HeLa 細(xì)胞，細(xì)胞界的“隔壁老王”
大名鼎鼎的 HeLa 細(xì)胞系是第一株永生化的細(xì)胞系，在實(shí)驗(yàn)中十分常用。HeLa 細(xì)胞系于 1951 年在體外建系，來源于一名叫做 Henrietta Lack 的美國(guó)婦女的宮頸癌細(xì)胞。
墨菲定律告訴我們事情往往沒有那么簡(jiǎn)單。
僅僅 16 年后就出現(xiàn)了 HeLa 細(xì)胞系發(fā)生交叉污染的報(bào)道 [1,2] 。10 年后，又發(fā)現(xiàn) HeLa 細(xì)胞系被其他物種的細(xì)胞所污染 [3] 。而已知的被污染的細(xì)胞遠(yuǎn)不止 HeLa 細(xì)胞一種。
國(guó)際細(xì)胞系認(rèn)證委員會(huì)（ICLAC）于 2014 年 10 月公布了調(diào)查數(shù)據(jù)（Version 7.2），列出了 438 種錯(cuò)誤的細(xì)胞系（false cell lines）和 37 種錯(cuò)認(rèn)的細(xì)胞系（misidentified cell lines），其中 HeLa 細(xì)胞系更是以 24% 的污染率成為了最常見的“問題細(xì)胞”。
根據(jù) ICLAC 的數(shù)據(jù)推測(cè)，全球已有 15-20% 的細(xì)胞系被錯(cuò)誤辨識(shí)或不再符合原來的細(xì)胞系。
細(xì)胞的“貍貓換太子”不僅會(huì)導(dǎo)致已經(jīng)發(fā)表的論文被撤銷，更會(huì)耗費(fèi)實(shí)驗(yàn)汪們寶貴的時(shí)間和精力。
看到這些數(shù)字，人生觀世界觀仿佛都要被重建。
細(xì)胞系污染數(shù)量如此之巨，到底是因?yàn)槭裁矗?br />
▲ 細(xì)胞五大天敵：細(xì)菌、病毒、支原體、酵母和其它真核細(xì)胞
什么是細(xì)胞系污染？
ICLAC 為細(xì)胞系污染作出了定義：
一個(gè)細(xì)胞系的基因型與其最初供體不同時(shí)則認(rèn)為這一細(xì)胞系出現(xiàn)了問題。判斷細(xì)胞系是否錯(cuò)誤，通常從基因型出發(fā)。
出現(xiàn)問題的細(xì)胞系可以分為錯(cuò)誤的細(xì)胞系（false cell line）和錯(cuò)認(rèn)的細(xì)胞系（misidentified cell line）。
>>> 錯(cuò)誤的細(xì)胞系
細(xì)胞系的真核細(xì)胞污染發(fā)生在細(xì)胞系建系初期，原有細(xì)胞已不復(fù)存在，該細(xì)胞系已完完全全變成了另一株細(xì)胞系，是名副其實(shí)的“貍貓換太子”。
>>> 錯(cuò)認(rèn)的細(xì)胞系
細(xì)胞系的真核細(xì)胞污染發(fā)生在細(xì)胞系建立之后，原有細(xì)胞和新混入的細(xì)胞共同存在于細(xì)胞系中。
細(xì)胞系污染從何而來？
在實(shí)驗(yàn)室里，發(fā)生細(xì)胞系污染的原因主要包括標(biāo)記錯(cuò)誤和細(xì)胞間的交叉污染。
標(biāo)記錯(cuò)誤是指在細(xì)胞的日常培養(yǎng)、管理中由于將標(biāo)簽弄錯(cuò)?；谢秀便钡碾S手一貼，你的細(xì)胞就已經(jīng)不是你認(rèn)識(shí)的那個(gè)細(xì)胞了。
交叉污染則是指細(xì)胞系被其他細(xì)胞所污染，試劑公用、耗材重復(fù)使用或同時(shí)操作多種細(xì)胞均有可能導(dǎo)致這樣的結(jié)果。如果外源細(xì)胞相較于原細(xì)胞系有更快的繁殖速度，那么外源細(xì)胞就會(huì)逐漸取代原細(xì)胞系的地位。
在長(zhǎng)期的培養(yǎng)中，即使沒有外源細(xì)胞的入侵，細(xì)胞也有可能因?yàn)榕囵B(yǎng)的環(huán)境而發(fā)生一定的改變，細(xì)菌、支原體的污染或者藥物的處理也可能會(huì)改變細(xì)胞的種類。不僅來自外界的污染防不勝防，自家的叛徒也讓人心焦。
▲細(xì)胞被交叉污染的過程示意 （綠色表示原有細(xì)胞，紅色表示其它真核細(xì)胞）
細(xì)胞系污染問題如此嚴(yán)重，一方面是由于不同來源的細(xì)胞污染在日常實(shí)驗(yàn)中幾乎難以察覺；另一方面，也是因?yàn)樵S多研究人員并未意識(shí)到這類風(fēng)險(xiǎn)或?qū)Υ藳]有重視。然而存在感越低，搞起事來卻越是讓人大吃一驚。
減少細(xì)胞系污染任重而道遠(yuǎn)
為了減少細(xì)胞系污染的發(fā)生，生物學(xué)界正在努力對(duì)細(xì)胞系進(jìn)行強(qiáng)制的鑒定。
NIH、ATCC、Nature 和 Science 等近年對(duì)此多次發(fā)出呼吁，要求研究者對(duì)細(xì)胞進(jìn)行鑒定。2016 年初，美國(guó)衛(wèi)生研究院發(fā)布新指南，其中就提到了細(xì)胞系的鑒定問題。該指南指出：研究項(xiàng)目想要獲得資金，需要核實(shí)在研究中使用的細(xì)胞系。此外，越來越多的期刊也要求文章在出版之前對(duì)細(xì)胞系進(jìn)行鑒定，確保準(zhǔn)確。Nature 雜志更是從 2015 年 5 月份起就已經(jīng)要求投稿者審查論文中使用的細(xì)胞系，以此來確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
為了讓實(shí)驗(yàn)里不混進(jìn)奇怪的東西，科學(xué)家們也是很拼噠。
參考文獻(xiàn)：
[1] Gartler (1967) Genetic markers as tracers in cell culture. Natl Cancer Inst Monogr. 26:167-95.
[2] Gartler (1968) Apparent HeLa cell contamination of human heteroploid cell lines. Nature. 217:750-751.
[3] Nelson-Rees and Flandermeyer (1977). Inter- andintraspecies contamination of human breast tumor cells HBC and BrCa5 and othercell cultures. Science. 195(4284):1343-4.