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赵美玉,如何看待国产阿尔茨海默症药物发明人、上海药物所耿美玉研究员被曝涉嫌多篇学术论文造假?

发布日期:2021-09-18 16:03:48 作者: 点击:

先说结论,耿教授19年这篇文章是不是有造假我不知道,我也不在乎,就这篇文章,即使没有造假,脑肠轴的结论也很难成立。

为了说明这个结论,我梳理了一下耿教授历年来发表的跟阿兹海默有关的论文。

在聊耿美玉教授具体的一系列文章以前,还有一件很有趣的事我想先提一下。一般情况下,像这样靶向药研发类发表的论文,总会有介绍最终这个药物分子研发的来龙去脉,或是引用过去的论文介绍这个分子的制备方法以及过去的研究诸如此类,然而GV-971这个分子则不然,无论是耿教授自己今年发表在Nature的论文也好,还是近几年关于阿兹海默新药研发的综述文章,都没有引用文献说明GV-971的来路,给我感觉GV-971像是石头缝里蹦出来的阿兹海默药一样。我看到的几篇综述里有一篇在描述GV-971时引用了一期临床的报告,而另一篇综述文章就更好了,直接引用了第一篇提到的综述(注:一般情况下,学术规范要求引用文献必须为一手文献,但是在这里我也有点理解作者,实在是走投无路了)。而在耿教授自己的文章里,也没有在提到GV-971的时候引用任何文献,只是在Materials and Methods里,介绍了过去对GV-971的研究成果(依然没有引用任何文献!),这些研究成果当然是耿教授自己的,看完后文我梳理耿教授过去的文章以后,不妨回过头来看看这一段是不是很好地总结了耿教授没有引用的三四篇文章。在我看来,这样的做法是有违学术规范的,至少也是极其反常的。在这里耿教授给出了很多关于GV-971的结论并非常识,但是也没有用任何文章支撑这些结论,至于原因,其实很简单,因为引用这些文章会大大削弱19年这篇文章的关于“脑-肠轴”的结论,甚至只是这一小段在我看来已经足以推翻文章最重要的结论了。

另一点要讲的是,耿教授之前发表的所有跟某种寡糖和阿兹海默之间关系有关的论文,提到的寡糖一概用的是“Acidic Oligosaccharide Sugar Chain (AOSC)”这个称呼,但是没有一片文章里明确给出这种寡糖的化学结构,我不知道这是不是因为根据这个名字只能对应唯一的化学结构,因而不言自明,但是从我的角度来讲,我不敢100%确定AOSC跟GV-971就是同一个分子。但是,我能99.9%确定它们就是同一个分子,第一点原因是上图第一段对GV-971的描述,虽然没有引用先前的文章,但是可以判定在内容和结论上完全一致,第二点是我找到了耿教授团队2014年的一项美国专利,讲的是海藻酸及其衍生物的制备方法和用途,这里的海藻酸从结构上看完全能被称为AOSC,而这个海藻酸的氧化产物结构跟GV-971完全一样。我知道,GV-971的结构多了个钠,从酸变成了钠盐,但事实上这个钠盐在溶剂里非常不稳定,有效结构依然是海藻酸。

好了,闲话扯得够多了,该入正题了,接下来,我会梳理耿教授从2004年开始发表的六篇关于AOSC或者GV-971治疗阿兹海默的原理的论文,因为我本身研究的领域是计算机辅助药物设计,不涉及到任何实验,所以对耿教授论文中所有实验本身,我都认为经过同行评议,真实可信,我只讨论根据这些实验结果是否能支持耿教授所提出的假说和结论,并且通过纵向比较和分析几篇论文的结论,看能否得出一个清晰的逻辑,或者至少一个明确的,有证据支持的假说。

