但是不同的物種之間,癌症的發病和死亡率差別其實是很大的,比如說裸鼴鼠這種神奇的動物,就幾乎不會得癌症(然後還超級抗衰老)。
為什麼有些動物特別抗癌?我們能不能搞清楚它們的抗癌秘訣,然後學上一學?
近期,蒙彼利埃大學科研團隊在《自然》雜誌發表論文,他們研究了191種動物的疾病資料,發現動物因癌症死亡的風險與物種的體型和壽命關係不大,更主要的影響因素是飲食成分。肉食動物,尤其是以哺乳動物為食的物種,面臨著最高的癌症相關死亡率[1]。
看來,物種的抗癌能力是寫在食譜裡了。
我們都知道,癌症可以說是一種基因病,起源於特定基因的突變。其實對於多細胞生物來說,基因突變是個不可避免的過程,在細胞的分裂和增殖過程中,總會有突變發生並不斷積累,當突變使得細胞突破細胞週期的限制,不受控地生長和增殖時,癌症就發生了。
而每次細分裂都有產生突變的風險,按照這個道理,體型更大(細胞數更多)、壽命更長(積累突變的時間更長)的個體是更容易患上癌症的。
沒錯,從資料上來看,高個兒就是擁有更高的癌症風險(悲)[2],年齡增長也的確是最主要的致癌風險之一。
但是啊,這個“規律”在單獨的個體中成立,跨物種就完全對不上了。
比如說,人類的細胞是小鼠的1000倍,壽命是小鼠的30多倍,按照上面的理論,人類應該遠比小鼠更容易患癌,但實際情況是人類和小鼠的癌症風險其實沒啥大區別[3];而鯨魚要比人類巨大得多得多得多,但是人類的癌症發病率要遠高於鯨魚[4]。
在物種水平上,癌症發病似乎與生物體的細胞數量是無關的。這就是著名的Peto悖論。
為什麼會這樣呢?
有一種假設是更大體型或更長壽的物種,在進化的時候獲得了天然的癌症防禦機制。當然這都是猜測啦,不過我們如果能夠找到那些具有獨門抗癌秘籍的物種,並跟著學幾招,豈不是美得很。
今天要說的這項研究,研究者們透過來自動物園和水族館的動物資訊管理系統,收集了來自191個哺乳動物物種中110148只動物的資訊,計算了各物種的癌症死亡風險(CMR)和癌症死亡的累計發生率(ICM)。
首先要說,物種之間的CMR差異真的很大,有的物種抗癌能力高超,CMR為0%,而最容易患癌的是蓬尾袋鼬(Dasyuroides byrnei),CMR高達57.14%。有41個物種(21.5%)的CMR超過了10%,可以認為癌症是在哺乳動物中廣泛存在的現象。
從圖片中可以看出,令人意外的是,偶蹄目動物的CMR普遍比較低,要知道偶蹄目中體型很大的動物還是很多的。
那麼,難道是因為……它們吃素?
高脂肪、低纖維飲食是已知的致癌風險因素;食肉動物位於食物鏈的頂端,致癌化合物會沿食物鏈積累;而吃生肉,也讓個體更容易暴露於致癌的病原體。
看來,食譜內容和抗癌能力之間必有關聯。
研究者又進一步分析了各物種的食譜,得出了有趣的結論。從圖中可以看出,與癌症死亡風險增加有關細分捕食物件就倆,脊椎動物和哺乳動物。而食用魚類、爬行動物或鳥類等與癌症風險無關。
由此來看,致癌化合物沿食物鏈積累的影響恐怕不大,致癌病原體透過捕食在哺乳動物之間的傳播佔比更高。
另外,由於研究物件是被人類圈養的動物,它們的癌症風險也可能與圈養條件下比較少的運動和不太豐富的微生物多樣性有關。
那麼Peto悖論是否還成立呢?
從分析結果來看,體重和物種預期壽命對癌症風險的影響並不大;體重翻倍,癌症風險僅相對降低2.8-2.9%,壽命翻倍,癌症風險相對增加24.7-25.2%。總的來說,體重對跨物種CMR的偏決定係數為0.78%,壽命為2.94%——簡而言之,影響不大。
從研究結果看,動物中的癌症死亡還真是不少見且普遍,以偶蹄目為代表的抗癌高手更是值得我們多多探索、多多學習呀。
參考資料:
[1]https://www.nature.com/articles/s41586-021-04224-5
[2] Wirén S, Häggström C, Ulmer H, Manjer J, Bjørge T, Nagel G, Johansen D, Hallmans G, Engeland A, Concin H, Jonsson H, Selmer R, Tretli S, Stocks T, Stattin P. Pooled cohort study on height and risk of cancer and cancer death. Cancer Causes Control. 2014 Feb;25(2):151-9. doi: 10.1007/s10552-013-0317-7. Epub 2013 Oct 31. PMID: 24173535; PMCID: PMC3929024.
[3] Nunney L. Lineage selection and the evolution of multistage carcinogenesis. Proc Biol Sci. 1999 Mar 7;266(1418):493-8. doi: 10.1098/rspb.1999.0664. PMID: 10189713; PMCID: PMC1689794.
[4] Nagy, John D.; Victor, Erin M.; Cropper, Jenese H. (2007). "Why don't all whales have cancer? A novel hypothesis resolving Peto's paradox". Integrative and Comparative Biology. 47 (2): 317–328. doi:10.1093/icb/icm062. PMID 21672841.