eLife的重複報告給熱門研究澆了一盆冷水？

撰文丨迦 漵

責編丨狄德羅

結直腸癌（colorectal cancer, CRC）是全球範圍內發病率第三高的常見惡性腫瘤（乳腺癌排名第一），在所有腫瘤中致死率排第二位【1,2】。目前，臨床上針對重度結直腸癌患者主要採用化療的手段進行治療，主要的治療藥物包括抑制DNA合成的5-fluorouracil (5-氟尿嘧啶，5-FU)、Capecitabine（卡培他濱）和Oxaliplatin（奧沙利鉑）等，臨床上通常將這些葯聯合使用以取得最佳效果。然而，上述藥物在治療結直腸癌患者過程中往往面臨著很強的藥物抵抗性，導致腫瘤複發率高，患者的五年存活率不超過10%【3】。而遺憾的是，結直腸癌對目前比較熱門的免疫治療卻又沒有很明顯的反應【4】。

東方不亮西方亮，腸道微生物的研究又為結直腸癌的治療帶來了曙光。腸道微生物相關研究涉及到生命活動和諸多疾病的方方面面，近年來十分熱門（儘管許多研究人與對腸道微生物的某些「重要作用」仍然將信將疑）。不少研究都表明腸道菌群中的一類具核梭桿菌（Fusobacterium nucleatum）與結直腸癌的發生有很大的關聯性。2012年，兩篇背靠背發表在Genome Research雜誌上的研究通過深度測序的方法證明了結直腸癌與具核梭桿菌有很強的相關性【5,6】，三個月後另一篇發表在Plos ONE上的文章也顯示了相似的結論【7】（Genome Research論文的被引次數超過700，而Plos ONE雖然只有200餘次，表現也不俗）。也正因為上述系列研究，全球許多研究團隊開始尋求基於改善腸道微生物的方法來治療結直腸癌，並研究了分子層面的調控機制，例如2017年上海交大房靜遠研究團隊首次發現具核梭桿菌在大腸癌化療耐葯中的調控作用，並詳細闡釋了相應的機制（詳見BioArt此前的報道：上交房靜遠組等Cell揭示腸道微生物與腫瘤化療耐受的重要分子機理）。

至此，具核梭桿菌與結直腸癌的關聯研究看上去前途一片光明。也正因為該研究受到廣泛關注，相關論文又是高被引論文，順理成章就被eLife雜誌的「重現性項目」（Reproducibility Project: Cancer Biology）盯上了。

2012年兩篇Genome Research發表的工作以及後續其它許多課題組的研究工作都表明，人類結直腸癌樣本中來源於具核梭桿菌的序列遠高於正常組織。以Castellarin等人的工作為例，該研究對結直腸癌的微生物群進行了宏基因組分析鑒定，確定了微生物和腫瘤之間的關聯性，然後通過qPCR檢測發現結直腸癌中具核梭桿菌的序列丰度比正常組織高415倍【5】。2016年，eLife雜誌發表的一篇報告支持了上述結論，認為These results confirmed earlier studies and provide evidence for a link between tissue-associated bacteria and tumorigenesis.【8】（下圖）。

然而，eLife雜誌近日又發表重複報告（見上圖）稱，在結直腸癌樣本、正常的旁鄰組織以及單獨匹配的對照組織中用qPCR檢測具核梭桿菌DNA時，在大多數樣品中並沒有檢測到具核梭桿菌DNA信號：結直腸癌中25％，相鄰正常的組織15％，0％的單獨匹配對照組織為陽性。

When measuring Fusobacterium nucleatum DNA by qPCR in colorectal carcinoma (CRC), adjacent normal tissue, and separate matched control tissue, we did not detect a signal for F. nucleatum in most samples: 25% of CRCs, 15% of adjacent normal, and 0% of matched control tissue were positive based on quantitative PCR (qPCR) and confirmed by sequencing of the qPCR products.

