擴散的死亡陰影

1996年，澳大利亞塔斯馬尼亞州動物保護工作者注意到，袋獾種群正在急劇減少。就在同一時間，一名攝影師拍攝到幾只面部長著腫瘤的袋獾?？茖W家研究后發(fā)現(xiàn)，造成袋獾大量死亡的正是這種面部腫瘤。癌細胞首先出現(xiàn)在袋獾口腔，然后擴散至面部和頸部，甚至轉移到全身。通常在幾個月內，大多數患癌袋獾就會因口腔腫瘤過大無法進食，最終饑餓而死。

這種癌癥的發(fā)病率高得可怕，影響區(qū)域也不斷擴大。一些科學家推測，這種癌癥可能是由某種病毒感染造成，因為似乎只有病毒傳播才可能造成疾病迅速蔓延。但在2006年，科學家對袋獾面部腫瘤細胞進行分析后發(fā)現(xiàn)，所有癌細胞內的染色體都發(fā)生了同樣的畸變。而且，不同個體的癌細胞有著高度遺傳相似性，但與患病袋獾本身的基因卻不一致。這表明，袋獾面部腫瘤細胞有著單一的起源，而這些癌細胞可以在不同個體之間轉移。也就是說，這種癌癥是可以傳染的。

事實上，袋獾面部腫瘤并非是唯一一種傳染性癌癥。己知最古老的傳染性癌癥出現(xiàn)在人類的伙伴——狗身上。大約8000年前，“犬傳染性性病瘤”就開始在美洲的犬只中傳播。2015年，科學家發(fā)現(xiàn)美國新英格蘭海岸的砂海螂（一種海洋雙殼類動物，又稱軟殼蛤）因一種傳染性白血病大量減少。一年后，又發(fā)現(xiàn)另外3種攜帶傳染性癌癥的雙殼類動物。

科學家開始意識到，傳染性癌癥可能比之前認為的更普遍。研究人員想了解，哪些物種可能被傳染性癌癥影響？更重要的是，癌癥是怎樣成為一種傳染病的？

與免疫系統(tǒng)“捉迷藏”

早在2006年，科學家就發(fā)現(xiàn)袋獾面部腫瘤細胞都來自于某只雌性袋獾。2014年，新研究揭示了另一種袋獾面部腫瘤細胞系。它似乎近幾年才出現(xiàn)，來自一只雄性袋獾?？茖W家將新發(fā)現(xiàn)的細胞系稱為DFT2，將之前發(fā)現(xiàn)的那種稱為DFT1。

根據這些癌細胞產生的蛋白質，科學家推測這兩種癌癥都與“施萬細胞”有關。施萬細胞是周圍神經系統(tǒng)中的神經膠質細胞，對神經纖維起絕緣、支持、營養(yǎng)等作用。當神經元受損時，其周圍的施萬細胞會分泌某些蛋白質，促進神經元修復和再生。如果與這種修復機制相關的基因發(fā)生突變，施萬細胞就可能異常增殖，形成癌瘤。兩種癌細胞中都出現(xiàn)了這類突變，因此科學家認為袋獾面部腫瘤細胞源于異常的施萬細胞。

免疫學家認為，在不同袋獾個體之間傳播的癌細胞和寄生蟲很像。在“寄生蟲”的傳播中，有四個因素在中間起著關鍵的作用。首先，腫瘤細胞需要一個轉移到新宿主身上的途徑;其次，它們必須在轉移過程中存活;第三，該物種必須有一個有利于外來細胞入侵的免疫環(huán)境;第四，癌細胞必須有逃避新宿主免疫攻擊的機制。

