從STAP論文爭議可以學到什麼

本文作者/蘇仲卿(臺灣大學生化科技學系名譽教授)

論文風波及理化學研究所的應對

筆者於本刊三月號(387期第12版)介紹的STAP細胞論文,因其為生命科學上最熱門「幹細
胞」的新奇發現,立刻受到全球放大鏡的審視,而有一些針對論文所用圖片等資料的疑義被
提出,其情況見於本刊同期第23版的報導。

因為研究所內部也有應該要應對外部疑義的責任,該論文主要著者服務的日本「理化學研究
所」(以下簡稱「理研」),于二月中旬任命三位內部資深研究員、邀請兩位外部專家及一
位律師組成「STAP細胞論文調查委員會」,依據理研訂定之「防止科學研究上不正行為之
規程」,進行調查與審議。

3月14日,日本NHK電視台的晚間七點新聞,用相當多時間報導該委員會中間報告記者會實
況,同時理研的網站貼出該中間報告概要及五件pdf檔,是理研理事長、發生與再生科學總
合研究中心長(執行STAP細胞計畫單位主管)、及該中心的四位研究論文著者分別提出共
三篇聲明文,以及中間報告書全文與在記者會所用簡報檔全套。中間報告釐清六項疑義中
的兩項沒有問題,四項要進一步調查的結論。

針對此一中間報告,3月19日,日本學術會議會長發表談話,提示STAP細胞調查及驗證的後
續工作上,應有的態度及幾點辦法,而理研在後續動作上大都採用。但是,筆者認為最重要
的「調查委員會主席由理研內部人擔任的錯誤要改正」的勸告,大概因為調查已快完成而沒
有被採納。日本最高學術團體的發聲,顯示STAP風波對日本社會產生很大影響。

筆者看到NHK新聞的同時,也在日本月刊雜誌《文藝春秋》四月號,讀到兩篇論文作者之
一、山梨大學若山照彥教授受記者訪問的報導。他表達對該研究主導者小保方晴子小姐的
學術能力與研究態度的肯定、他與小保方合作經過以及對STAP細胞真實性的看法。英國
《經濟學人》週刊3月22日第75頁也有相關報導。而3月31日理研的調查報告書出爐,與其
他相關資料可一起由理研的網站下載。四月間Nature期刊新聞部分,連續報導4月1日的理
研調查書發表會情況,同一天小保方發表「抗議報告書的判決」的書面內容,以及4月9日
,小保方在兩位律師陪伴下,於大阪開記者招待會,公開道歉她的「無心錯誤」,表明她
對實驗結果的信心,以及將要對調查結果提出申訴的決心。

下面綜合搜尋所得相關資料,報導本案的處理情況及筆者的觀察心得。

理研調查報告:論文撰寫上的錯誤

首先要提起的是,理研的調查報告書及若山教授的談話內容,都未表達對STAP細胞的
懷疑。調查報告的記者會上,一再被問STAP細胞的真實性,但是,都以
「不是調查項目」而沒有獲得回應。會上,理研也發表,將要成立一個向理事長報告的研
究班,以一年時間,用更精密的方法驗證STAP現象的真實性,並且請外界也給支援與合
作。有關驗證實驗的學理說明,有簡報檔可由理研網站下載。

調查的內容是針對論文撰寫上發生的錯誤及資料的真實性。疑義六項中,被第三者指出四
項,兩項由兩名論文撰寫者自行發現而呈報。調查委員會以與研究所的四位論文著者的面
談,及查證實驗原始資料方式進行調查,獲得有兩件圖片資料有「意圖性改竄」,因而判
斷是「不正行為」,其他四點是無心之錯,不構成不正行為的結論,概略說明於下。

被認為不正行為之一,是將原來存在於一張膠體電泳圖中一個跑道(lane)的圖像,以另
外一個圖像取代的事。DNA的膠體電泳,一片可以做十多個試料的處理,而與分子量已
知DNA的混合物比對泳動距離,就能推知其分子量,進而判斷實驗結果的意義。

小保方的實驗一次處理24個試料之多,所以分成兩片膠體做,而後來認為以一片為主體
,將另外一片的一個跑道的影像移入,則可獲得比較清楚好看的圖片而做了圖像的剪接。
因為兩片顯示的標準物泳動圖長有1.6倍之差,做剪接時,依據目視觀察所得情況,進行
認為符合學理的放大處理,卻在受調查時不能獲得相同結果,因而被判定「為美化資料
而做的不正行為」。

另一被判定「不正」的,是將博士論文的照片使用在Nature論文中。因為博士論文所用的
實驗材料是叫做teratoma的癌細胞,顯示在通過毛細管刺激後獲得全能性的情況,與所發
表論文使用的細胞種類及以酸性處理條件都不一樣,而該圖片的標題標示是該論文的產出。

