撰文 | 商周

責編 | 程莉

一切都要從這張照片說起。

緣 起

這張照片來自《食品與化學毒理學》雜誌（Food and Chemical Toxicology ）。2012年11月，由法國卡昂（Caen）大學分子生物學家塞拉里尼（Séralini）教授帶領的科研小組在這個雜誌上發表了一篇學術論文，題目是：「草甘膦除草劑和轉基因玉米的長期毒性的研究」。

照片中展示的是患有乳腺瘤的雌性大鼠，這一點從皮膚上鼓起的巨大的包上看得出來。那麼得了乳腺瘤的是哪些可憐的大鼠呢？作者在圖片的下方用字母做了註解，GMO指的是吃了轉基因玉米的，GMO + R 是吃了施加有草甘膦除草劑（以下簡稱除草劑）的轉基因玉米的，而R指的是喝了一定濃度除草劑的。

所以，這張照片給大眾展示的就是：吃了轉基因玉米或除草劑的大鼠得乳腺瘤了。

這也是作者的意思。早在當年的9月18日，文章剛剛在《食品與化學毒理學》雜誌網頁上提前發表的當天，塞拉里尼就召開了新聞發布會向部分媒體公布了這一研究結果。之後的幾天，這張圖片在大眾媒體和網路上得到了大量的流傳，向大眾傳遞著一個轉基因致癌的信息。比如，法國《新觀察家》雜誌（Le Nouvel Observateur）就以封面故事的的形式發表了《是的，轉基因食品有毒》的文章。

媒體的宣傳和大眾的關心讓本來在轉基因問題上就比較謹慎和保守的歐洲政府迅速做出了反應。法國時任總理讓-馬克·埃羅表示，如果這一結果被證明是真的，那麼政府將在全歐洲範圍內禁止該轉基因玉米。歐盟也立即指令下屬的歐洲食品安全局對這項研究進行評估。歐盟之外的俄羅斯則乾脆直接暫停來自美國孟山都公司的轉基因玉米。而遠在非洲的肯亞，則在兩個月後出台了禁止一切轉基因農作物的規定，緣由也是這篇論文、這張圖片。

如今，這件事已經過去了六年，在學術界基本上也有了這項研究的結論不成立的定論，但這張照片作為轉基因食品有害的證據還在大眾中流傳，而且這項研究也依然被反對轉基因的人士拿出來當證據。所以，依然有必要回顧一下這樁學術公案，也科普一下為什麼那篇文章的結論不成立。

事 實

那張流傳甚廣的照片只是塞拉里尼的研究里的其中一個圖的一部分，因為直觀和能吸引眼球而被重點突出了出來。一個受過基本生命科學訓練的科研人員在看了這張圖片之後，第一個會問的問題是：對照呢？是啊，既然這項研究要給大家傳遞一個吃了轉基因玉米容易得乳腺瘤的信息，那麼這個「容易」是相對於什麼而言得出來的呢？換句話說，那個「不容易」得乳腺瘤的大鼠吃的是什麼呢？

科學實驗都需要合適的對照，因為對照能告訴你實驗結果意味著什麼。舉個簡單的例子，假設給一些小鼠喂蘋果，然後這些小鼠得了胃病。我們就可以因此得出吃蘋果讓小鼠得胃病的結論嗎？不能，因為我們不知道這些小鼠如果沒有吃蘋果是不是也會得胃病。所以，如果我們想要判斷吃蘋果是否會導致小鼠得胃病，需要把小鼠分成兩組，一組喂蘋果，一組不喂蘋果。如果只有喂蘋果的那組小鼠（實驗組）得病，我們才可以下結論說是吃蘋果讓小鼠得胃病了。不喂蘋果的那組就是對照組。