當僅僅比較結直腸癌組織和相鄰正常組織中可檢測的具核梭桿菌DNA時，統計學顯示二者並無明顯差異，而此前的研究在統計學上有顯著差異。另外，重複研究還顯示，具核梭桿菌在結直腸癌中整體趨勢是增加的，但在大多數樣品中卻無法檢測到。

不過，這篇eLife重複報告的末尾有一條值得注意的評審意見，稱本報告未提及一種直接檢測具核梭桿菌的方法——FISH（熒光原位雜交）。該意見還說，重複研究至少表明在有些患結直腸癌疾病的患者中，具核梭桿菌還是與腫瘤相關的，這一點應該體現在論文的寫作中。

The Introduction of the paper fails to mention one approach that has directly visualized clusters of Fusobacterium associated, at least, with a subset of CRC, i.e., FISH of tumors. This data helps to support the idea that, at least for some patients, Fusobacterium nucleatum is tumor-associated. This should be included in the manuscript in this reviewer"s opinion.

by Reviewer#3

那麼為什麼最近的這項報告沒能重複此前的原始研究結果呢？約翰霍普金斯大學醫學院的Cynthia L Sears（上述兩篇eLife論文的審稿人）在題為Reproducibility in Cancer Biology: The who, where and how of fusobacteria and colon cancer的評論文章中談到（該文也發表在eLife上），一種可能是，2012年Castellarin等人的研究使用的是99對結直腸癌樣本（腫瘤和腫瘤鄰近組織比較），而重現報告中使用的是40名結直腸癌患者的樣本（腫瘤和鄰近組織）以及年齡、性別和種族匹配的40個未患病人群對照組織樣本。因此，兩種報告結論的差異可能是人群差異所致。Cynthia L Sears還談到技術問題也可能是一種重要原因。

Cynthia L Sears有一個觀點非常好。他說，「重現項目」並沒有改變我們對結直腸癌與具核梭桿菌相關聯的看法。相反，它提供了一個重要的契機讓我們來反思日益增長的但是並不完整的相關知識。

……the Replication Study is not a reason to change our view of this association. Rather, it provides a critical opportunity to reflect on our growing, yet incomplete, knowledge regarding fusobacteria and colon cancer.

by Cynthia L Sears

此外，對於結直腸癌與具核梭桿菌的相關研究，Cynthia L Sears還提出了很有見地的想法和思考，同時希望今後的相關研究特別是分子機制層面上需要更加細緻、系統的研究。

一點感受：

筆者特別讚賞和認同eLife雜誌追求科學真理實事求是的態度，「重現項目」的目的不是要故意給過去的研究找茬挑刺或者否定，而是用更多令人信服的數據呈現科學真理的本來面目。學術問題的確需要這麼較真！

參考文獻

1、Siegel, R., Naishadham, D., & Jemal, A. (2013). Cancer statistics, 2013.CA: a cancer journal for clinicians, 63(1), 11-30.

2、Dahan, L., Sadok, A., Formento, J. L., Seitz, J. F., & Kovacic, H. (2009). Modulation of cellular redox state underlies antagonism between oxaliplatin and cetuximab in human colorectal cancer cell lines.British journal of pharmacology, 158(2), 610-620.

3、Cartwright, T. H. (2012). Treatment decisions after diagnosis of metastatic colorectal cancer.Clinical colorectal cancer,11(3), 155-166.

4、Zou, W., Wolchok, J. D., & Chen, L. (2016). PD-L1 (B7-H1) and PD-1 pathway blockade for cancer therapy: Mechanisms, response biomarkers, and combinations.Science translational medicine, 8(328), 328rv4-328rv4.

5、 M. Castellarin, R. L. Warren, J. D. Freeman, L. Dreolini, M. Krzywinski, J. Strauss, R. Barnes, P. Watson, E. Allen-Vercoe, R. A. Moore, R. A. Holt, Fusobacterium nucleatum infection is prevalent in human colorectal carcinoma.Genome Res. 22, 299–306 (2012).

6、 A. D. Kostic, D. Gevers, C. S. Pedamallu, M. Michaud, F. Duke, A. M. Earl, A. I. Ojesina, J. Jung, A. J. Bass, J. Tabernero, J. Baselga, C. Liu, R. A. Shivdasani, S. Ogino, B. W. Birren, C. Huttenhower, W. S. Garrett, M. Meyerson, Genomic analysis identifies association of Fusobacterium with colorectal carcinoma.Genome Res. 22, 292–298 (2012).

7、A. N. McCoy, F. Araújo-Pérez, A. Azcárate-Peril, J. J. Yeh, R. S. Sandler, T. O. Keku, Fusobacterium is associated with colorectal adenomas.PLOS ONE8, e53653 (2013).

8、Repass, J., Maherali, N., Owen, K., Project, R., & Biology, C. (2016). Registered report: Fusobacterium nucleatum infection is prevalent in human colorectal carcinoma.eLife,5.

9、Repass, J. (2018). Replication Study: Fusobacterium nucleatum infection is prevalent in human colorectal carcinoma.eLife, 7, e25801.

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！