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有的癌细胞,可以像寄生虫那样,进入许多宿主的身体,并自在地生活下去。于是,它们受到了科学家的瞩目……
撰文 | 栗子
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对人类来说,癌症很难在不同的个体之间传播。假如癌细胞要从一个人的身体,转移到另一个人的身体里去,通常会被人体的免疫系统识别为入侵的异物,并遭到清除。
但不是所有物种都这样幸运。某些动物的癌细胞,进入另一只动物体内依然能存活传染,然后无休无止地分裂。这样,就有了传染性癌症。其中一些癌症,不仅在一个物种里传播,还可以跨物种传播。也有些癌症,甚至在传播过程中,就能把一个物种推向灭绝边缘。
不是自己的癌细胞
一般来说,我们认识的传染病,主要病原体是细菌、病毒、寄生虫等等。它们每找到一只新的宿主,就在那个身体里住下。假如癌细胞也能在不同宿主之间来去穿梭,就与人类印象中的癌症有个明显的区别:
每个人的癌细胞里,通常是自己的基因,而不是无关人等或其他动物的遗传信息;但在传染性癌症中,患者癌细胞的基因组通常不是它自己的,而是来自第一只患上这种癌症的动物。
换句话说,若有许多只动物患上同一种传染性癌症,它们癌细胞里的基因也可能如出一辙。那只要为一些动物患者做DNA测序,就可能摸到那种癌症的传播轨迹了。最近,欧洲的一支研究团队依靠着全基因组测序,在相隔千里的两片海域,找到了患有同一种传染性癌症的蛤蜊。
这项研究的主角,疣帘蛤(图片来源: & Seila Díaz )
这些科学家观察的癌症,从类别上属于hemic (HN),这是一类血癌,在蛤蜊这样的双壳类动物里并不罕见,特征是血细胞的分裂增殖失去控制,很像人类的白血病。此类癌症中,不是每种都有传染性。但研究者相信,他们发现的是有传染性的一种。
具体说来,研究团队走过欧洲5个国家的海岸,收集到345只蛤蜊,都是疣帘蛤(Venus )。科学家给每只蛤蜊做了细胞组织学检查,进行癌症诊断。结果,他们在8只蛤蜊身上找到了HN这类癌症的特征,白血病细胞浸润了腮部的血管,病情严重者消化腺和性腺也被入侵,并由此确诊。
上排来自健康(N0期)样本,下排来自癌症病情严重(N3期)的样本;b为健康血淋巴,里面是正常血细胞,c为被癌细胞占领的血淋巴;d为健康鳃组织,e为被癌细胞浸润的鳃组织(图片来源:原论文)
患癌的8只疣帘蛤当中,有3只来自大西洋沿岸,伊比利亚半岛的西北部,另外5只来自地中海沿岸的巴利阿里群岛,两个区域相距超过1000海里(即1852公里)。
诊断只是第一步,确认了它们得的癌症是同一大类,要想知道是不是同一种癌症,还需基因测序。假如一只疣帘蛤体内,癌细胞和正常细胞的DNA明显不属于同一只动物,说明癌细胞可能不是它自己的,而是来自另一只动物。
既然是血癌,癌细胞测序用的样本,就从蛤蜊的血淋巴里提取;而拿来对照的健康细胞,主要从足部提取,那是癌细胞更难入侵的部位。当然,血淋巴里也会有正常细胞,足部也会有癌细胞。
科学家先对线粒体DNA做测序。结果惊讶地发现,8只疣帘蛤中,有6只的血淋巴里测出了另一个物种鸡帘蛤( )的DNA序列。其中,病情最重的4只疣帘蛤,可能由于血淋巴里癌细胞太多,测到的绝大部分序列都来自鸡帘蛤,属于疣帘蛤自己的序列则很少;相比之下,足部的正常细胞比例更高,疣帘蛤本身的序列也被测到了更多。
患癌疣帘蛤的线粒体DNA测序分析,左列来自血淋巴,右列来自足部(癌细胞较少);红为疣帘蛤本身的DNA序列,蓝为鸡帘蛤的DNA序列;从上到下为病情从重到轻的8只蛤蜊,4只病情严重的蛤蜊血淋巴中几乎全是外来序列,2只病情最轻的蛤蜊未检测到外来DNA(图片来源:原论文)
一种动物的DNA,竟有两种动物的序列,这些疣帘蛤的癌细胞很可能是外来的。
余下两只疣帘蛤的线粒体DNA中,没有发现外来序列。它们正是科学家做诊断时认为病情较轻的两只,或许因为血淋巴中癌细胞水平低,才检测不到。
另外传染,线粒体与细胞核内DNA的测序分析都表明,在6只带有外来DNA的疣帘蛤之间,外来序列高度相似,科学家认为它们感染的就是同一种癌症。研究团队也相信,是鸡帘蛤把这种癌症跨物种传播给疣帘蛤。在地中海,疣帘蛤和鸡帘蛤的生活区域重合度很高。
科学家根据线粒体DNA的测序结果做的亲缘关系树。6只患癌蛤蜊之间,外来DNA序列高度一致,并与鸡帘蛤相近,如图中黑点所示;而在这6只蛤蜊之间,正常细胞的亲缘关系并没那么接近,如图中白点所示(图片来源:原论文)
当这种癌细胞在一只蛤蜊的身体里不断分裂,并被排出体外,癌细胞就能在海水里生存。等遇到另一只蛤蜊再感染它,杀死它。癌症便这样便传播开来。
至于如何传播到千里之外的另一片海,这项研究的共同一作艾丽西亚·布鲁佐斯( )说:“可能是人类的航运活动,把癌症从一个区域带到了另一个区域。”
“最古老的癌症”
其实,传染性癌症不止在海洋生物里出现,也不止存在于无脊椎动物之间。一些离我们更近的陆地哺乳动物,同样会受到这类疾病的困扰。
1876年,一位名叫姆斯季斯拉夫·诺文斯基( )的俄罗斯兽医,在狗身上发现了一种特别的癌症:他用一只狗的肿瘤细胞感染另一只狗,后者便生出肿瘤。这种癌症叫犬传染性花柳肿瘤(CTVT),顾名思义,它可以通过性接触传播,肿瘤也大多长在生殖器上。
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