《食品與化學毒理學》作為正規的學術刊物，當然不會發表一項連對照都沒有的研究。所以，我們先要去認真看看那篇論文。

令人疑惑的實驗設計

先看看這項實驗的設計。

塞拉里尼等人的研究是這樣設計的，他們用了200隻Sprague Dawley大鼠 （以下簡稱SD大鼠）來做這個實驗。其中100隻雄性SD大鼠被隨機分成了10組（每組10隻）。對照組SD大鼠喂的是摻有33%的非轉基因玉米的正常大鼠飼料。剩下的九組為實驗組，其中三組餵養轉基因玉米（分別摻有11%、22%、33%的轉基因玉米），另外三組餵養用過草甘膦除草劑的轉基因玉米（分別摻有11%、22%、33%的用過草甘膦除草劑的轉基因玉米），最後三組餵養對照組一樣的非轉基因玉米飼料，但在飲水裡加入了三個不同濃度的草甘膦除草劑。和雄鼠一樣，另外100隻雌性大鼠也採用了同樣的分組來進行實驗。在這個實驗里，為了保證大鼠的飲食量和生活空間的一致性，所有大鼠都是兩隻一籠地進行飼養。整個實驗耗時兩年，這是一個規模不小的動物實驗。

表一：這項研究的實驗設計

要看懂這個實驗設計，先要簡單介紹一下轉基因玉米和除草劑。

這項研究里用的轉基因玉米是來自美國孟山都公司的NK603品系，是一個帶有抗除草劑基因的轉基因品系。所以，在栽培這種轉基因玉米的時候，使用除草劑不會影響玉米的生長，從而節省勞力和成本，提高種植效率。但是，這一轉基因作物的栽培讓大家有兩個關於食品安全上的疑問。一是食用轉基因玉米安全嗎？二是除草劑在玉米中的殘留會不會危害健康？塞拉里尼的研究就是為了探討這兩個問題的，所以他們的實驗里的不同實驗組除了有餵養轉基因玉米的，也有飲水裡有除草劑的，還有餵養用過除草劑的轉基因玉米的。

看到這裡就知道了，這項研究的確是有對照的，對照組餵了含有33%非轉基因玉米的大鼠。只不過這個對照沒有在上面的那個令人印象深刻的圖裡展示出來，原因我們後面再談。因為我們先要談談這個實驗設計里的一個缺陷，即使用實驗動物的數目。

一般來說，出於保護動物的要求，我們需要盡量使用少的動物數量來開展實驗。但是，另一方面，根據實驗目的的要求，每個實驗會有一個最低的實驗數目要求，以保證得出有說服力的數據。比如說，一般90天的毒理試驗，每個實驗組需要至少10隻動物；而關於腫瘤的實驗，每組的動物數目則需要至少50隻。而在這一項關於腫瘤的實驗里，作者只使用了10隻SD大鼠。所以，這個較小的動物數量，很難幫助作者研究出轉基因食品和腫瘤的關聯。

講完了實驗設計，接下來我們看這項研究的實驗結果。

沒有進行科學統計分析的結果

文章的結果部分先顯示的是大鼠的死亡情況，研究轉基因玉米和除草劑是否會導致大鼠非正常死亡。作者用對照組雄鼠和雌鼠分別的平均年齡為界，小於平均年齡的死亡被定義為非正常死亡。

那麼，結果是什麼樣的呢? 在對照組的雄鼠里，30%的大鼠非正常死亡（10隻裡面有三隻），而其它九個實驗組的雄鼠非正常死亡率則在10%（包括餵養22%含量的轉基因玉米組，餵養33%含量的轉基因玉米組和飲用高濃度除草劑的實驗組）到50% （包括餵養11%含量的轉基因玉米組，餵養22%含量的施加過除草劑的轉基因玉米組）之間。雌性大鼠的非正常死亡情況和雄性大鼠有些不同。對照組中有20%的大鼠非正常死亡（10隻裡面有兩隻），而其它九個實驗組的雌鼠非正常死亡率則在30%（比如餵養11%含量的轉基因玉米組）到70%（餵養22%含量的施加過除草劑的轉基因玉米組）。

