一只小鼠提醒了Clifford Saper这样一个事实:抗体正在误导科学界。在994年到20年间,Clifford Saper担任《比较神经学》(Comparative Neurology)杂志的主编。在此期间,他看到了一大堆依靠抗体来标记神经递质及其受体位置的论文。2000年前后,基因敲除小鼠在生物领域大受欢迎,但结果令人不安。
按道理说,基因敲除动物的染色结果应该和对照组小鼠的染色结果存在很大差别。但很多时候结果相同。据如今是波士顿贝丝·以色列·迪肯尼斯医疗中心(Beth Israel Deaconess Medical Center,BIDMC)神经部门主席的Saper回忆,他们发现越来越多的论文因此被撤稿。同时Saper也意识到,他们缺乏系统的方法来评估这些使用抗体的论文。
于是单个杂志革命开始了。Saper和编辑部的同事们提出了一条规则,要求作者提供论文中使用的抗体的广泛验证数据。据Saper回忆,这条政策对文章的严谨性有很大好处,但对于论文的投稿不利。“很多作者会觉得麻烦,会选择投稿到其它杂志。”但Saper坚持这一原则。他的努力zui终形成了JCN抗体数据库,一个包含几千个可信赖的神经解剖学抗体的清单。
如今,医学研究者仍然不断遭遇抗体悲剧。zui常见的悲剧是骗人的抗体:购买的用于检测蛋白X的抗体优先与蛋白Y结合(甚至可能*不与X结合)。另一个悲剧是可重复性差:用新抗体重复以前的实验,发现结果无法重复。一个好项目因此搁浅(见文末:处于困境的抗体市场)。
但技术的进步和科学界的需求变化将会终结这个抗体泥潭。
抗体是生命科学领域zui常用的工具之一。zui普遍的用法是在 Western blot中揭示细胞或组织样本中特定蛋白质的表达量的多少。此外,它们也被用于免疫组化和免疫荧光染色,以便于在显微镜下可视化地观察蛋白,以及其它各类基于抗体会与特定生物分子结合的实验。据网上生物试剂商城Biocompare 205年发表的一份报告估计,科研用抗体市场规模达到25亿美金,并且仍在增长。抗体的选择也让人眼花缭乱——有数以百计的抗体供应商。
在这一巨大市场的背景下,抗体的不可靠性问题非常让人警醒。特异性不足、敏感度和批次差异性等导致了错误的科现和大量的科研精力浪费。抗体的不可靠性造成了癌症、代谢、老化、免疫学和细胞信号转导以及任何研究复杂的生物分子的领域的巨大损失。因抗体而造成的、在时间和资源方面的浪费非常巨大。据估计,每年因购买质量差的抗体导致的损失达到8亿美金,更不要说所造成的无数的错误结论、不可解释的(或曲解)实验,以及浪费了的病人样本和增加了的徒劳的研究时间。
瑞典*理工学院(Royal Institute of Technology)的研究员Mathias Uhlén表示,因抗体而造成的挫败已经太多了,是时候做出改进了。“学界对解决这个问题怀有很大兴趣。”
势在必行
对抗体的不满意激励了各领域人士采取行动。今年9月,Uhlén主持了由人类蛋白质组组织(Human Proteome Organization,总部在温哥华,一个财团支持的、研究蛋白质的大型项目)举办的抗体验证工作组成立大会。同月,美国实验生物学学会联合会( Federation of American Societies for Experimental Biology)主办的圆桌会议也探讨了抗体问题,预计明年年初发布抗体选择建议。美国国立卫生研究院(National Institutes of Health, NIH)也参与了这次会议。从明年月起,基金分配必须包含验证实验所需的抗体和其它关键资源质量的项目。长远的解决方案很可能在明年9月在由生物标准研究所(Global Biological Standards Institute)主办的会议上敲定。会议将在加利福尼亚州阿西罗马举行。40年前的这个会议上,科学家们谨慎敲定了利用基因重组技术操控DNA的细则。
美国国立综合医学科学研究所(National Institute of General Medical Sciences)主任Jon Lorsch指出,他们希望,学界能提出一致同意的解决方案。如此这样,基金申请人和基金评委在描述如何认证材料时,都将有据可依。
其中一种解决方案就是使用明确了抗体重要标准的菜单。Uhlén提到,他们关注的,不是抗体的好与坏,而是在特定实验、特定上下文中抗体的效果。 评价体系可能包括利用基因敲减和敲除,来验证在目标蛋白缺乏的情况下,抗体是否仍会发生结合。另一种方法是把靶蛋白带上荧光标签,验证抗体是否会与未标记的蛋白发生结合。还可以把新抗体和质量好的抗体进行比较。zui后,研究者可以通过质谱仪来检测分析抗体能与哪些分子结合。