首先第一篇,发表于2004年,题目是AOSC可以抑制Aβ沉淀和细胞毒性。

作为这一系列文章当中的第一篇,在阿兹海默致病机理上,耿教授选择了比较主流的Aβ蛋白沉淀假说,通过说明AOSC能够缓解Aβ蛋白沉淀造成的神经元损伤,提出了AOSC可能可以治疗阿兹海默的假说。为了证明这几点,耿教授用SH-SY5Y细胞系做实验(这一点很重要),发表了MTT assay,Apoptosis assay,细胞内钙离子浓度实验,TBARS assay测定脂质过氧化水平,这几个实验的实验结果比较一致地说明了Aβ蛋白会使得SH-SY5Y细胞系失去活性,而加入AOSC能有效地缓解Aβ的细胞毒性。这篇文章中另一个实验在我看来是最有意思的,在这个实验里,耿教授利用Th-T fluorometric analysis清晰的展示了Aβ蛋白随时间逐渐沉淀,而加入AOSC则有效减少了Aβ蛋白的沉淀程度,并且,实验第二部分说明Aβ蛋白沉淀减少的幅度和加入AOSC的浓度呈明显的正相关。这个实验,同后面的Aβ蛋白和AOSC相互作用的实验,应该说比较充分说明了是这两者直接的相互作用,产生了缓解细胞毒性的效果。这一篇文章的重要性在于,第一,用SH-SY5Y细胞系做出了这些实验结果,说明缓解细胞毒性的现象跟之后文章里会提到的炎症或者肠道菌群没有任何关系,第二,明确提出,并用实验结果支持了AOSC和Aβ蛋白有直接相互作用的假说。

接下来,第二篇文章,发表于2005年,题目是AOSC缓解东莨菪碱诱发的小鼠记忆障碍的效果和相关机理。

这篇文章表面上看并不直接针对阿兹海默,但是耿教授提出由东莨菪碱诱发的小鼠记忆障碍原理上跟阿兹海默接近,所以如果AOSC能通过抑制对神经元的细胞毒性来缓解这样的记忆障碍,那么可能对阿兹海默也有类似效果。这是第一篇文章比较自然的延伸,开始使用了动物模型。整篇文章里最重要的一个实验结果就是第一个实验Morris水迷宫的实验,图里control就是对照组正常小鼠,Sco是由东莨菪碱诱发的有记忆障碍的小鼠,HBY是服用石杉碱甲的Sco小鼠,后面三栏则是服用不同浓度AOSC的Sco小鼠,可以看到HBY小鼠的水平恢复到跟对照组小鼠基本一致,而三组AOSC小鼠则相比Sco小鼠有不同程度的提升,但是提升幅度与AOSC浓度并没有相关性。耿教授认为这个实验结果说明AOSC对帮助大脑恢复功能有效。文章后面稍微讲了讲机理,重复了第一篇文章里做过在SH-SY5Y细胞系里的Apoptosis assay和细胞内钙离子浓度实验,区别是第一篇文章里是由Aβ蛋白引起的细胞失活,而这篇文章里则是由过氧化氢的氧化作用引起的细胞失活,神奇的是AOSC依然有效,在这篇文章里,耿教授认为这样的效果是由AOSC的抗氧化性带来的。总结重点,AOSC在动物模型中有保护大脑功能免受Sco诱发的记忆障碍的作用,耿教授提出,这样的效果是由AOSC的抗氧化功能带来的(抗氧化,嗯),注意,这是AOSC的第二重功效。

接下来,耿教授在06年发表了下一篇论文,这篇论文比较简单,讲的就是他们重新设计了一种surface plasmon resonance实验,可以验证AOSC是否能跨过血脑屏障(Blood-Brain Barrier,BBB),并且用这个实验手段验证了AOSC确实能跨过BBB。这篇文章的重要性在于,阿兹海默是发生于大脑内神经元的一种疾病,那么如果有一种药物可以无论以什么机理保护神经元活性,那么它必须首先跨过BBB,才能起作用,因为我们知道大部分大分子药物都很难通过这个屏障直接作用于脑内,而耿教授这个实验结果为AOSC清除了这一道障碍,是我们相信,无论动物模型还是人体实验,AOSC产生的效果可以是直接作用于脑内达到的。

