韓春雨基因編輯論文不存在主觀造假,持續兩年多的事件就此落幕?
2018年8月31日,河北科技大學發布了《學校公布韓春雨團隊撤稿論文的調查和處理結果》,認為撤稿論文已不再具備重新發表的基礎,未發現韓春雨團隊有主觀造假情況。為此,這個持續兩年多的韓春雨論文事件最終落下帷幕。
2018年9月1日,韓春雨就河北科技大學公布撤稿論文調查處理結果表示接受,並且表示在國際前沿的基因編輯技術研究領域,存在許多不可預知的問題。在經歷了質疑、撤稿和調查之後,通過校內外同行專家的指導和進一步的實驗驗證,深刻地認識到,撤稿論文的實驗設計存在缺陷、研究過程存在著不嚴謹的問題,論文的發表給國內外同行學者造成了誤導和人力物力的浪費。論文發表後,面對媒體和同行的質疑,未能冷靜理性對待,發表了一些不當言論,給社會公眾帶來了不必要的紛擾。對此,韓春雨表示了歉意,並對同行學者和社會的關注表達了感謝。
這一事件的起因是2016年5月2日,韓春雨作為通訊作者在《自然-生物技術(Nature Biotechnology)》(簡稱NBT)期刊發表了標題為「DNA-guided genome editing using the Natronobacterium gregoryi Argonaute」的論文。
基因組編輯技術CRISPR/Cas9被《科學》雜誌列為2013年年度十大科技進展之一,受到人們的高度重視。CRISPR是規律間隔性成簇短迴文重複序列的簡稱,Cas是CRISPR相關蛋白的簡稱。CRISPR/Cas最初是在細菌體內發現的,是細菌用來識別和摧毀抗噬菌體和其他病原體入侵的防禦系統。
CRISPR/Cas9的基因組編輯能力只有在被稱作前間隔序列鄰近基序(protospacer adjacent motif, PAM)的短片段DNA序列的存在下才成為可能。只有DNA靶位點附近存在PAM時,Cas9才能進行準確切割。
儘管科學家們已採用多種方式對CRISPR/Cas9系統進行優化來提高它的效率和特異性,它仍然存在一些不足之處,如CRISPR/Cas9系統仍然會在脫靶位點(在這些位點上,gRNA與靶DNA序列之間存在錯配)進行切割,這種脫靶切割有可能導致很多有害的後果,如癌症產生;gRNA容易形成二級結構,等等。
在這篇論文中,來自中國河北科技大學和浙江大學醫學院的研究人員發現類似於Cas9,來自Argonaute蛋白家族的核酸內切酶也利用寡核苷酸作為嚮導降解入侵的基因組。具體而言,他們發現來自格氏嗜鹽鹼桿菌(Natronobacterium gregoryi)的一種Argonaute蛋白(NgAgo)作為一種核酸內切酶,在嚮導DNA(guide DNA, gDNA)的引導下,能夠在人細胞中進行基因組編輯。
更重要的是,這種NgAgo-gDNA系統設計方便,gDNA可直接轉染細胞,而無需構建專門的gDNA表達載體;NgAgo可編輯基因組內任何位點,而Cas9的基因組靶點必須位於PAM序列的上游,而且不能富含G+C;所使用的gDNA是DNA而非RNA,不會像RNA那樣容易形成二級結構而導致失效或脫靶效應;對遊離於細胞核的DNA具有更高的切割效率。由此可知,相比較於Cas9-sgRNA,NgAgo-gDNA具有更大的優勢,規避了令人頭痛的脫靶效應,其應用前景是不言而喻的。更難能可貴的是,在Cas9-sgRNA成為全世界各大實驗室爭相使用的香餑餑時,這項研究發現的新基因編輯系統具有如此巨大的優勢,向它發出有力的挑戰,也難怪會在國內引發一陣熱潮。
圖片來自Nature Biotechnology, doi:10.1038/nbt.3547。
因此這篇論文一經發布,名不見經傳的韓春雨在一夜之間就迅速走紅於整個中國,成為了業內炙手可熱的科學家。媒體的讚譽和各種獎勵紛至杳來。人們甚至將這一研究成果成為諾獎級發現,但是隨之而來的質疑也不斷來臨。首先讓我們回顧這一事件的來龍去脈。
2016年5月20日,原清華大學著名結構生物學教授顏寧,在微博上首先提出論文結果可重複性的問題。
2016年5月26日,「未名空間」論壇上出現了「純從科學角度分析韓春雨的文章」的帖子,認為韓春雨的論文從Ago理論上看行不通。此後,在百度貼吧、知乎等論壇上,類似質疑不斷出現。
2016年6月30日,方舟子發文質疑韓春雨:「據聽報告的人說,韓春雨在北大和遺傳所的報告上都強調,他目前的NgAgo是初級版、需要高超的實驗技巧、等他推出2.0版和Smart版。這些說法跟他在論文里的描述是矛盾的。因為他描述的只是個並不複雜的轉染實驗,T7E1和測序也都是現成的技術,並不需要高超的實驗技巧,按照其提供的步驟應該是不難被重複出來的。」
