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让一个领域倒退十年,一次冰箱故障就够了

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果壳 2021-04-19 19:38

超短篇实验室恐怖故事:“你的样品没了。”

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图片来源:Pixabay

2012 年 5 月 31 日,在位于美国东海岸的麦克莱恩医院(McLean Hospital),一位学者打开超低温冰箱,准备取出一份大脑标本,却没有遇到扑面而来的冷气。

尽管冰箱外的屏幕读数为零下 79 摄氏度,这里面的温度实际上达到了 7 摄氏度,和一台普通的家用冰箱差不多。而冰箱里存放着约150 个大脑标本,它们是哈佛脑组织资源中心(Harvard Brain Tissue Resource Center)珍贵的收藏。此刻,这些标本都已经解冻,出现发黑和腐败的迹象,失去了研究的价值。

这些标本来自生前患有帕金森病、精神分裂症等神经和精神疾病的人,其中三分之一是自闭症谱系障碍患者捐赠的大脑,多达 54 个。约翰·霍普金斯大学(Johns Hopkins University)神经病学助理教授 Carlos Pardo 称,这次事故让自闭症研究倒退了十年

这次灾难性的事故是怎样发生的?该如何妥善保存宝贵的科研标本?

“无价的收藏”

麦克莱恩医院以其精神病学治疗和研究闻名,数学家约翰·纳什(John Nash)等名人都曾经在这里就医。这里也是哈佛脑组织资源中心保存大脑标本的地点之一。当时整个哈佛脑组织资源中心共收藏了约 3000 个大脑标本,分散保存在 24 个超低温冰箱中。据《卫报》(the Guardian)报道,这批收藏支撑了 125 个研究项目,并催生了 118 篇同行评审论文。

在这次故障中损失的标本,其收集过程耗时 14 年。收集大脑标本十分困难,首先要招募到愿意捐赠遗体的患者和家属,其次要在患者去世 24 小时内取出大脑、妥善保存。在这个“大脑银行”,通常的做法是将大脑切成两半,一半用福尔马林浸泡固化,另一半按不同脑区进行解剖,然后冷冻保存。这些冷冻标本为研究大脑中组织显微结构以及蛋白质等生物标记物提供了唯一的途径。

Pardo 就曾经用这些标本进行研究,并于 2004 年发表论文,首次证明自闭症与免疫系统之间的关联。故障发生后,他说,这些收藏“提供了非常、非常重要的信息,让我们得以更好地理解自闭症是什么,以及环境和免疫因素在其中的作用,它的贡献是极大的”。

哈佛脑组织资源中心主任 Francine Benes 也说:“那是一笔无价的收藏。你无法用美元来衡量它的价值。”故障发生后,她检查了标本的状况,估计冰箱大约是三天前停止工作的

不要把大脑装在同一个冰箱里

这台超低温冰箱价值 12,000 美元,被安置在一间配备了监控的房间里,两把钥匙分别归安保人员和研究团队管理。冰箱自身有两个相互独立的故障报警系统,但是在这次事故中,两个报警系统都失灵了。实验室员工每天两次检查冰箱外部的温度显示器读数,但这个读数一直是正常的。

Benes 最初认为,这起事故不能排除是人为的恶意破坏。但后续调查表明,这次故障是由冰箱微处理器控制系统故障导致的。随后大脑银行重新检查了它的 24 台冰箱及其控制系统,并加装了第三个故障报警器。

但是据《波士顿邮报》(the Boston Globe)报道,一些自闭症领域的学者对该调查结果和改进措施感到不满。

一个关键问题在于,把这么多同类标本集中在一个冰箱里是不合理的。自闭症组织项目(Autism Tissue Program)的标本通常确实是分散保存在多个地点,但是在故障发生前一个月,一批标本被集中到这台冰箱,以便麦克莱恩医院的研究者进行分析。而当该项目完成后,实验室员工们忙于其他事务,无法及时将标本及时送回各个冰箱。结果,这次损坏的标本占了整个项目的三分之一。

美国路易斯维尔大学(University of Louisville)Manuel Casanova 指出:“把大量大脑标本装在一个冰箱里,并且让它们在那里放置一段时间,这违反了大脑银行的安全准则。要想将冰箱故障带来的风险最小化,你应该把具有相似诊断结果的大脑分开放在多个冰箱里,这是常识。”

Casanova 还认为,实验室人员应该多打开冰箱手动检查温度。他说:“麦克莱恩(医院)可以多装报警器,想装多少就装多少,但是他们也该时不时亲眼看看冰箱里面的情况。”但是一般来说,超低温冰箱每天的打开次数是有限制的,因为频繁打开冰箱会引起温度波动,增加设备的工作负担,也不利于标本的保存。

也有不少人认为,机械故障是无法避免的,许多研究者自己就碰到过这样的倒霉事,麦克莱恩医院已经尽到了责任。并且幸运的是,因为冰箱里许多大脑只有一半,另一半已经用福尔马林保存,一些遗传学分析等研究仍然能够进行。

这起事件说明,无论再忙,也不要忘记做好那些基本的细节:用完的东西及时放回原处,仔细检查仪器的状况,重要数据做好保存备份……我们无法完全避免意外状况,但严格遵守规范能够保护你在意外发生时尽量减少损失。

参考文献

1.https://www.reuters.com/article/us-brain-research-damage-idUSBRE85A1EG20120611

2.http://archive.boston.com/news/local/massachusetts/articles/2012/06/11/freezer_failure_at_brain_bank_hampers_autism_research/

3.https://www.theguardian.com/science/2012/jun/11/brain-tissue-autism-freezer-fault

4.https://www.bostonglobe.com/metro/massachusetts/2012/12/03/independent-analysis-faults-freezer-control-for-defrosted-brain-samples/YiFK5P3cEifUq0UgPSyo6H/story.html

5. https://en.wikipedia.org/wiki/McLean_Hospital

撰文 戚译引

本文经授权转载自科研圈(ID:keyanquan),如需二次转载请联系原作者。

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