医学研究结果为何难以重复？

前一段时间，波士顿的一组研究人员发表了一篇论文，描述他们是如何通过一种叫 STK33 的靶点蛋白来消灭癌症肿瘤的。总部位于加州绍曾德奥克斯 (Thousand Oaks) 的生物技术公司 Amgen Inc. 的科学家迅速跟进，安排了二十多名研究人员尝试重复这个实验，期望能研发出一种相关药物。

 

而事实证明他们既浪费了时间，也浪费了金钱。经过六个月深入细致的实验室研究后，Amgen 发现无法重复试验结果，于是放弃了该项目。

 

Amgen 研究副总裁格伦·比格利 (Glenn Begley) 说，“我感到失望，但并不意外。我们常常无法重复学术期刊上发表的研究成果。”

 

这是医药领域一个不可告人的秘密：多数研究结果都是无法重复的，包括那些在顶级同行评审期刊上发表的研究结果。

 

《科学》杂志 (Science) 的编辑布鲁斯·阿尔贝茨 (Bruce Alberts) 说，“这是个非常严重、令人不安的问题，因为这明显会对（完全信任知名同行评审期刊所发论文）的人形成误导。”12 月 2 日发行的《科学》用了较大篇幅探讨了科学的可重复性问题。

 

可重复性是一切现代科学研究的基石，是评价科学命题正确与否的标准。仅在美国一个国家，生物医学研究一年的投入就达 1,000 亿美元。所以，如果公开发表的医学发现不能被其他人验证，会产生严重的后果。

 

制药企业对早期学术研究有很大依赖，如果在后续的研究中发现原始结果不可靠，它们就有可能损失数百万美元。若根据自相矛盾的数据让患者参加临床试验，有时会没有疗效或者产生有害的副作用。

 

还有一个更阴暗、更普遍的问题：对成功结果的偏好。

 

和制药公司不同的是，学术界极少采用“盲法”试验。这样研究者就更容易挑选能证明实验成功的数据。为追求职位和资金，越来越多的科学家需要名下有更多成功而不是失败的试验，在经济不景气的时期尤其如此。科学和学术期刊的激增更是加剧了这种压力。

 

阿尔贝茨博士说，试验结果之所以无法复制，在很大程度上可能要归咎于试验复杂性的增加。他说，“原因在于生物学的复杂性，而且（实验室使用的）方法日益繁琐。”

 

很难判断近年来可重复性问题是不是变得更加严重了，但有一些迹象显示的确如此。比方说，学术期刊《自然综述》(Nature Reviews) 今年 5 月份发表的一项全球性分析显示，衡量药品疗效的二期临床试验成功率在 2008-2010 年期间降至 18%，而 2006-2007 年期间成功率为 28%。

 

拜耳公司 (Bayer AG) 研究业务主管胡斯鲁? 阿萨杜拉 (Khusru Asadullah) 说，“可重复性欠缺是二期试验成功率下降的一个因素。”

 

拜耳 9 月份发表了一篇论文，描述该公司如何因内部试验无法重现文献结论而中止了近三分之二的早期药物目标项目。

 

这家德国制药公司表示，其试图验证的结论并非出自被撤回或疑似存在问题的论文。但拜耳称，就连知名度最高的期刊上刊登的论文也有一些数据无法证实。

 

2008 年，辉瑞公司 (Pfizer Inc.) 启动了一个潜在投资超过 7.25 亿美元的大项目，以期将一种有 25 年历史的俄罗斯感冒药变成有效的老年痴呆症 (Alzheimer's disease) 治疗药。

 

这是个很有前途的构想。来自贝勒医学院 (Baylor College of Medicine) 及其他机构的研究人员在《柳叶刀》(Lancet)上发表的论文数据显示，一种名为 Dimebon 的抗组胺药能够改善老年痴呆症患者的症状。

 

加州大学洛杉矶分校 (University of California Los Angeles) 的研究人员晚些时候在芝加哥一次会议上发布的研究也显示，这种药有可能使老年痴呆症病程的恶化减缓多达 18 个月。

 

赞助这两项研究的旧金山生物技术公司 Medivation Inc. 首席执行长戴维? 亨 (David Hung) 说，“从数据上看，这两项研究很有说服力。”