2016年7月2日,在貼有方舟子質疑原文的帖子中,韓春雨進行了較為詳細的回應,強調NgAgo系統對污染特別敏感,實驗時不要有寄生菌和支原體的污染,並對實驗環節做出技術性的建議。與此同時,韓春雨在百度貼吧「國際米蘭吧」回復網路上的質疑。但隨後他便停止在網路上發聲,並開始拒絕採訪。
2016年7月21日,中國科學院上海神經科學研究所研究員仇子龍在自己的微博認證賬號「求導」上發文,表示實驗室仍在重複韓春雨的實驗,優化各種條件,目前的實驗結果距離韓春雨論文中的結果「相差甚遠」,並呼籲韓春雨提供「可重複NBT發表文章的NgAgo,或者優化的Ngago2.0,smart版本等等」。
2016年7月29日,澳大利亞科學家Gaetan Burgio在推特上發布長文《我的NgAgo經歷》,表示不能重複韓春雨論文圖4的結果;國際轉基因技術協會則給會員群發郵件,告誡大家「NgAgo無法在哺乳動物細胞中進行基因編輯。不要再浪費時間、金錢、人力和課題。」
2016年7月31日,來自澳大利亞、美國、西班牙等國的科學家在推特上指出,無法重複韓春雨NgAgo系統的基因編輯結果。這些聲音刊登在由顏寧、文小剛、劉克峰三位國際著名科學家擔任主編的《賽先生》科學新媒體平台上。
2016年8月8日,《自然》雜誌做了關於NgAgo的新聞報道重複、嘲弄和一個隱士:NgAgo基因編輯的爭議加劇》,稱有不願透露姓名的科學家向《自然》雜誌通訊員David Cyranoski證實了實驗的可重複性。韓春雨在隨後接受媒體採訪時表示,「《自然》的結果就是,這個實驗是可以重複的,但有的能夠做出來,有的做不出來。」,而「調查訪談結果已經相當於是公開回應了。」不過,Cyranoski對此回復道,這篇是報道,不是學術論文,「不應該被作為韓春雨實驗可重複的證據」。他寫道:「我沒有進行任何獨立的重複實驗,因此對於這次調查結果無法增加任何第一手信息。我的報道確實反映的是關於韓春雨的實驗可重複性有不同的觀點。而且據我所知,這個爭議到現在還沒有解決。」
鑒於科研論文是否具有可重複性,是科學研究的重要基礎之一。面對質疑,《自然-生物技術》在2016年11月19日宣布,「介入論文調查」。
2016年10月10日,由北京大學教授魏文勝組織和發起,來自中國科學院等科研院所的13位科學家通過兩家媒體,實名發布聲明,「沒能「重複」韓春雨的實驗,——呼籲有關方面組織第三方介入調查」。
2016年10月14日,河北科技大學向媒體提供一份題為《關於輿論質疑韓春雨成果情況的回應》的書面材料,表示學校對此事一直給予積極關注。目前已經校外獨立機構運用韓春雨團隊的NgAgo技術實現了基因編輯,該機構與韓春雨團隊的合作正在洽談中。學校還指出,就科學研究的一般規律而言,一項新的科學發現往往需要一個較長的驗證周期,尤其是在成果的初創階段。並懇請社會各界提供和諧寬鬆的輿論環境和文化氛圍,給予他們多一點支持、多一點時間、多一點耐心,這樣才更有利於科技進步和科技工作者成長。
2016年11月11日,南通大學劉東課題組和復旦大學王永明教授在Cell Research以Letter to Editor的形式發表了自2016年5月2日文章以來的第二篇NgAgo原創論文「NgAgo-based fabp11a gene knockdown causes eye developmental defects in zebrafish」。該研究沒有發現NgAgo能夠進行基因編輯,但可以把基因敲低。文章沒有支持或者反駁韓教授的結果。
2016年11月16日,國內外20位生物學家聯名在國際期刊《蛋白質與細胞》上發表學術通訊《關於NgAgo的疑問》,質疑韓春雨團隊該論文的可重複性。20位學者在各自的實驗室進行了重複實驗,但在不同細胞系和生物中無法檢測到NgAgo技術所產生的基因編輯現象。
2016年11月19日,《自然-生物技術》表線上聲明,表達了以下四點:(1) NBT刊登經同行評議的美國、德國、韓國9家單位聯合評論文章「Failure to detect DNA-guided genome editing using Natronobacterium gregoryi Argonaute」,即無法實現NgAgo基因編輯功能;(2)對韓春雨論文表達編輯關切,即Editorial Expression of Concern;(3)設定2017年1月期限,限作者予以澄清說明,「provide them with the opportunity to do that by January 2017」; (4) 韓春雨與沈嘯同意Editorial Expression of Concern,但另外三位作者反對!