被認為是無意之錯,而不被認定為有意不正行為者,如下:

1. 論文中有兩張細胞彩色照片,顯出「不自然」的情況。這等照片是由連續的「電影片」
製成的「圖片」。小保方被調查時實作再現的圖片完全正常,沒有不自然的畫像扭曲出
現。被邀請作證的東京大學教授解釋,應該是圖片的壓縮處理發生的偏差,而可能是出
版方面的責任。

2. 針對「核型解析」(karyotype analysis)方法的記述上,有被質疑 「沒有引用文獻記載
的偷用」及自訴「方法記述不正確」的一事兩問題,是因為該實驗在若山的研究室進行
,而由小保方撰寫報告論文,兩者之間的聯繫不周而產生的無意錯誤;特別是該論文中
引用研究方法有四十加一(即本件)之多,而只有本件遺漏出典的記載,可接受小保方之
無意錯誤的解釋。但是,報告書附帶提到,身為長輩的若山,如對論文內容有核稿的關
照,應該可以避免這兩件錯誤。

3. 最後一項質疑是唯一向兩篇論文中的第二篇提出的。該論文中有兩張「複合鼠胎兒」
的照片很像。查證結果,確是由不同角度拍攝同一物的兩張照片。因為論文構成中,
必要刪除其中之一而沒有刪除所發生的錯誤,由於論文中沒有該圖片的說明,也可信
賴其「疏忽」的解釋。

4. 與小保方同時被調查的若山照彥、笹井芳樹、丹羽仁史,都有小保方的老師級資格。
其中丹羽仁史因參與計畫時間很晚的理由免責,其他兩位只有提供資料,而沒有參與被
質疑圖片的製作而也免責。但是,其他兩位以共同著者及共同執筆者(笹井芳樹)身份
,未盡指導及核稿責任而受到警告。丹羽仁史被指名為上述「驗證STAP細胞研究班」
的主持人。

小保方對判決的反應

調查結果的報告會及記者招待會,小保方都沒有出席。Nature的新聞部編輯說
(文中特別提到,Nature的論文編輯及新聞編輯是完全不相關的單位),小保方決定提
出上訴,因為兩片膠體電泳的剪接資料,不會影響論文中所做的任何結論;又博士論文
圖片的錯用,是純粹圖片檔管理不周的無意錯誤,並且發現之後立刻向Nature的論文編
輯部通知,並不是以欺騙為動機的行為。雖然如此,理研當局已經發佈正在考慮如何處
罰的問題。理研對調查結果的最後處置,有50天的期限,小保方要等到五月間才能知道
她的將來去就。

重量級論文由最年輕博士主筆

為何會發生錯誤?筆者判斷的理由很簡單,是最主要撰寫者小保方小姐太年輕而經驗不
足。該兩篇同時刊登的論文,每一篇正文中所使用的圖片就有50張左右,包括附錄資料
就有上百張,而論文提出到被接受的9個月審稿期間,被Nature的編輯要求修訂四、五次
,包括論文的體裁、圖片的取捨與次序的改變,因而發生了該刪除的被留下,以及沒有
說明的圖片存在等錯誤。

使用語言的熟練度與使用的時間長度有關。論文構思與撰寫技巧好壞,亦與經驗的累積
相關。英文是現在國際承認的科學溝通與交流語言,但是英文不是日本人的母語。小保
方雖然有兩年留美經驗,但是博士後只有三年,以英文主筆份量很大的論文兩篇,應該
是超出能力的任務,是若山教授也承認的事實。因為STAP細胞是小保方所發現,由她主
筆是應該,但是,一堆共同作者中,要委由寫論文的經驗最少的人主筆,而且其所報導
是驚天動地的大發現,研究所應該安排好的指導與協助才是。但是,雖然有副所長級的
共著者一人列為共同撰寫人,看調查報告書的內容,似乎是小保方收齊資料後,單打獨
鬥完成了論文,而如筆者在前文中所指出,列名的資深共著者未負核稿責任。

