Định danh sai – một vấn đề nghiêm trọng trong nghiên cứu sinh học tế bào

1. Định danh sai dòng tế bào – một vấn đề nghiêm trọng

Định danh sai dòng tế bào (cell line misidentification) và nhiễm chéo giữa các dòng tế bào đã được ghi nhận từ nhiều thập kỷ, điển hình là trường hợp tế bào HeLa. Từ những năm 1960–1980, nhiều nghiên cứu đã phát hiện HeLa có khả năng nhiễm và “lấn át” các dòng tế bào khác trong nuôi cấy. Mặc dù vấn đề đã được cảnh báo từ lâu và nhiều phương pháp xác thực dòng tế bào đã được phát triển, các dòng tế bào bị định danh sai vẫn tiếp tục được sử dụng và các bài báo dựa trên chúng vẫn tiếp tục được công bố.

Nguyên nhân của vấn đề này có thể xuất phát từ ghi nhãn sai, nhiễm chéo trong quá trình nuôi cấy hoặc kiểm soát chất lượng không đầy đủ. Khi đó, nhà nghiên cứu có thể cho rằng mình đang sử dụng một loại tế bào nhất định nhưng thực tế lại đang làm việc với một dòng tế bào khác, thậm chí khác cả nguồn gốc mô hoặc loài. Điều này có thể dẫn đến kết quả sai lệch, khó lặp lại và trong một số trường hợp làm cho kết luận nghiên cứu trở nên không có giá trị.

Mặc dù vấn đề này đã được cảnh báo từ lâu và nhiều phương pháp xác thực tế bào đã được phát triển, đặc biệt là phương pháp phân tích các đoạn lặp ngắn trong DNA (Short Tandem Repeat – STR), tình trạng sử dụng các dòng tế bào định danh sai vẫn tiếp diễn. Đáng lo ngại hơn, kết quả từ những nghiên cứu này tiếp tục được trích dẫn và sử dụng làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo.

2. Quy mô lớn của các nghiên cứu bị ảnh hưởng

Dựa trên danh sách các dòng tế bào định danh sai của Ủy ban Quốc tế về Xác thực Dòng tế bào (the International Cell Line Authentication Committee – ICLAC), các tác giả đối chiếu với cơ sở dữ liệu Web of Science và xác định được 32.755 bài báo đã sử dụng các dòng tế bào bị định danh sai. Đây được xem là con số ước tính thấp, bởi phương pháp nghiên cứu không thể phát hiện tất cả các trường hợp.

Đáng chú ý, hơn 92% số bài báo này đã được trích dẫn ít nhất một lần; trong đó 46 bài có trên 1.000 lượt trích dẫn và hơn 2.600 bài có trên 100 lượt trích dẫn. Tổng số lượt trích dẫn các bài báo sử dụng tế bào định danh sai được ước tính trên 500.000 lượt, không tính các lần tự trích dẫn.

Mặc dù các bài báo sử dụng trực tiếp dòng tế bào định danh sai chỉ chiếm dưới 0,8% tổng số nghiên cứu về tế bào, ảnh hưởng của chúng có thể lan rộng hơn nhiều thông qua hệ thống trích dẫn. Các tác giả ước tính những nghiên cứu thứ cấp có thể bị ảnh hưởng từ nguồn tài liệu này lên tới khoảng 10% số công trình nghiên cứu liên quan đến tế bào.

3. Sai sót tiếp tục lan truyền trong tài liệu khoa học

Vấn đề định danh sai không chỉ thuộc về các nghiên cứu cũ. 57% số bài báo được xác định sử dụng dòng tế bào định danh sai được công bố từ năm 2000 trở đi. Đặc biệt, việc đưa phương pháp phân tích STR vào sử dụng từ năm 2001 cũng không làm số lượng các bài báo sử dụng tế bào sai giảm rõ rệt. Đến năm 2016, vẫn có hơn 40.000 bài báo tiếp tục trích dẫn các nghiên cứu dựa trên những dòng tế bào định danh sai. Như vậy, một phần đáng kể tài liệu khoa học đã bị ảnh hưởng bởi các dòng tế bào định danh sai, tạo thành cái gọi là “tài liệu bị nhiễm” (contaminated literature) – tức các công trình tiếp tục dựa trên hoặc trích dẫn những nghiên cứu sử dụng dòng tế bào định danh không đúng.