下一篇,2007年发表,题目是AOSC能在体外环境抑制由Aβ蛋白沉淀诱发的星状胶质细胞活化。

这篇文章里,有趣的事情又发生了,耿教授的AOSC在大方向上继续维持神经元细胞活性没变,但是在细节上,AOSC作用的机理又发生了细微但重要的变化。在这一篇文章中,耿教授提出Aβ蛋白会刺激星状胶质蛋白产生诱发细胞炎症的中间产物,而AOSC保护神经元的作用机制则是抑制星状胶质蛋白的活性,从而减少诱发炎症的中间产物,达到保护神经元的效果。不严谨的说,大概就是AOSC在这里起到了消炎的作用。在这篇文章里,耿教授重复了前几篇文章里做过的MTT assay,Apoptosis assay,和细胞内钙离子浓度,另外又增加了几个实验观测星状胶质细胞形变,GFAP immunofluorescence,ROS production assay, 和ELISA来测量不同导致炎症物质的浓度。按照文章的说法,这些实验自然是支撑了耿教授最新的假说,AOSC抑制了被Aβ蛋白活化的星状胶质蛋白的活性,我们可以看一下这篇文章结论部分的小标题,每一个都强调AOSC抑制的是被Aβ蛋白诱发的星状胶质蛋白的活性,然而整篇文章的所有实验里,都是在Aβ蛋白和星状胶质蛋白共存的情况下完成的,并没有一个实验来说明,在没有Aβ蛋白的情况下,星状胶质蛋白因为别的原因被激活,AOSC也能抑制它的活性。这一点的重要性在于,因为已经知道AOSC可以直接跟Aβ蛋白相互作用减少蛋白沉淀,那么这篇文章所有的实验结果都可以用“因为有AOSC,所以Aβ蛋白减少沉淀,所以星状胶质蛋白更少被激活”这样的逻辑来解释,而不是像耿教授一样,认为AOSC抑制的是星状胶质蛋白的活性。如果文章的结论是,AOSC能抑制Aβ蛋白沉淀,还有另外的消炎的好处,那我认为是正确的,但是这样的结论的重要性就要大打折扣了。

再接下来一篇文章发表于2008年,题目是鉴定神经元中能跟AOSC结合的蛋白。

我说实话,这篇文章我看了摘要就没有再看下去,因为我觉得实在没有必要浪费这个时间了。这篇文章的目的如标题所述,想要找出神经元里有哪些蛋白能跟AOSC结合,本意就是想找出几个直接跟阿兹海默相关的蛋白,证明他们也能跟AOSC结合,那么AOSC作用的机理很可能就在这几个蛋白当中。然而,不找不知道,一找吓一跳,好家伙一下找出了349个蛋白都能跟AOSC结合。这意味着什么呢,意味着你血液里的AOSC,到了神经元以后,鬼都不知道它真的会跟这349个蛋白中的哪一个结合,也就不知道接下去会发生什么了。这样的结果意外吗,我觉得一点都不意外,因为不管AOSC还是GV-971,分子结构太过简单,就是一个寡糖,光简单还好说,我们知道的很多作为药物的天然产物,它们的分子结构也都很简单,但是像糖或者说就是糖这一点就太要命了,毕竟糖不仅是人类,可能是大多数动物所需要的最基本的物质之一,也正因为这样的需求,人类跟糖一起共同进化了上百万年,糖在人体内各种信号通路里当然都起到了重要的作用。所以这个结果怎么说,只能讲当时谁也不知道十多年后,GV-971会被包装成一个靶向药上市吧。。

在这之后,耿教授关于AOSC或者GV-971跟阿兹海默之间关系的研究,至少从论文发表的角度来看暂时告一段落,直到今年9月一篇Nature子刊横空出世,也正是在这篇文章里,耿教授提出了脑肠轴的概念,那这个脑肠轴到底是怎么回事呢,我们来仔细看一看。

这篇文章非常长,而且跟大部分Nature文章一样,不仅长而且内容密度非常高,充满了大量的细节,但是中文网络世界已经有大量讨论,包括对这篇文章数据造假也有质疑,这里推荐朱书行老师写的这篇文章,对这篇论文有比较全面的介绍,我就对文章内容不再赘述,直接讲我对这篇文章的质疑了。我的观点是,无论这篇文章是否有数据造假,文章最后的结论GV-971作用于调节肠道菌群,进而治疗阿兹海默,这个结论是站不住脚的,逻辑上有很大的漏洞。