STAP 細胞的真偽

STAP細胞製備手續似乎很簡單,但是目前有相當多局外人的嘗試都未成功,所以有人懷
疑不是真實,而可能是來自實驗室管理不良的污染。若山教授認為靠「手藝」的技術,
有時其再現不容易。哺乳動物由體細胞的複製是靠顯微操作機(micromanipulator)的高度
手藝工作。羊體細胞複製成功(桃莉羊的故事)一年半後,若山于1998年成功於小鼠的
複製,因而被懷疑不實的哺乳動物(羊)由體細胞的複製被證實為正確。若山說,他離
開理研前,做出了STAP細胞,卻在山梨大學的研究室還沒有做出,但是對於它的真實性
一點都沒有懷疑。小保方留學哈佛時的指導教授,也是論文共同著者之一的Vacanti教授
,提供另一種毛細管緊迫與酸性處理並用的製備法,亦可了解該論文的長輩著者有信心
,雖然也有共同著者(笹井芳樹)同意「撤下論文」的看法。但是,如仔細看笹井芳樹
於記者會提出的資料可以知道,他認為所參與研究計畫所得結果,有明確非他種幹細胞
污染的證據,所得細胞確有異於胚幹細胞的性質,而以STAP現像才得予以說明。雖然
如此,因為論文內容有瑕疵而被質疑研究的可信性,必要提出進一步實驗結果予以證明
,才是他主張撤下論文的理由。

從本事件可以學到什麼

STAP細胞論文一出現,美國加州大學Davis分校Knoepfler研究室所設幹細胞部落格,立刻
出現專門登記「STAP細胞製備技術之驗證試驗結果」的網頁,而該部落格最近刊登由部
落格主持人提出的「從STAP論文可以學到的十項教訓」文章,其中包括衍生於網路消息
「使用螢光蛋白質的呈現做為STAP細胞形成的檢驗方法,必要同時進行普通細胞(亦即
未含螢光蛋白質基因),是否在相同條件下呈現螢光的對照試驗」的兩項教訓。

以下依據見於理研報告書、Knoepfler部落格及筆者的觀察,進一步說明從本事件我們可以
學到的重點事項。

第一重點是「研究記錄簿的記錄與管理」問題。小保方被質疑作假的事項中,有原始
資料的保管及記載不明確,及「異項同名」的材料命名錯誤被發現。細胞學的研究結果
,很多以圖像表達,因此,為避免由合作研究室產生資料的混淆,有建立統一命名及登
記圖像資料系統的必要,而該項資料產生的日期成為命名的重要部份。關於圖像的真實
性,Knoepfler部落格說,歐洲分子生物學組織(EMBO)發刊的EMBO Journal已有自動
檢驗圖片方法的實施,而EMBO Journal的編輯表示,在該方法的監視下,小保方的論文
應該不會通過刊登門檻。Knoepfler部落格強調此種自動化審稿制度的必要性。

有系統的研究記錄簿的記錄與管理,在研究結果可能會產生智慧財產權問題的企業研發單
位特別重視,因為,有爭執事件發生時,可能成為呈上法庭的證據。

筆者於1970年代,受國科會委託,開始推動生物技術時,在美國一家大製藥公司服務的老
學生,給筆者看該公司的「公定」實驗記錄簿的空白本,因而瞭解其研發實驗運作管理的
原則。筆者於1999年退休後,負責農業生物技術國家型科技計畫總召集人五年間,請工業
局辦理由國家型計畫所產生技術的技轉計畫,而由承辦該技轉計畫的生產力中心,了解工
業局有一套標準實驗記錄簿的設計,而其設計與1970年代所看者大致相同。接受技轉公司
的實驗記錄簿,是筆者當年訪視技轉計畫的進展時,必要審視的資料。筆者想,引進該實
驗記錄簿為大學研究之用,是避免犯小保方錯誤的有效措施。

第二重點是「共著者的角色」問題。三月號的拙文中,筆者由見於論文的小筆誤提出,
聯名於論文的資深學者可能沒有負起核稿責任的懷疑。Knoepfler部落格針對「共著者」角
色,表達由正反兩面考察而得的意見,如下:

正面意見是,要聯名為共著者(亦即要獲得利益的作為)的條件,是要審視論文內容而提
出意見(亦即要負起核稿責任)。假如有意見不合,應該不聯名。站在著者反面立場的出
刊論文者,一定會請審查人審查論文,而審查人必要具有不被著者中的「名人」
(聯名共著者)的名聲迷惑的修養。

其他「不要過分迷信自己的假設」等意見,筆者認為不是重點,故不細說。

第三重點是「博士生教育」問題,是由筆者的主觀想法而生的。現在向國際性學刊提出
論文發表的人,可以說都有博士學位,而博士生教育的重點之一,筆者認為是在國際學刊
發表論文能力的培育。

筆者所知,日本出名於國際學界的學者,大都出自國立大學的博士,特別是舊制帝大的後
代。而如小保方出於私立早稻田大學,而且年紀才30就引起如此大風波,可以說很稀有。
雖然早稻田大學在日本560所大學中,排名大約第10名,並且與慶應義塾大學爭私大的第
一。
STAP細胞的真實性,筆者站在肯定的一方,已在前文說明理由。小保方的出現令筆者感
慨的另一事,是日本私立名校的博士教育,已經有可與美國比擬的水準,但是也會有少些
不周到的地方,因而令筆者想到我國私大博士生的教育情況。

