安全島
報人劉亞東A
作者:栗子
圖片來源:National Cancer Institute via Unsplash
有的癌細胞,可以像寄生蟲那樣,進入許多宿主的身體,並自在地生活下去。於是,它們受到了科學家的矚目……
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別為入侵的異物,並遭到清除。
但不是所有物種都這樣幸運。某些動物的癌細胞,進入另一隻動物體內依然能存活,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別:
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資訊;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跡了。最近,歐洲的一支研究團隊依靠著全基因組測序,在相隔千里的兩片海域,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:Alicia Bruzos & Seila Díaz Costas)
這些科學家觀察的癌症,從類別上屬於hemic neoplasia(HN),這是一類血癌,在蛤蜊這樣的雙殼類動物裡並不罕見,特徵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只蛤蜊,都是疣簾蛤(Venus verrucosa)。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只蛤蜊身上找到了HN這類癌症的特徵,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,並由此確診。
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為被癌細胞佔領的血淋巴;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只疣簾蛤當中,有3只來自大西洋沿岸,伊比利亞半島的西北部,另外5只來自地中海沿岸的巴利阿里群島,兩個區域相距超過1000海里(即1852公里)。
診斷只是第一步,確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。假如一隻疣簾蛤體內,癌細胞和正常細胞的DNA明顯不屬於同一只動物,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,血淋巴里也會有正常細胞,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只疣簾蛤中,有6只的血淋巴里測出了另一個物種雞簾蛤(Chamelea gallina)的DNA序列。其中,病情最重的4只疣簾蛤,可能由於血淋巴里癌細胞太多,測到的絕大部分序列都來自雞簾蛤,屬於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只蛤蜊,4只病情嚴重的蛤蜊血淋巴中幾乎全是外來序列,2只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,線粒體與細胞核內DNA的測序分析都表明,在6只帶有外來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係樹。6只患癌蛤蜊之間,外來DNA序列高度一致,並與雞簾蛤相近,如圖中黑點所示;而在這6只蛤蜊之間,正常細胞的親緣關係並沒那麼接近,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,並被排出體外,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。
至於如何傳播到千里之外的另一片海,這項研究的共同一作艾麗西亞·布魯佐斯(Alicia Bruzos)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,也不止存在於無脊椎動物之間。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(Mstislav Novinsky)的俄羅斯獸醫,在狗身上發現了一種特別的癌症: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,它可以透過性接觸傳播,腫瘤也大多長在生殖器上。
能傳播就意味著,它不會隨著一隻狗的死去而消失,某種程度上實現了“不朽”。但在很長一段時間裡,人類並不瞭解它的傳播原理。科學家為此爭論不休,有人認為是某種病毒在傳播癌症,也有人覺得是癌細胞本身在傳播癌症。
直到2006年,倫敦大學學院的一支研究團隊,終結了這場紛爭。他們從五大洲的40只狗身上,收集自然發生的CTVT腫瘤和血液樣本,並檢測腫瘤組織和正常組織的DNA。結果發現,世界各地的腫瘤樣本,都含有一些相同的遺傳標記,也是正常組織裡沒有的標記。
由此科學家認定,CTVT這種癌症的傳播,靠的就是癌細胞本身。某一隻狗的癌細胞,透過性傳播感染了第二隻狗,第三隻狗……就算最初患癌的那隻狗已經不在,刻著它DNA的癌細胞依然能在其他狗的體內繼續存活。
2014年的另一項研究就發現,CTVT早在11000年前就在狗身上出現了。在地球上現存的癌症當中,它是已知最古老的一種。如今,這種癌症早已傳播到全球各地,染上它的每一隻狗,癌細胞裡依舊帶著第一位患者的DNA序列。
圖為哈士奇。2014年的研究認為,CTVT起源於一隻古老的狗,接近如今阿拉斯加雪橇犬和哈士奇的混血(圖片來源:GdML)
雖說影響範圍甚廣,但CTVT至少可以透過化療治癒。相比之下,另一種哺乳動物患上的傳染性癌症,可以說更加兇猛,差點導致一個物種的滅絕。
袋獾生活在澳大利亞的塔斯馬尼亞島上,又名“塔斯馬尼亞惡魔”。在它們中間,有一種名叫袋獾面部腫瘤病(DFTD)的癌症,透過啃咬行為便可以傳播。這很像電影裡的殭屍,從活人臉上咬下一塊,那人也就被感染,進而變成殭屍。
對患有DFTD的袋獾來說,腫瘤最初可能只是嘴裡的一個小腫塊,然後在面部和頸部發展成大腫瘤,甚至擴散到其他器官。毀容還不是最可怕的,當面部功能被腫瘤破壞,袋獾取食的能力會嚴重下降,很容易死於飢餓。袋獾染上DFTD後,在12~18個月內死亡的機率接近100%。
這種癌症,最初在1996年被發現。而從1996到2015年,袋獾的數量銳減了95%。2008年,它被劃入瀕危物種,也受到澳大利亞政府的保護。不過如今,這個物種仍然沒有脫離瀕危,野外數量估計不足25000只。
幸運的是,在哺乳動物中,除了狗和袋獾之外,傳染性癌症的受害者並不多見。
人類的癌症真不能傳播?
通常情況下,一個人的癌細胞,很容易被另一個人的免疫系統殺死。不過,在一些特定情況下,癌症依然有傳播的條件。
一種情況是,懷孕期間的母親患有癌症。那麼,癌細胞有可能從母體轉移到胎兒體內,也可能在雙胞胎之間傳播。另一種情況是器官移植,接受移植手術的患者通常要藉助抗排斥的藥物,來避免自身免疫系統對他人的器官發起攻擊。如果捐贈的器官當中含有癌細胞,便可能造成癌症的傳播。
此外,假如醫療裝置被癌細胞汙染,對患者來說也有危險。比如手術過程中,面板作為人體最大的免疫器官會被破壞,給了外來細胞入侵的時機,此時手術器械上若有他人的癌細胞,就可能進入患者體內。所以,面對癌症的傳播,我們還不是絕對安全。
但比起上文那些被血癌傷害的蛤蜊,真正的傳染性癌症至少還沒威脅到人類。順便一提,當研究者發現疣簾蛤的癌症來源於雞簾蛤,他們又跑到地中海沿岸的同一片區域,抓回200只雞簾蛤來觀察。診斷結果是,沒有一隻患癌。科學家說,現在的雞簾蛤可能已經不受這種癌症困擾了。
疣簾蛤:蛤與蛤之間的信任呢???
原論文:
https://elifesciences.org/articles/66946
參考連結:
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16901782/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3918581/
https://web.archive.org/web/20050921014142/http://www.dpiwe.tas.gov.au/inter.nsf/WebPages/LBUN-5QF86G
https://www.theguardian.com/world/2015/dec/30/tasmanian-devils-can-catch-second-strain-of-facial-cancer-say-researchers
https://www.abc.net.au/news/science/2021-05-27/tasmanian-devils-give-birth-in-semi-wild-sanctuary-on-mainland/100169686
https://slate.com/technology/2021/10/contagious-cancers-warning-humans-climate-change-environment-zombies.html