都還未察覺到Hela細胞存在與其它細胞發(fā)生交叉污染的可能性。Hela細胞具有極強和快速的生長能力,，以致它會很快抑制其它細胞的生長,。1966年，在關(guān)于細胞,、組織及器官培養(yǎng)的第二個十年回顧會議上,，Gartler報道了這樣一個現(xiàn)象：據(jù)推測來源于18個獨立個體的細胞系全是Hela細胞，例如包括來源于正常腸上皮細胞(Int-407),、正常羊膜細胞(WISH),、正常肝細胞(Chang liver)、喉癌(Hep-2)和口腔癌(KB),。直到他們發(fā)現(xiàn)所使用的HeLa細胞系表達了Y染色體標記物之前,，一切都進展得非常順利。
2. T24是另外一種生長快速的膀胱癌細胞系,。EVC304最先被認為是自發(fā)轉(zhuǎn)化的人類正常內(nèi)皮細胞系,，但后來卻發(fā)現(xiàn)它是T24膀胱癌細胞系。令人感到意外的是,，EVC304不是內(nèi)皮細胞的這一論述對它作為內(nèi)皮細胞模型的公開發(fā)表幾乎沒多大影響,。推測來源于人類的前列腺癌細胞系TSU-Pr1和JCA-1也是來源于T24膀胱癌細胞系,。這些研究發(fā)表在雜志Cancer Research上，但它并不能阻止后來一篇TSU-Pr1作為前列腺癌細胞系模型的研究論文發(fā)表在Cancer Research上,。
3. DNA指紋分析揭示NCI/ADR-RES細胞系實際上為卵巢腫瘤細胞系OVCAR-8,，而不是乳癌細胞系。大約有300篇已發(fā)表的論文使用了錯誤鑒定的NCI/ADR-RES細胞系,。
4.一篇描述食管細胞系錯誤鑒定的論文宣稱：基于這些被污染的細胞而產(chǎn)生的實驗結(jié)果導致繼續(xù)的臨床試驗需招募EAC(食管腺癌)病人,，以及需得到超過100多個刊物和至少三個NIH腫瘤研究所的承認，還牽涉到11個US專利,。
態(tài)度改變
數(shù)百篇科學雜志文章描述了細胞錯誤鑒定的事例,，但直到現(xiàn)在，科學雜志或資金管理部門還沒有采取根除此問題的行動,。再者,，作者通常會很不情愿發(fā)表一項基于使用錯誤鑒定細胞的聲明。但在過去的兩年里,，一些期刊的態(tài)度開始發(fā)生改變,，如In Vitro Cellular and Developmental Biology、International Journal of Cancer,、Cell Biochemistry和Biophysics and the American Association for Cancer Research(AACR) journals要求細胞系在發(fā)表前需做鑒定,。美國天主教大學Roland Nardone號召廣大研究機構(gòu)進行細胞系的鑒定工作。美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)和美國癌癥協(xié)會這樣的主要機構(gòu)應該將細胞系鑒定作為給予基金資助的條件,，同時在主要雜志中發(fā)表的基于細胞培養(yǎng)的相關(guān)研究也需要進行細胞系的鑒定,。
細胞錯誤鑒定的根源
大部分的細胞系在學術(shù)環(huán)境中被建立，組織培養(yǎng)通常被認為是一種對技能少有要求的技術(shù),，其所用到的必要設備如流動柜和孵育箱使用起來沒什么限制,。在這些情況下，嘗試建立一種新的細胞系通常會導致交叉污染,。在送至德國的微生物和細胞培養(yǎng)收藏所的550個白血病和淋巴瘤細胞系中,，59/395(15%)被初創(chuàng)者送來的細胞系以及23/155(15%)的二級來源是錯誤的。還有許多原因可以引起細胞培養(yǎng)物錯誤鑒定,，每個實驗室都有可能發(fā)和,，例如在常規(guī)操作中對細胞培養(yǎng)容器進行了錯誤標記。造成這種問題出現(xiàn)的原因有：實驗員的工作負荷,、缺乏注意以及在細胞操作過程中的分心.
培養(yǎng)物的交叉污染以及隨后污染細胞的過量生長是另一個引起細胞系錯誤鑒定的常見原因,。這種情況可能是由于試劑的共用、反復使用相同的試管,、在沒有充分分離每一細胞類型情況下同時對多個培養(yǎng)物進行操作,。當交叉污染發(fā)生時，一種細胞類型迅速生長而超過另一種，在4-5次細胞傳代后,，一個純的污染細胞培養(yǎng)物將會形成,。
交叉污染檢測
評估由交叉污染或細胞錯誤鑒定而產(chǎn)生多少誤導性和錯誤的研究是困難的。一項針對正在從事細胞培養(yǎng)的工作人員調(diào)查顯示：483例被調(diào)查者中,，32%使用了Hela細胞,，9%的人在不知情下使用了Hela污染物，只有33%的調(diào)查者對他們使用的細胞進行了鑒定,。35%的人獲得細胞的途徑是其他實驗室,，而不是大的細胞庫。
許多方法已被用來檢測交叉污染,，包括同工酶分析,、核型分析、人類白細胞抗原(HLA)分型,，免疫分型和DNA指紋識別,。這些方法都可以鑒別出某一種細胞系，但是分辨能力各不一樣,。然而,，這些方法在不同實驗室所得到的數(shù)據(jù)卻不盡相同，以致沒有任何一種方法可以用來建立一個標準參考數(shù)據(jù)庫,。
STR分型檢測
許多實驗室利用STR分型來鑒定人源細胞系,。STR分型是一種用來做親緣分析的方法，它的原理是在一單管中同時擴增多個多態(tài)性DNA片段,。STR位點是由不同數(shù)目重復單元組成的重復DNA序列。每一個STR位點均能被擴增且擴增產(chǎn)物標記上不同顏色的熒光,，使得擴增產(chǎn)物很容易通過片段大小和顏色來區(qū)分,。
3-5個堿基重復的DNA重復序列已常規(guī)性地用來做親緣鑒定、法醫(yī)鑒定,、以及鑒定在20年之前的大災難中遇難的受害者,。隨后，STR分型用于細胞鑒定中,。STR分型快速,、經(jīng)濟、易于自動化,，能得到可重復的數(shù)據(jù),，且數(shù)據(jù)格式適合建立一個標準參考數(shù)據(jù)庫。由于快速,、鑒定的細胞系結(jié)果明確,，STR分型的應用價值最大。
STR分型存在一個大的局限，就是它不能檢測來源于其他物種的污染細胞,，哪怕是人類細胞被過生長的其它物種細胞所覆蓋,，用人類或高等靈長類特異性引物也不會有DNA擴增。如果應用于其它物種的STR分型已被建立,，在PCR中采用物種特異性引物可以用來檢測來源于其它物種的污染細胞,，那么STR分型無疑可被用來鑒定污染細胞。
(劉輝)
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