Các trường hợp ALVA-31, JCA-1 và nhóm dòng F2-4E5/F2-5B6/P1-1A3/P1-4D6 cho thấy rõ hiện tượng này.  Dòng tế bào ung thư tuyến tiền liệt ALVA-31 được công bố năm 1993, nhưng đến năm 2001 được xác định thực chất giống dòng tế bào ung thư tuyến tiền liệt khác là PC-3, nhưng vẫn được sử dụng trong nhiều nghiên cứu, thậm chí đến năm 2016 (thời điểm trước khi bài báo này được xuất bản). F2-4E5/F2-5B6/P1-1A3/P1-4D6 được công bố năm 1994 là các dòng tế bào tuyến ức, nhưng sau đó được xác định thực chất có nguồn gốc từ ung thư gan, nhưng 43/69 bài báo về các dòng này được công bố sau khi sai sót đã được phát hiện, trong đó nhiều nghiên cứu vẫn sử dụng chúng như tế bào tuyến ức. JCA-1 được công bố năm 1990 là dòng ung thư tuyến tiền liệt, nhưng năm 2001 được xác định thực chất có nguồn gốc từ ung thư bàng quang, nhưng vẫn có 18 bài báo tiếp tục đề cập đến JCA-1 sau khi sai sót được công bố, phần lớn vẫn mô tả đây là tế bào ung thư tuyến tiền liệt. Điều này cho thấy một sai sót trong phòng thí nghiệm có thể lan truyền qua các công bố khoa học và tiếp tục ảnh hưởng đến những nghiên cứu không trực tiếp sử dụng dòng tế bào ban đầu.

4. Ý nghĩa đối với nghiên cứu và kiểm soát chất lượng tế bào

Các tác giả cho rằng chỉ ngăn ngừa những trường hợp định danh sai mới là chưa đủ. Các phòng thí nghiệm cần xác thực danh tính tế bào trước khi sử dụng, kiểm soát nguồn gốc, quá trình lưu trữ, trao đổi và nuôi cấy tế bào nhằm hạn chế nguy cơ nhiễm chéo. Phương pháp phân tích STR là một trong những công cụ quan trọng để xác thực các dòng tế bào người.

Đối với những bài báo đã được công bố, cần có cơ chế cảnh báo để người đọc biết rằng nghiên cứu được thực hiện trên dòng tế bào định danh sai. Không nhất thiết phải rút lại tất cả các bài báo, nhưng cần cung cấp thông tin rõ ràng để tránh việc các kết quả này tiếp tục được sử dụng như bằng chứng khoa học đáng tin cậy.

Thông điệp quan trọng của nghiên cứu là: danh tính của tế bào phải được xem là một thành phần thiết yếu của kiểm soát chất lượng (QC). Nếu tế bào đầu vào không đúng danh tính, toàn bộ kết quả và các bằng chứng khoa học được xây dựng sau đó đều có thể bị ảnh hưởng. Vì vậy, xác thực tế bào cần được coi là một bước kiểm soát chất lượng bắt buộc trong các nghiên cứu sử dụng dòng tế bào, đặc biệt trong nghiên cứu ung thư, sinh học tế bào và phát triển các sản phẩm dựa trên tế bào.

Tài liệu tham khảo:

Horbach S.P.J.M., and Halffman W. (2017). The ghosts of HeLa: How cell line misidentification contaminates the scientific literature. PLoS One 12(10): e0186281. http://doi.org/10.1371/journal.pone.0186281