这里先引用朱老师对耿教授文章做的总结,我觉得非常精炼和准确。

我的第一点质疑是,如果你要讲一种药通过重塑肠道菌群平衡,达到治疗AD的效果,那么前提必须是,肠道菌群的失衡,会导致阿兹海默症,然而在这篇文章当中,耿教授对这一点的证明并不非常有效。事实上文章的前半部分,耿教授就试图说明这一点,逻辑是这样的,他们使用了一种5xFAD转基因小鼠,这种小鼠带有若干导致AD的基因突变,测量了脑内促炎细胞Th1和M1的水平,又分析了肠道菌群不同菌种的分布,在后文中讲这些测量值作为AD的特征(原文图1)。然后他们将一些不带基因突变的普通小鼠跟转基因小鼠关在一个笼子里,普通小鼠因为接触转基因痴呆小鼠的粪便,所以肠道菌群构成产生变化啦,脑内Th1和M1的水平也发生变化啦,都跟转基因小鼠更接近啦!于是耿教授得出的结论就是,这些普通小鼠因为吃屎也得上阿兹海默啦!且慢,我们仔细想一想,真的是这样的吗?并不是啊,到这里为止只能说明吃屎会让你体内炎症水平上升啊,并不一定就是得了阿兹海默啊。转基因小鼠这些指标到这个水平是因为得了AD,普通小鼠这些指标到这个水平是因为吃屎啊,但是普通小鼠是不是也得了AD呢,我们不知道啊!就好比有的人胖是因为生病吃激素类药物,有的人胖是因为吃得多,你不能说胖子都有病都需要吃激素类药物吧对不对?!

耿教授当然料到了我们会有这样的质疑,所以给这两组小鼠做了Cognition Wall discrimination spatial learning task测验,试图用实验结果证明吃得阿兹海默的小鼠屎的普通小鼠会变蠢。这个图里WT是普通小鼠,中间co-housed WT是吃了屎的普通小鼠,右边Tg是转基因痴呆鼠,你们有没有看出什么问题,中间这一组除了红圈里的这一只特别蠢以外,别的好像跟左边一组大体上没多大区别,相比之下右边这一组小鼠显著得比前两组蠢吧,你们觉得呢?当然,我也看出来了,中间这组好像是比左边这组稍微蠢那么一点,我也知道纵坐标单位是一万秒,所以看起来差一点点其实差很多,但是我只想说你要问我中间一组更接近左边还是右边,我一定会说左边。更何况,你已经证明了吃屎小鼠脑内促炎分子水平会提高,那么这样的炎症可能也会导致认知功能有一定障碍,但是这种障碍是不是就能跟阿兹海默划等号呢?我不知道。另外不那么重要的一方面讲,在后文提到GV-971疗效的时候,耿教授也用到了小鼠实验,然而给小鼠做的是Y迷宫和Morris水迷宫实验,我不知道都是验证阿兹海默引起的认知功能障碍,不同的小鼠要做不同的实验,或许有cherry picking的嫌疑。

更有趣的一点是,如果你问我,我会认为这个结论非常重要,因为这个结论是直接联系脑内促炎分子水平和认知功能障碍,有可能就能说明肠道菌群->脑内促炎分子水平->阿兹海默这个逻辑的成立,也就是后文重塑肠道菌群治AD理论的基础,那为什么这个图却并不在论文正文中,而只出现在补充信息里呢?如果我恶意猜测的话,是不是就为了不引人注意的把这张图放在补充信息里,而把结论放在正文中,让人就觉得这个结论没有问题呢?虽然我不确定阿兹海默一般的诊断标准是什么,但是就我的了解和理解来讲,粥样蛋白沉淀无论作为因还是果,都是阿兹海默的一大显著特征,然而很遗憾,耿教授没能进一步说明普通小鼠在吃了屎以后,脑内的结构是否发生跟阿兹海默一致的变化,这一点我们就无从得知了。