袋獾經常相互撕咬、打斗，很容易將癌細胞傳播給同類。而這些外來的癌細胞如何在袋獾體內“生根發(fā)芽”，是其致病和傳染的關鍵。正常情況下，脊椎動物的免疫系統(tǒng)能識別和排斥外來細胞。不同個體的細胞表面存在特異性抗原，被稱為“主要組織相容性復合體”（EHC）。MHC就像是細胞的“身份證”，只有來自同一個體的細胞才能被免疫系統(tǒng)“放行”。外來細胞的MHC則會激活T細胞，引起免疫系統(tǒng)攻擊外來細胞。而袋獾的基因多樣性很低，因此MHC的多樣性也很低?？茖W家推測，這可能是袋獾免疫系統(tǒng)無法識別外來癌細胞的原因。

但在2011年，科學家通過異體皮膚移植實驗推翻了這一觀點。實驗結果表明，雖然袋獾的MHC多樣性不高，但足以使其排斥來自其他個體的皮膚。但為什么來自其他個體的癌細胞不被排斥？2013年，科學家發(fā)現(xiàn)DFTl細胞不表達任何MHC抗原，即袋獾免疫系統(tǒng)可能無法通過MHC識別DFT1細胞。

研究發(fā)現(xiàn)，在DFT1細胞中，幾種與構建刪c抗原相關的基因出現(xiàn)下調。無獨有偶，犬傳染性性病瘤細胞的姍C也出現(xiàn)下調。對人類癌癥的研究發(fā)現(xiàn)，對MHC系統(tǒng)的干擾是人類癌細胞逃避免疫系統(tǒng)的一種機制。例如，在癌細胞中，編碼人類白細胞抗原（人體的一種MHC）的基因經常發(fā)生下調。

但單憑MHC的減少還不足以解釋為什么DFT1不會被袋獾排斥。脊椎動物還有其他免疫機制能識別和殺傷細菌等外來細胞。例如，自然殺傷（NK）細胞通常會檢測并攻擊不產生MHC蛋白的細胞。但袋獾體內的NK細胞似乎不攻擊DFTl。雖然DFT2細胞能夠表達部分MHC分子，但也能逃脫免疫系統(tǒng)攻擊。這表明，失去MHC并不是傳染性癌癥出現(xiàn)的必要條件，癌細胞還有其他逃避免疫系統(tǒng)攻擊的方法。最新研究發(fā)現(xiàn)：DFT2具有高度多樣化的T細胞受體，有助于逃脫免疫系統(tǒng)的檢測;袋獾感染DFT2后，某些免疫機能受到抑制。

拯救袋獾

受癌癥所害，塔斯馬尼亞島袋獾數量在20多年中減少了約80%。雖然目前DFT2還沒有大規(guī)模擴散，但DFT1仍在以驚人的速度殺死袋獾。從幾年前開始，科學家將一些未受感染的袋獾送到塔斯馬尼亞島外的保護區(qū)和動物園進行隔離保護。

保護袋獾種群的另一種方法是給未受感染的動物接種疫苗。已經有多種DFT1疫苗通過初步測試，但尚不能確定大規(guī)模接種的效果如何。2017年，科學家在DFT1疫苗的基礎上開發(fā)了一種免疫療法，已被證明有不錯的效果。然而，大規(guī)模捕獲野生袋獾并對其進行免疫治療并不可行。

幸運的是，在沒有醫(yī)療干預的情況下，袋獾對面部腫瘤的抵抗力似乎越來越強。感染面部腫瘤的袋獾通常會在6個月內死亡，但有的卻能存活較長時間?？茖W家發(fā)現(xiàn)：這些能存活較長時間的袋獾面部的腫瘤會縮小甚至消失。而且，它們似乎與死于腫瘤的袋獾在基因上有不同。這表明，一部分袋獾正在適應癌癥。

另一方面，癌細胞本身似乎也在進化。研究發(fā)現(xiàn)，隨著時間推移，DFT1細胞的表觀遺傳特征發(fā)生變化?？茖W家認為，這些細胞通過表觀遺傳修飾來適應宿主的免疫反應和腫瘤抑制反應。