表二：這項研究的實驗設計

對於這一結果，作者在論文里是這樣描述的：「對照組裡雄性和雌性大鼠的非正常死亡率分別是30%和20%，而這一數據在一些餵養轉基因玉米的實驗組裡卻達到了50%和70%。」這一描述看上去是正確的，的確，部分實驗組的非正常死亡率達到了50%和70%。但這一描述看上去說的是事實，卻存在一個大問題，就是沒有進行科學統計分析。

在科學研究里，要比較兩個實驗組之間是否有顯著的差異，需要進行統計分析，來檢驗這種差異不是隨機發生的，而真正是兩組之間的差異。利用統計軟體，我們可以比較兩組數據，並得出一個P值。P值越小，說明這個差異是隨機發生的可能性就越小，而反映真實差距的可能性就越大。一般而言，如果P值小於0.05，意思是差異是隨機導致的概率小於百分之五，那麼從科學統計上來說，這個差異是顯著的。也就是說，P值為0.05，是統計學上判斷差異是否顯著的一道紅線。

現在回到塞拉里尼的研究結果上來，在圖一里顯示的非正常死亡率上，對照組和實驗組差異最大的出現在雌性大鼠對照組（20%，10隻里有兩隻）和餵養22%含量的施加過除草劑的轉基因玉米組（70%，10隻裡面有7隻）。20% 和70%看上去是一個很大的差異，但如果用統計學軟體來分析（Fisher 精確檢驗）這一差異，它是否達到了顯著的水平呢？答案是沒有達到顯著水平，因為P值是0.06，大於0.05 這一紅線。大概，這也是作者在文章里不提統計結果的原因。

讀到這裡，有些讀者可能要問了：70%比20%，有3.5倍的差別，為什麼還不顯著呢？答案是標本的數量太小，每組只有10隻大鼠。如果每組有20隻大鼠，而且比例還是70%和20%，那麼就肯定顯著了。

或許還有讀者會問，P值為0.06 和0.05 不就是說明這個差異是隨機導致的概率分別為6% 和5%嗎，它們之間為什麼就有那麼大的分別？這是一個好問題。一方面，因為上面提到的，5% 是科學上認定是否顯著的一道紅線，只有低於5%才能被稱為顯著。所以，從這個意義上來說，是有很大的區別。但另一方面，6% 和 5% 之間的區別的確又不大，因為如果一個P值為0.06的差異在增加標本數量後還是有同樣的趨勢，那麼它的P值就會變小，從而變得顯著。所以，當一個科學家觀察到一個P值為0.06的差異並認為這一差異很可能有生物學意義時，他一般會增加樣本的數量去重複實驗來再次檢查這個差異是否能到達顯著的水平。最後，更重要的是，無論是0.05還是0.06 的P值、顯著還是近似顯著，僅有一篇研究還很難給一個問題下定論。只有當這個結論被不同的研究都證明了，才能真正地被科學界接受。

體內腫瘤數目在實驗組反而比對照組低

接下來是文章結果的第二部分，也是這篇論文的核心部分，就是腫瘤在這些大鼠中的發生情況。大鼠腫瘤的檢測，作者使用了兩種方法。一種是當大鼠還活著的時候用手去感觸的方法，來檢測可以感觸到的大的腫瘤。另外一種就是當大鼠死亡後，解剖屍體詳細檢查身體里的腫瘤發生情況。

先說手能感觸得到的腫瘤的發生情況，這類腫瘤一般發生在皮膚上，體內較大的瘤和雌性的乳腺瘤也能被觸摸得到。作者在文章里這樣描述：「到第二十四個月，30% 的對照雌性大鼠患有可以觸摸到的大腫瘤 （主要是乳腺腺瘤），而在實驗組這一數字在50% 到80%之間。對照組雄性大鼠這樣大的可觸摸的腫瘤的發生率只有雌性大鼠的五分之一左右（大約6%），而實驗組雄性大鼠的這類腫瘤的發生率的平均值是對照組的兩倍。」小鼠死亡後解剖學檢測的腫瘤發生情況，作者用了一句很簡短的話進行描述:「當最後把那些內臟器官里不可觸摸感知的腫瘤也加入計算，得到的總的腫瘤的數目在對照組和實驗組間沒有什麼區別。