博士生的教育應該要達成何等目標?筆者在美國學習博士課程的年代,早於臺灣的大學教
育開設博士學程約15年。由自己的學習環境所得觀察與感受,產生「學術研究能力是博士
生教育不可缺的一部份」的信條;又認知,筆者所領美國加州大學(Berkeley)的博士學
位證書上面所記,「具有獨立研究能力」,就是博士教育要達成的目標。

筆者在加大受到的博士教育,除了生化專門學識及實驗技術之學習,學位論文的研究構
思及執行,論文的撰寫與發表於學術刊物等一般博士生的必修之外,還有研究室與系
所的經營運作等,考慮筆者是來自發展中地區留學生的特別訓練內容,可以說非常周到而
令人感動。

創立於1928年的臺北帝大,臺灣光復之前已經有博士班訓練,而1945年光復之時,已經有
博士班畢業生升等為講座教授的接班人「助教授」的成果。繼承臺北帝大的臺灣大學,雖
然立刻有「碩士班」的設置,博士班的設置要等到1970年代,最大理由是要等到有足夠受
過博士班訓練的師資。筆者認為日本殖民臺灣的惡政之一,是阻擋臺灣人接受高等教育之
路。臺灣光復時,醫學以外的臺灣人博士,筆者只能算出五位。

我國開始有國產博士已經近40年。國內稍有規模的大學,不管公私立,或多或少都有博士
班的設置。筆者服務於國立大學近半世紀,期間有一半時間擔任博士生教學,所以,對國
立大學的博士生教學所知多。目前公私立大學的研究與教學資料都公開於網路,可下載與
本案件主角小保方博士的訓練過程做一比較。

小保方是早稻田大學部畢業生,繼續念博士班到完成學位。研究所訓練期間,留學於哈佛
大學兩年,獲得博士學位後,進入日本的頂端研究所理研,在若山主持的研究單位工作到
若山移籍於山梨大學,其後擔任一個研究小單位的領導人,可見她的博士訓練,符合獲得
「獨立研究」的能力。

依據筆者所看資料,我國私大的研究生,都以碩士生為主;在學碩士生數,一校就有超出
三千名之多。相對,博士生只有幾十到兩百。私校的特點是研究的獎勵都以「教師」為對
象,沒有一校將博士學位論文的研究工作,當作學校發展「研究」的對象。沒有目標的宣
示就不會有實在的動作,應該是適當的判斷。

筆者有一位美國白人朋友,在加州大學Davis分校的食品科學系當教授。該系有碩士班,但
是沒有博士班。這一位朋友收的博士生屬於「生物化學博士班」,因為他是很有名的蛋白
質化學家,而列名於該博士班的教授名單。他告訴我,食科系碩士班育成的是
「食品廠長」,是很明確區分碩士教育與博士教育的見解。

筆者雖然對實驗科學的博士生教學有經驗,對理論科學、文學、法律、藝術等分野是外行
,但是,還是想建議,既然設立博士班,就有責任設計並執行有別於碩士班的教育,而育
成具有「獨立研究」且具有發表論文於國際學刊能力的人才。

研究活動上必要遵守的倫理,也是博士生教學上必要的一項。可在理研網站
(http://www.riken.jp)下載其于4月18日所開「第3次研究不正再發防止改革委員會」的會議
資料,做為參考。

我國相關歷史事件

我國的萬年國會還沒有結束前,依據立法院的要求,教育部命令研究生的學位論文不得以
外國語言撰寫。因而研究成果要在國外發表時,必要重新以英文改寫。很多學生繳了論文
之後出國而不在國內,當年不如現今國際通訊管道暢通,於是改寫為英文變成指導教授的
額外加重勞作,學生則失去從教授學習撰寫國際學刊論文能耐的機會。假如教授不能負荷
加重的勞作,該研究成果可能永遠不見天日,都是社會資源莫大的浪費。

2007年夏天,中興大學生化研究所張邦彥教授,因研究生為美化電泳圖片而人工修改資料
的論文發表事件,被國科會停權三年,該研究生所修得博士學位被取消的新聞見報。張教
授重作實驗,被公審小組認定研究方法正確,新近所得結論與原來研究生部分作假的論文
相同。雖然如此,張教授還是要承擔監督不周的責任。在顛峰時期的研究者,被斷絕研究
資源三年是何等的損失與痛苦!這一報導意味著,學術上的誠信是絕對必要的。

文尾記下兩段筆者感受無奈與悲哀的歷史,以對應小保方可能感受的無奈與悲哀,並且強
調以英文構思並撰寫科學論文,以及影像圖片處理與製作能力培育的重要性。

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