 

2010 年，Medivation 与辉瑞联合发布了他们自己针对 Dimebon 的临床试验结果，他们对近 600 名有轻度至中度老年痴呆症症状的患者进行了研究。两家公司称，他们无法重现《柳叶刀》上的结果。他们还表示，未发现使用该药的患者与使用安慰剂的对照组之间存在显著统计差别。

 

辉瑞和 Medivation 刚刚完成针对逾 1,000 名患者为期一年的研究，这是他们为检验 Dimebon 是否有希望成为老年痴呆症治疗药而做出的另一项努力。他们预计将在未来数月宣布结果。

 

科学家们提出几项理论来解释重现试验结果为何如此之难。两个不同的实验室使用的设备或材料可能略有不同，导致结果出现差异。试验中的变量越多，意外发生小错误的可能性就越大，这些小错误会累积起来，对试验结论构成某种影响。当然，美化、捏造或篡改数据也会导致数据经不起未来的检验。

 

根据英国皇家学会 (Royal Society) 发布的报告，2007 年全球所有科学研究领域──包括学术界和企业界在内──共有 710 万名研究人员，较五年前增加了 25%。

 

阿萨杜拉博士和来自拜耳的其他研究者在 9 月份发表的论文中写道，“有一些更加明显但还无法量化的原因，比如实验室之间的激烈竞争以及论文发表压力加剧。此外还存在发表成功结果的倾向，这样的结果更容易被好的期刊接受。”

 

科学出版物也面临压力。科技信息提供商爱思唯尔 (Elsevier) 对数据的分析显示，学术期刊数量在 2001 年至 2010 年期间攀升了 23%。期刊数量的激增使竞争压力加剧，就连高端期刊也面临压力，这会导致它们一窝蜂地刊登吸引眼球的论文（一般包含的都是实验成功的结果），以满足对信息时效性的需求。

 

《科学》杂志的阿尔贝茨博士承认，学术期刊越来越需要在刊登“引起广泛关注的”论文和确保真实可靠这两者之间取得平衡。

 

制药企业也存在公布成功实验结果的倾向。加州大学旧金山分校 (University of California San Francisco) 的研究人员考察了 2001 年至 2002 年期间向美国食品和药品管理局 (U.S. Food and Drug Administration, 简称 FDA) 提交的 33 项新药申请相关数据。FDA 要求制药公司提供所有临床试验数据。但研究人员发现，有四分之一的试验数据──多为不理想的数据──从来没有发表过，因为这些公司从未把它们投给学术期刊。该研究论文于 2008 年在《公共科学图书馆? 医学》杂志(PLoS Medicine) 上发表。

 

结果导致：医生须将 FDA 批准的药品写进处方，但他们常常看不到这些不理想的数据。

 

该论文共同作者、来自加州大学旧金山分校的丽莎? 贝罗 (Lisa Bero) 说，“我认为发表经过挑选的数据是违背学术伦理的，因为其中涉及的研究对象是人。”

 

FDA 发言人在一份电子邮件声明中称，FDA 审批药品时会考察公司向其提供的所有数据，但“一家公司选择发表哪些数据 FDA 无权干涉。”

 

风险资本投资公司也表示，他们碰到越来越多研究结果无法重现的案例，这是他们投资早期研究项目意愿减弱的一个主要原因。为生物技术公司提供融资的风险资本投资公司 Atlas Ventures 称，现在公司在投资超早期研究项目之前，会先让一家外部实验室来验证试验数据。Atlas 旗下生命科学部门合伙人布鲁斯? 布斯 (Bruce Booth) 说，大约有一半的案例中，研究结果都无法重现。

 

近几个月发生了几起涉及研究结果无法重复的突出案例。比方说，《科学》杂志在 9 月份部分撤回了 2009 年一篇探讨一种病毒与慢性疲劳综合症关系的论文，因为几个实验室无法重现该论文的结果。在此之前，该论文 13 名作者中有两名重新检查了他们分析过的慢性疲劳综合症患者血样，发现它们受到了污染。

 

一些研究无法重复是由更普通的原因导致的：作者不愿向同行公布所有原始数据。

 