從這裡便看得出來，作者想表達的意思是：實驗組比對照組要更容易產生觸覺可以感知到的腫瘤。但同樣是統計的問題，這些可觸覺感知的腫瘤的發生率在實驗組和對照組間的差別是顯著的嗎？作者沒有說明。如果用統計軟體來替作者做這個統計，便會發現，這些差異也是不顯著的。也就是說，「實驗組比對照組要更容易得可以觸覺感知到的腫瘤」這一結論是不成立的。

另外，既然可觸覺感知的腫瘤的發生率在實驗組高於對照組，而總的腫瘤數上卻沒有區別，那說明在體內的不可觸覺感知的腫瘤數目在實驗組反而比對照組低了。而對於這一點，作者卻沒有提出來。

作者接下來給讀者呈現的結果就集中到那幾類在實驗組比對照組看上去多發的腫瘤上，包括雄性大鼠的肝、消化道和腎里的腫瘤，以及雌性小鼠的乳腺和垂體的腫瘤。

文章的表二列出了這些腫瘤在各組小鼠里的發生情況，包括瘤的數目和攜帶腫瘤大鼠的數目。再一次，作者沒有做統計分析，而是在文章里進行了這樣的文字描述:「在雌性大鼠里，大多數的實驗組中垂體瘤的數量是對照組的兩倍左右。而在雄性大鼠中，實驗組肝上的腫瘤的數量是對照組的2.5到5.5倍不等。」這種以「倍數」來描述結果的方式，給人印象很深刻，但在沒有進行統計分析的情況下使用這種描述不僅不嚴謹，還有誤導之嫌。

更有誤導之嫌的是這篇文章的圖三，也就是含有上面那幅大鼠腫瘤照片的圖。作者想用這個圖來展示一些有代表性的腫瘤的照片。說這個照片有誤導之嫌，是因為這些照片並沒有代表性。那麼，什麼照片才算有代表性呢？因為一般來說，一個實驗組只會用一張照片來代表，所以有代表性的照片必須是能反映這個實驗組真實情況的。另外，如果要用代表性的照片顯示實驗組和對照組的差異，前提必須是這兩個組間有顯著性的差異。

讓我們回過頭來看這個圖，尤其是上面那個大鼠乳腺瘤的圖。作者只顯示了餵養了轉基因玉米、施加過除草劑的轉基因玉米、和除草劑的三實驗組的大鼠照片，而沒有呈現對照組的大鼠照片。這給人的印象是，對照組大鼠，也就是餵養了非轉基因玉米的大鼠沒有乳腺瘤。但實際上，在該論文的結果部分的表二里，作者給出的數據里明明白白地提到對照組大鼠同樣有乳腺瘤。

就這樣，一篇實驗設計不嚴謹、沒有科學統計的學術論文在一家正規的學術期刊正式發表了出來。

轉基因食品的安全性在之前被世界各地不同科學家進行過多次研究，一致的結論是：沒有證據表明轉基因食品和非轉基因食品在安全上有顯著的區別。唯一的例外就是來自塞拉里尼的這個研究小組。早在2007年和2009年，塞拉里尼的研究小組就先後發表過兩篇學術論文聲稱轉基因食品可能對大鼠的健康有損害。歐洲食品安全局也對這兩篇研究進行了評估，得出的結論是這兩篇研究的結論都不成立，因為作者的統計方法有問題。之前的兩篇研究沒有在社會上產生很大的影響，但2012年的這一篇因為首次把轉基因和腫瘤聯繫到一起，所以立即在社會上引起了轟動。

那麼對這項引起了社會轟動但問題多多的研究，學術界進行了怎樣的處理呢？請看下回分解。

（註：該文的原始版本《一樁和轉基因有關的學術公案》曾於2017年在新語絲雜誌上發表，並獲得過當年的新語絲科普文學獎，作者最近對該文做了進一步修訂）

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