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有的癌細胞,可以像寄生蟲那樣,進入許多宿主的身體,并自在地生活下去。于是,它們受到了科學家的矚目……
撰文 | 栗子
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對人類來說,癌症很難在不同的個體之間傳播。假如癌細胞要從一個人的身體,轉移到另一個人的身體裡去,通常會被人體的免疫系統識别為入侵的異物,并遭到清除。
但不是所有物種都這樣幸運。某些動物的癌細胞,進入另一隻動物體内依然能存活傳染,然後無休無止地分裂。這樣,就有了傳染性癌症。其中一些癌症,不僅在一個物種裡傳播,還可以跨物種傳播。也有些癌症,甚至在傳播過程中,就能把一個物種推向滅絕邊緣。
不是自己的癌細胞
一般來說,我們認識的傳染病,主要病原體是細菌、病毒、寄生蟲等等。它們每找到一隻新的宿主,就在那個身體裡住下。假如癌細胞也能在不同宿主之間來去穿梭,就與人類印象中的癌症有個明顯的區别:
每個人的癌細胞裡,通常是自己的基因,而不是無關人等或其他動物的遺傳信息;但在傳染性癌症中,患者癌細胞的基因組通常不是它自己的,而是來自第一隻患上這種癌症的動物。
換句話說,若有許多隻動物患上同一種傳染性癌症,它們癌細胞裡的基因也可能如出一轍。那隻要為一些動物患者做DNA測序,就可能摸到那種癌症的傳播軌迹了。最近,歐洲的一支研究團隊依靠着全基因組測序,在相隔千裡的兩片海域,找到了患有同一種傳染性癌症的蛤蜊。
這項研究的主角,疣簾蛤(圖片來源: & Seila Díaz )
這些科學家觀察的癌症,從類别上屬于hemic (HN),這是一類血癌,在蛤蜊這樣的雙殼類動物裡并不罕見,特征是血細胞的分裂增殖失去控制,很像人類的白血病。此類癌症中,不是每種都有傳染性。但研究者相信,他們發現的是有傳染性的一種。
具體說來,研究團隊走過歐洲5個國家的海岸,收集到345隻蛤蜊,都是疣簾蛤(Venus )。科學家給每隻蛤蜊做了細胞組織學檢查,進行癌症診斷。結果,他們在8隻蛤蜊身上找到了HN這類癌症的特征,白血病細胞浸潤了腮部的血管,病情嚴重者消化腺和性腺也被入侵,并由此确診。
上排來自健康(N0期)樣本,下排來自癌症病情嚴重(N3期)的樣本;b為健康血淋巴,裡面是正常血細胞,c為被癌細胞占領的血淋巴;d為健康鰓組織,e為被癌細胞浸潤的鰓組織(圖片來源:原論文)
患癌的8隻疣簾蛤當中,有3隻來自大西洋沿岸,伊比利亞半島的西北部,另外5隻來自地中海沿岸的巴利阿裡群島,兩個區域相距超過1000海裡(即1852公裡)。
診斷隻是第一步,确認了它們得的癌症是同一大類,要想知道是不是同一種癌症,還需基因測序。假如一隻疣簾蛤體内,癌細胞和正常細胞的DNA明顯不屬于同一隻動物,說明癌細胞可能不是它自己的,而是來自另一隻動物。
既然是血癌,癌細胞測序用的樣本,就從蛤蜊的血淋巴裡提取;而拿來對照的健康細胞,主要從足部提取,那是癌細胞更難入侵的部位。當然,血淋巴裡也會有正常細胞,足部也會有癌細胞。
科學家先對線粒體DNA做測序。結果驚訝地發現,8隻疣簾蛤中,有6隻的血淋巴裡測出了另一個物種雞簾蛤( )的DNA序列。其中,病情最重的4隻疣簾蛤,可能由于血淋巴裡癌細胞太多,測到的絕大部分序列都來自雞簾蛤,屬于疣簾蛤自己的序列則很少;相比之下,足部的正常細胞比例更高,疣簾蛤本身的序列也被測到了更多。
患癌疣簾蛤的線粒體DNA測序分析,左列來自血淋巴,右列來自足部(癌細胞較少);紅為疣簾蛤本身的DNA序列,藍為雞簾蛤的DNA序列;從上到下為病情從重到輕的8隻蛤蜊,4隻病情嚴重的蛤蜊血淋巴中幾乎全是外來序列,2隻病情最輕的蛤蜊未檢測到外來DNA(圖片來源:原論文)
一種動物的DNA,竟有兩種動物的序列,這些疣簾蛤的癌細胞很可能是外來的。
餘下兩隻疣簾蛤的線粒體DNA中,沒有發現外來序列。它們正是科學家做診斷時認為病情較輕的兩隻,或許因為血淋巴中癌細胞水平低,才檢測不到。
另外傳染,線粒體與細胞核内DNA的測序分析都表明,在6隻帶有外來DNA的疣簾蛤之間,外來序列高度相似,科學家認為它們感染的就是同一種癌症。研究團隊也相信,是雞簾蛤把這種癌症跨物種傳播給疣簾蛤。在地中海,疣簾蛤和雞簾蛤的生活區域重合度很高。
科學家根據線粒體DNA的測序結果做的親緣關系樹。6隻患癌蛤蜊之間,外來DNA序列高度一緻,并與雞簾蛤相近,如圖中黑點所示;而在這6隻蛤蜊之間,正常細胞的親緣關系并沒那麼接近,如圖中白點所示(圖片來源:原論文)
當這種癌細胞在一隻蛤蜊的身體裡不斷分裂,并被排出體外,癌細胞就能在海水裡生存。等遇到另一隻蛤蜊再感染它,殺死它。癌症便這樣便傳播開來。
至于如何傳播到千裡之外的另一片海,這項研究的共同一作艾麗西亞·布魯佐斯( )說:“可能是人類的航運活動,把癌症從一個區域帶到了另一個區域。”
“最古老的癌症”
其實,傳染性癌症不止在海洋生物裡出現,也不止存在于無脊椎動物之間。一些離我們更近的陸地哺乳動物,同樣會受到這類疾病的困擾。
1876年,一位名叫姆斯季斯拉夫·諾文斯基( )的俄羅斯獸醫,在狗身上發現了一種特别的癌症:他用一隻狗的腫瘤細胞感染另一隻狗,後者便生出腫瘤。這種癌症叫犬傳染性花柳腫瘤(CTVT),顧名思義,它可以通過性接觸傳播,腫瘤也大多長在生殖器上。
有話要說...