2016年11月23日,《自然》雜誌再次報道「NgAgo事件」。在這篇題為《NgAgo基因編輯爭議在同行評議論文中升級》的報道中,韓春雨稱,他已經發現了一個問題,這個問題可能被他人忽視但可以用來解釋為什麼難以重複他的實驗。「我現在不能說,因為中國的媒體對我說的任何話都進行批評。」
2016年11月28日,來自美國、德國和韓國的生物學家在《自然-生物技術》發表通信文章,同樣報告了該實驗無法重複。與通信文章同時發表的,還有《自然-生物技術》的一篇「編輯部關注」及聲明,「提醒讀者對原論文結果(韓春雨課題組論文)的可重複性存有擔憂」,並表示正在調查該論文,原作者「補充信息和證據來給原論文提供依據是非常重要的」。《自然-生物技術》表示將在2017年1月底之前完成其調查,並向公眾公布最新進展。」
2017年1月11日,國家知識產權局發布「視為撤回通知書」,顯示以河北科技大學副教授韓春雨、浙江大學基礎醫學院研究員沈嘯為發明人的專利——以Argonaute核酸酶為核心的基因編輯技術,因申請人未在規定期限內答覆國家知識產權的第一次審查意見通知書,該專利的申請被視為撤回。
2017年1月19日,《自然-生物技術》沒有如約在1月底發布結論性結果,他們在聲明中指出,目前已經獲得了NgAgo系統可重複性相關的新數據,但在做出結論之前還需要進一步分析的發布。韓春雨隨後證實,新數據由他們團隊提供。
2017年1月20日,韓國學者金鎮洙在生命科學預印本網站BioRxiv發表文章稱,NgAgo能在體外切割RNA(核糖核酸),而非如韓春雨論文所稱在哺乳細胞內切割DNA(脫氧核糖核酸)。
2017年5月9日,《自然-生物技術》在線發布「編輯部關切」(Addendum: Editorial Expression of Concern),表明期刊編輯注意到了讀者們對韓春雨2016年5月2日在線發表的有關NgAgo論文重複性的擔憂。此前NBT雜誌也發布了由韓國首爾基礎研究所、弗萊堡大學、美國Mayo醫學中心三個課題組題為「Failure to detect DNA-guided genome editing using Natronobacterium gregoryi Argonaute」的文章,試圖重複韓春雨論文中的Figure 4,然後並沒有檢測到NgAgo介導的DNA切割。同樣不能重複該結果的報道也體現在中國科學家此前聯名在Protein Cell雜誌上發表的相關文章。NBT編輯部已經與韓春雨等作者進行聯繫,並表示韓春雨他們還在調查這一系列缺少重複性的原因。相關作者已經知曉這份聲明,調查還在繼續中,韓春雨和沈嘯也同意了NBT編輯部的這一關切與聲明。但是論文的其他幾位作者高峰、Jiang Feng和Yongqiang Wu覺得這個時候發布關切不合適。編輯部最後表示,一旦完成相關調查,將會公布這些結果。
2017年8月3日,韓春雨團隊主動撤回該論文。論文作者韓春雨等人也同時發出撤稿聲明。撤稿聲明寫道,由於科研界一直無法根據我們論文提供的實驗方案重複出論文圖4所示的關鍵結果,我們決定撤回這項研究。在該圖中,我們報告說,利用5′磷酸化單鏈DNA作為引導,NgAgo(Natronobacterium gregoryi Argonaute)能夠有效引起雙鏈斷裂,並對人體細胞基因組進行編輯。雖然許多實驗室都進行了努力(Protein Cell 7, 913-915, 2016; Nat. Biotechnol.35, 17-18, 2017; Cell Res.26, 1349-1352, 2016; PLOS One 12, e0177444, 2017) ,但是沒有獨立重複出這些結果的報告。因此,我們現在撤回我們的最初報告,以維護科學記錄的完整性。不過,我們會繼續調查該研究缺乏可重複性的原因,以提供一個優化的實驗方案。與此同時,河北科技大學官網的聲明稱,鑒於該論文已撤稿,「學校決定啟動對韓春雨該項研究成果的學術評議及相關程序」。而韓春雨團隊同時宣布,將進一步研究不能重複的原因,並同意按學校安排選擇一家第三方實驗室,在同行專家支持下開展實驗,驗證NgAgo-gDNA基因編輯的有效性,並將實驗結果公布,以回應社會關切。
如今,河北科技大學終於公布處理結果,認為未發現韓春雨團隊有主觀造假情況。想必這一結論會引發很多人吐槽。有些人認為韓春雨在回復網友和其他科學家的質疑時,不誠實。有些人認為河北科技大學的最終處理決定有和稀泥的嫌疑,不足以制止科研機構的學術不端之風。有些人認為這是科學發展必須承受的代價。但是不論怎樣,在中國基礎科學高速發展的今天,制定相應的監管機制,從而讓中國的科學發展更嚴謹和更規範化,是當下一個比較重要的議題。(生物谷 Bioon.com)


※兩篇Protein & Cell報道我國科學家進一步優化腺嘌呤鹼基編輯系統
※首次在哺乳動物中測試充滿爭議性的CRISPR基因驅動技術
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