斯坦福大学 (Stanford University) 研究医学研究可靠性的流行病学家约翰? 约阿尼迪斯(John Ioannidis) 近期试图重复知名期刊《自然 - 遗传学》(Nature Genetics)所刊登的 18 篇论文的研究结果。他指出，其中有 16 篇论文称，研究依据的“基因表达”数据是公诸于众的。

 

但论文提供的数据显然不够详细，这 18 篇论文中，有 16 篇的结果约阿尼迪斯博士和他的同事无法完全复现。他说，“我们不得不（无条件地）相信这些结果是正确的。”

 

《自然》杂志的编辑维罗妮克? 基尔莫 (Veronique Kiermer) 说，她赞同约阿尼迪斯博士的结论，她指出，相关发现使《自然》杂志在发表大型基因学研究时变得更加谨慎。

 

当尝试开发新药的公司遇到研究结果无法重复的问题时，可能会产生显著的影响。

 

几年前，几组科学家开始把目标投向一种叫 KRAS 的蛋白，以寻找新的抗癌药物。KRAS 蛋白将细胞外部获得的信号传导至细胞内部，因此对控制细胞生长有重要作用。但在发生某种突变时，信号会持续传递，导致细胞过度增殖，产生肿瘤。

 

研究者认为，超过 60% 的胰腺癌和半数的结肠直肠癌是由 KRAS 突变引起的。肺部等许多其他器官肿瘤的生长也与该蛋白的突变有关。

 

所以科学家们非常希望能阻断 KRAS，让它不再持续传导信号导致肿瘤生长。

 

2008 年，哈佛医学院 (Harvard Medical School) 研究人员进行的细胞培养试验显示出，通过抑制另一种名为 STK33 的蛋白，能阻止 KRAS 功能失常导致的肿瘤细胞系生长。

 

这一发现引起了 Amgen 研究人员的兴趣，他们最早是在一次学术会议上听说相关试验的。Amgen 的比格利博士回忆道，“人人都跃跃欲试，这真的是一件大事。”Amgen 有近一半的收入来自抗癌药和相关药物。

 

当哈佛医学院的研究人员 2009 年 5 月份在著名期刊《细胞》(Cell) 上发表他们的研究成果之后，Amgen 迅速采取措施，想利用这些成果研发新药。

 

在 Amgen 驻加州绍曾德奥克斯的办公室召开的一次会议上，比格利博士为一组研究人员布置了一项任务，让他们找出可能抑制 STK33 的小分子。另一个研究小组领受了一项更基础的任务：重现哈佛的数据。

 

比格利博士说，如果这种方式可行，“接下来就是上亿美元的下游投资，所以必须确保有确凿可靠的依据。”

 

但在之后的几个月里，比格利博士和他的小组渐渐心灰意冷。Amgen 的科学家们最终无法复现《细胞》杂志所刊登论文的关键结果。

 

比方说，STK33 蛋白大多被阻止的试验对象细胞生长情况与 STK33 未被抑制的试验对象并无区别。

 

研究结果无法复现是什么原因造成的呢？

 

《细胞》杂志原论文主要作者之一、德国乌尔姆大学附设医院 (University Hospital of Ulm) 的癌症研究者克劳迪亚·绍尔 (Claudia Scholl) 说，“我们认为这是方法问题，” Amgen 采用的实验方法可能导致了研究结果的差异。

 

绍尔博士举例说，Amgen 用来抑制 STK33 的试剂与《细胞》杂志所刊论文不同。不过她承认，即便是使用略有不同的试剂，“也应该能重复得出实验结果。”

 

绍尔博士说，她的研究小组已经多次重复《细胞》杂志原论文的结果，她仍然坚信 STK33 是癌症靶向蛋白。

 

但 Amgen 取消了 STK33 项目。该公司二十多名科学家 9 月份在学术期刊《癌症研究》(Cancer Research) 上发表了一篇论文，描述他们重复《细胞》杂志原论文主要结果的努力是如何失败的。

 

比格利博士建议学术界应该像制药公司一样进行更多“盲法”试验，以减少对成功结果的偏好。他说，“否则人们总是希望尽量得出老板想让你得出的结论。”

 

Atlas 的布斯补充说，“要想升职，发表结果为实验失败的论文是不行的。”

 

 

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