偽造的科學？科學的偽造？

日前聽了一場主題不太一樣的演講，講者是the Journal of Cell Biology (JCB)的編輯 Mike Rossner。講題是有關於科學論文中的偽造事件。

成也Photoshop，敗也Photoshop

Photoshop的好用讓很多人對於合成及修改照片不再望之卻步，然而修改自己拍的照片是一回事，把修改過後的照片發表在國際期刊上，卻又是另一回事了。JCB的編輯群把在JCB上發表過的文章重新進行一次檢視中，發現約有25%的照片證據不完全符合該期刊的規定，然而所有發表論文中，約有1%的文章有明顯修改的嫌疑，有些甚至可能達到偽造的情況。除了向原作者要求原始圖檔數據之外，編輯們也利用Photoshop的對比調整功能，讓一些經過修改的照片露出馬腳。

如下圖這張螢光細胞圖，經過Photoshop的分析過後，發現圖中有兩處的細胞是從別的照片剪下貼上的。編輯們詢問了該作者以後，得到的回覆卻是：「我們認為這樣的表現手法可以讓讀者更清楚的瞭解我們的證據。」

其他像是對於 Western Blotting裡面的bands增減，其實都達到了所謂偽造的程度。

上圖是最典型的修改，包括無中生有的band及消失的band。

雖然調整對比、明暗跟色彩校正是可以接受的，前提是沒有更動或刻意隱藏了圖片中的其他細節，但上圖做的確實有點過頭了。還有把作為控制組的beta-actin bands重複使用在不同的實驗組，或者把一個band加深對比後，裁減再貼到另一張圖等等。

整場演講中最令人印象深刻的是一張Western Blotting，裡面有個band經過Photoshop分析後，發現是從別的地方剪下貼上的，跟原作者要了原始數據後發現，在原始照片上沒有band的那個位置，寫上了一句話："Add it later"

當然也有很多作者被告知圖片被修改過後，回覆編輯說：「我很遺憾也很高興你們發現了這個錯誤，這篇文章根本不該被發表在JCB甚至是任何一本期刊雜誌上。」

結論
也許整張圖片有些額外的細節是自己不想要的，但對於其他研究者來說，那些細節卻可能是他們的突破。修改圖片究竟到怎樣的程度才算是合理使用，儘管是自由心證，但秉持著科學誠信的原則，大家心中的那把尺應該不會相差太多。

科學與科普之間-以兩則免疫學研究為例

三月份的Nature Immunology期刊有一篇文章最近被媒體報導：維他命D對於免疫系統活化很重要。主要是丹麥哥本哈根大學的Carsten Geisler等人發現未活化的T細胞 (Naive T細胞)內Phospolipase C (PLC-γ1)的酵素蛋白表現比活化後的T細胞要低，而且細胞表面也沒有維他命D的受體。PLC-γ1酵素可以把細胞膜上的磷脂質切成兩部分(DAG, IP3)，這兩部分分別又去影響其他的信號因子，最後活化細胞的基因表現，細胞因此而產生細胞激素或開始分裂增殖 (如下圖，綠色者為PLC)。
所以PLC-γ1顯然跟細胞的活化程度有關連，他們發現如果T細胞表現更多維生素D的受體並且結合更多維生素D，細胞內PLC-γ1的表現量就越多，T細胞被活化的程度就越強，免疫反應也會增強。T細胞表現更多的維生素D受體的方法是讓T細胞的TCR (T cell receptor)跟呈獻抗原的MHC辨識結合，這種辨識結合通常是有病原菌入侵或是環境中有過敏原才會發生，這部份我們沒辦法控制，剩下的我們可以控制的就是增加維生素D的攝取，好讓當免疫細胞增加維生素D受體的表現時，能有相對應增加的維生素D來刺激免疫反應。

正因為攝取維生素D是一件跟我們日常生活相關的事，不管是吃維生素D或是曬太陽，所以媒體才有梗來報導這則科學新知。同樣是這一期的期刊，比較受到免疫學家們注意的文章卻不包括這一篇，Nature系列的期刊會有個「新知與觀點」的專欄，通常是由另一個同樣領域的學者撰寫專文來導讀相關的研究內容，通常也代表這類的發現比較具有影響力或者有某些值得討論的有趣現象。像是一篇對於NKT細胞的研究：NKT也可以幫助活化細胞毒殺型T細胞 (CD8 T; CTL)
NKT細胞是一群innate先天性免疫的細胞，他們的身份比較模糊，因為具有T細胞的特性，而T細胞跟B細胞是adaptive適應性免疫細胞，NKT也具有自然殺手細胞NK細胞的特徵，而NK細胞是屬於先天性免疫細胞。NKT細胞可以辨認跟MHC相似的CD1d受體所呈獻的抗原，這類抗原主要是細菌細胞膜上的醣脂類，一旦NKT被活化以後，會釋放出不同的細胞激素，包括Th1的IFN-γ跟Th2的IL-4 (Th1, Th2是免疫學家透過分類不同作用的細胞激素來進一步細分CD4 T細胞的族群)。

以往的認知是如上圖a，CD4 T細胞被活化後，影響並活化樹突細胞DC，樹突細胞再去活化CD8 T細胞並釋放IL-12的細胞激素 (CD4, CD8是免疫學家透過細胞膜不同的抗原表現來區分T細胞的種類，CD4 T細胞可以再區分Th1跟Th2)。德國科學家Christian Kurts的研究團隊發現其實NKT也可以協助CD8 T細胞的活化，如上圖b。

這項發現若再經過其他研究團隊進一步的驗證，未來應該會被編入免疫學中，成為研讀NKT細胞時的教材之一。但因為這項發現跟我們日常生活比較沒那麼息息相關，所以報導就不好寫了，一般大眾可能也不會對NKT是不是可以活化樹突細胞跟CD8 T細胞感到興趣吧！這應該也是科學跟科普之間難以跨越的差距？

免疫學上的Signal 0, 1, 2, 3
Signal 0：也叫Danger signal，代表受攻擊而損傷的組織細胞所釋放的警示因子或病原菌中能引起免疫反應的物質。
Signal 1：代表MHC及所呈獻的抗原與TCR結合所引發的免疫活化訊息。
Signal 2：B7與CD28等輔助活化的表面受體結合所引發的訊息，用來進一步增強Signal 1。
Signal 3：抗原呈獻細胞被活化後所釋放的細胞激素，用以活化T細胞。