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黛安的自画像:为何有些动物不易患癌

很多动物会像人一样得癌症,但动物王国里有一些动物不易患癌。日前,科学家已发现大象、弓头鲸、裸鼹鼠等动物不易患癌,正致力于通过理解其中机理帮助人们治疗甚至预防癌症。

只有5%的大象死于癌症

理论上癌症就是一个简单的数字游戏:一个有机体体型越庞大、存活时间越长、细胞分化越多,就越有可能出现细胞随机突变,患上癌症。这样似乎能解释高个子比矮个子、大型犬比小型犬更易患癌。

可大象就是个反例。它比人类多了万亿细胞,活得也更久。流行病学家理查德·佩托于1977年提出了“佩托悖论”。这个悖论指出,因为癌症是由有害的基因突变导致的,所以细胞越多,基因突变的几率越高。由此推论,比起小白鼠等寿命短的小型多细胞动物,大象等寿命长的大型多细胞动物患癌的风险更高,然而事实却正好相反。举例来说,大象的细胞数量是人类的100多倍,其癌症发病率却仅为5%,相比之下,人类的癌症发病率却高达20%-25%(不包括因吸烟等原因而患癌风险上升的人)。

美国犹他大学儿科教授、亨茨曼癌症研究所研究员乔舒亚·希夫曼说:“鉴于它们的体量、细胞数量和寿命,它们患癌症的可能性应当很大。”

包括希夫曼在内的研究人员对于经进化后“能自然抵御癌症”的动物进行研究,其中包括大象和北极露脊鲸。后者的寿命超过200岁。

报道称,科学家们希望通过分析动物世界基因和分子的内部运作方式,找到预防甚至治疗人类癌症的新方法。

美国《细胞报告》杂志刊登的一篇论文说,其中一种可能发挥作用的机制是“僵尸”基因,当DNA损伤导致这种基因被激活时,它们会让细胞死亡。

论文的作者、芝加哥大学进化生物学家文森特·林奇说:“如果(细胞)自杀,那么受损的DNA就永远不可能引起癌症。”

没有参与林奇领导的这项研究的希夫曼说,这份新报告是动物在进化过程中让细胞具备抵御DNA损伤和DNA变异的天然能力的越来越多的证据之一。

希夫曼自己的研究还包括其他基因,这些基因可能让大象具备在癌症发作前将其摧毁的特殊能力。希夫曼特别提到一种被称为p53的肿瘤抑制基因,他称之为“遗传警察”,因为它可以阻止DNA损伤演变成癌症。大象拥有几十组p53基因。

人类通常只有2组p53基因。当这种基因发生变异或失活时,癌细胞就会疯狂生长。

专家们说,林奇等科学家的研究结果还要经过很多步骤,才能被用于人类癌症疗法的测试或应用。美国罗切斯特大学生物学教授薇拉·格尔布诺娃说,其中一个步骤可能是将大象的基因植入不具有这种抗癌基因的实验鼠体内。

弓头鲸很少患上癌症

如果说大象属于不易患癌的动物,那么弓头鲸患癌的概率似乎更小了。

英国BBC科学记者梅利莎认为这有些不可思议,因为理论上弓头鲸也是患癌的高危群体。作为世界上体型最庞大、存活时间最久(有的可以活200年)的动物之一,它们的细胞突变率很大,但它们却很少患上癌症。

美国罗切斯特大学生物系教授维拉一直致力于衰老与肿瘤发生的机理研究,弓头鲸细胞也是她的实验对象之一。到目前为止,她还没有找到一种使弓头鲸细胞发生癌变的方法。“相较而言,让人体细胞发生癌变就容易得多。我们还不能解释为什么会这样。”

今年1月,英国利物浦大学通过测序弓头鲸基因组,发现其中有突变可以帮助防止DNA受损,让弓头鲸免于癌症。但截至目前该研究组还不能准确说出是哪些基因参与了上述突变。

之后,研究人员打算把弓头鲸基因植入小鼠体内,并观测哪些基因可以延长小鼠寿命或者提高免疫力。

裸鼹鼠的抗癌利器

一些小型动物的患癌率也在证明“佩托悖论”。比如老鼠是得皮肤癌的高危群种,即使它们本就体型小、寿命短。但并不是所有的啮齿类动物都如此“悲剧”,裸鼹鼠的存在或许为未来的癌症治疗提供了另一份希望。

裸鼹鼠的寿命可以达到30年,这在小动物界可谓“老寿星”了。更重要的是,它们对癌症有一种天然的防御机制。梅利莎说,几十年观察下来,都没有发现哪只裸鼹鼠得了癌症。

据“生物探索”网站2013年6月报道,发表在《自然》上的一项研究发现裸鼹鼠之所以具有天然的抗癌能力,是因为它体内含有丰富的高分子量透明质酸,这种透明质酸使其细胞彼此间变得很敏感,一旦接触过紧则会停止分裂。那么癌细胞也同样失去了这种能力。

该项研究人员表示人类也会产生透明质酸,但和裸鼹鼠的不大一样。他们希望通过研究裸鼹鼠透明质酸的生产机制,使得人体内也能产生这类透明质酸。“透明质酸已用于临床,我們要实验的是裸鼹鼠版的透明质酸。”虽说这听起来令人兴奋,但问题是人们还不知道具体何种治疗方式可以在人体内发挥正常作用。

威斯康星大学麦迪逊分校的肿瘤学家大卫·维尔解释说,裸鼹鼠的透明质酸不同于人类,所以谁都不确定它们的透明质酸会对人体产生哪类影响。换言之,同样的透明质酸,对裸鼹鼠是抗癌利器,对人类可能会产生一种新的顽疾。“除非我们开始尝试,否则我们始终不知道代价会是什么。”维尔说,“对一类物种而言的灵丹妙药,可能在另一类物种上就很不合适。”

(《参考消息》2018.8.16 等)

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