我的第二点质疑是,即使GV-971确有改善阿兹海默导致的认知障碍,现有证据也并不能充分证明这样的疗效是通过调节肠道菌群达到的。这篇文章的后半部分,图三通过几个小鼠行为实验,表明了服用GV-971确实能改善转基因阿兹海默小鼠(这里有一个小细节,前半部分用的小鼠是5xFAD,后半部分用的小鼠是APP/PS1,两者都是转入致阿兹海默基因突变的小鼠,但是后者突变数量比前者少,在PSEN1基因上的突变位置也不同,文中并没有说明为什么换用另一种小鼠。)的认知障碍。然后图四图五又测量了一堆不同的标志物的水平,大概意思就是为了说明GV-971改变了转基因小鼠肠道菌群和脑内促炎分子的水平。但是,这两个结论有必然联系吗?必然是因为肠道菌群平衡的改变导致了认知水平的提升吗?不是这样的啊。

我为什么这样讲,第一个原因已经在第一条质疑当中讲了,耿教授并没有说明肠道菌群的改变能导致阿兹海默,那么当然不能反过来说改变肠道菌群平衡就能治疗阿兹海默。第二个原因,这里用的小鼠是通过引入基因突变诱发阿兹海默的,也就是说这些小鼠脑内是有Aβ蛋白沉淀的,那我再回到开头提醒大家一下,耿教授在Materials里是怎么描述GV-971的,在之前列出的一系列文章里又说明了GV-971有怎样的功能呢?GV-971(AOSC)可以直接减少Aβ蛋白沉淀水平,GV-971(AOSC)可以经由GLUT-1蛋白转运进入脑内,GV-971(AOSC)缓解东莨菪碱诱发的小鼠记忆障碍!如果耿教授在04年到06年发表的这几篇文章真实可信的话,这是GV-971治疗阿兹海默更直接更明确的机理,为什么在这篇文章里要舍近求远,扯那么一大堆肠道菌群的鬼话,来说明一个并没有直接联系的机理呢?我不知道。再回到开始时我提出过的一个问题,为什么在篇文章里提到GV-971,这么多重要的性质和结论却没有任何参考文献来支持呢?到现在我想我能满含恶意地回答这个问题了,参考文献不是不存在,而是列出来的话会显得这篇文章的结论不成立吧。第三点,有朋友可能会问,那你怎么解释肠道菌群平衡改变呢?我的看法是,GV-971很有可能在这种小鼠体内,同时起到很多种不同的功能,但是这些功能之间并不相关。我为什么这么讲?别忘了之前耿教授08年发表的论文啊,那篇论文讲了什么?GV-971可以跟很多不同的蛋白结合啊,光在神经元里就有349个啊,考虑到人体所有细胞的话,这个数字还会大很多啊。那么为什么GV-971那么浪呢?我的答案很简单啊,GV-971从结构上看基本上就是个糖啊,像之前讲的,糖这样基本的分子,涉及到人体内大量不同的信号通路,跟许多不同的蛋白结合,简直太正常了。另外一点,GV-971的分子结构在水中或者说在人体内,应该是非常不稳定的,会产生一系列衍生产物,这些产物在人体内会产生什么效果,不知道。

我的第三点质疑是,那反过来呢,把肠道菌群平衡调回正常就能治疗阿兹海默了吗?我当然知道,肠道菌群是们新兴的玄学,很多原理都不清楚,但是在这篇文章里,既然GV-971能调节肠道菌群平衡到这个程度,号称可以治疗阿兹海默,那别的手段调节肠道菌群平衡到同样程度可以有同样效果吗?我知道这个问题很大,可能也不是耿教授研究的方向,要万里挑一找出其他能以这样特定的方式改变肠道菌群平衡的东西可能并不好找,但是,为什么不能让转基因痴呆小鼠吃正常屎呢?!我们知道吃屎能改变肠道菌群几乎是一定的,那么既然正常小鼠吃了转基因痴呆屎会得阿兹海默,那反过来转基因痴呆鼠吃了正常小鼠的屎肠道菌群是不是也会趋向正常呢?认知功能障碍是不是也会得到改善呢?好想知道答案啊。。。