從某些方面看，DFT1細胞可以被視為袋獾體內的“寄生蟲”。在永不停止的免疫攻防戰(zhàn)中，寄生蟲與宿主共同進化，最終可能達到某種平衡。科學家推測，犬傳染性性病瘤可能就經過了這樣的過程。它在產生之初可能極具殺傷力，而現(xiàn)在卻很少有狗死于這種癌癥。這一趨勢也能在某些蛤蜊種群中看到：它們在受到傳染性白血病侵襲后，數量一度急劇下降，但不久后有所回升。那么，袋獾是否有可能絕處逢生？

科學家目前正致力于建立數學模型來預測DFT1和DFT2的進化軌跡，以便更好理解袋獾面部腫瘤。還有的科學家試圖深入了解這種傳染性癌癥如何逃脫宿主免疫系統(tǒng)。這也將有助于了解非傳染性癌癥是如何做到這一點的，并為更有效的免疫療法提供基礎。

（責任編輯何若雪）

動物的抗癌能力

雖然傳染性癌癥比校特殊。但其他類型的癌癥在動物中并不罕見。癌癥是寵物動物死亡的主要原因之一。一項研究顯示，10歲以上的寵物狗有45%都死干癌癥。野生動物患癌的例子也不少，但具體發(fā)病率難以統(tǒng)計。很多專家認為，由于環(huán)境污染等原因，野生動物患癌的概率正在增加。但有一些動物對癌癥有很強的抵抗能力，對其抗癌機制的研究為預防和治療人類癌癥提供了新的方向。

癌細胞的出現(xiàn)是致癌突變的結果，而基因突變是隨機的。從理論上講，生物體具有的細胞越多，生存的時間越長，其中某個細胞發(fā)生致癌突變的概率就越大，也就越容易患癌癥。在同一物種中。這一理論似乎符合癌癥發(fā)病規(guī)律：身材高大的人比矮小的人更容易患癌;老人比年輕人更容易患癌;大型犬比小型犬更容易患癌。

但并非所有的生物都遵循這一規(guī)律。例如，大象體形巨大，壽命也較長，按照上述規(guī)律，其癌癥發(fā)病率應該比人類高得多。但事實上大象并不容易患癌，只有約5%的大象死于癌癥。2015年?？茖W家發(fā)現(xiàn)大象基因組內抑癌基因P53的拷貝數極高。人類通常只有1個P53基因，但大象卻有20個。這意味著大象單個細胞發(fā)生致癌突變的概率遠低于人體細胞，因此即使大象的細胞總數很多，癌癥發(fā)病率卻不高。

科學家發(fā)現(xiàn)，體形越大的物種，細胞的抑癌機制往往也越強大，這被認為是生物進化中產生的適應性。有的學者認為，細胞分裂速慢和基礎代謝率低是這些大型動物患癌卒低的重要原因。弓頭鯨是世界上最長壽的哺乳動物之一，體形也很大，但幾乎不會得癌癥。研究發(fā)現(xiàn)，弓頭鯨的基因組包含多個與DNA修復和細胞周期調控的基因，這可能是其超強抗癌能力的關鍵。

在所有已知具有較強抗癌特性的動物中，裸鼴鼠是一個特例。嚙齒動物大多體形小、代謝率高、壽命短，極易患癌癥。但裸鼴鼠不僅壽命可長達30年，而且?guī)缀醪粫冒┌Y。裸鼴鼠的抗癌能力源于體內高水平的透明質酸，這種存在于細胞外基質的多糖能夠通過“接觸抑制”，阻止細胞的異常增殖，從而預防癌癥。在多年的觀察研究中，科學家只發(fā)現(xiàn)了兩例裸鼴鼠患癌的情況。這兩只裸鼴鼠一直生活在動物園中，研究人員推測，它們可能長期處于高氧環(huán)境下（野生裸鼴鼠生活在缺氧的地下），細胞的氧化應激反應削弱了抗癌效果。