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活了6千年的癌细胞,至今还困扰着全世界的非单身狗

http://finance.sina.com   2020年10月18日 19:02   北京新浪网

  来源:把科学带回家

  撰文:七君

  让人闻之色变的癌症,实际上也有8个会传染的版本。其中一种会传染的癌症,在地球上存在了六千年,直到现在还在困扰全世界的非单身狗。今天我们就来了解一下这种千岁肿瘤。

  在人类还没有发明轮子和文字的年代,有一只来自亚洲中北部的狗狗身上长出了一个肿瘤。现在,这只狗狗所在的族群已经灭绝,但是携带着它的基因的癌细胞还存在世上,危害其他狗狗。是的,这些癌细胞从未死亡,它们靠不断自我复制,存活了至少6千年。

  这种癌症就叫做犬类传染性性病肿瘤(Canine transmissible venereal tumor), 简称 CTVT。不是CCTV。

  CTVT 是人类已知的最古老的且依然存在的癌症。从这个意义上说它也是最成功的癌症。不过人类对它的认识只有两百年不到的历史。

  1820年,这种肿瘤首先在欧洲被记录下来,但是当时的医生并不知道它具有传染性。到了1876年,俄国动物学家 M.A。 Novinsky 通过实验首次发现 CTVT 具有传染性。

CTVT细胞。图片来源:Olga GlebovaCTVT细胞。图片来源:Olga Glebova

  具有传染性的肿瘤非常罕见,已知的只有8种。除了CTVT,脊椎动物中的传染性肿瘤还有袋獾面部肿瘤病(DFTD)以及金仓鼠的肿瘤网状细胞肉瘤。其他5种都存在于贝壳身上。

金仓鼠金仓鼠

  对于人类来说,有一些通过手术、器官移植等意外发生的肿瘤传染的案例,但并没有发现人类身上具有天然传染性的肿瘤。

  不过,人类倒是通过技术手段使某种人类癌细胞获得了“永生”,这种癌细胞就是海拉细胞。海拉细胞是最古老且依然存活的人类肿瘤细胞,它在实验室里已经存在超过60年。当然和 CTVT 的千年历史相比,海拉细胞只能算弟弟。

电子显微镜下的海拉细胞 图片来源:wikipedia电子显微镜下的海拉细胞 图片来源:wikipedia

  具有传染性的肿瘤有各自独特的传染方式。袋獾面部肿瘤病通过撕咬传播,而金仓鼠的肿瘤可以通过蚊虫叮咬传播。

  CTVT 的传播方式比较特别,它主要通过性传播,基本不危害单身狗。因为独特的传播方式,这种形态类似红烧菜花的肿瘤一般长在后腿间尾巴下面不可描述的地方。CTVT 肿瘤很易碎,因此很容易在摩擦后脱落,在传播快乐的同时传播疾病。

  简而言之,CTVT 就是一种具有传染性的烂屁股病。

  为了更好地生存,CTVT 还会影响宿主的身体机能,比如操控血红细胞生成素的表达。在传播中,CTVT 还获得了其他狗身上的线粒体 DNA。这些钓来的线粒体 DNA 可能和肿瘤的生存有密切联系。

  可是,我们对 CTVT 逃脱宿主的免疫系统攻击的机制所知有限。可以确定的是,几千年来 CTVT 依靠一只又一只狗狗的肉体接触延续着自己的生命,并在全世界散播开来。

目前不同地区的CTVT发病率。颜色越红发病率越高,灰色为没有数据。目前不同地区的CTVT发病率。颜色越红发病率越高,灰色为没有数据。

  现在全世界90个国家都发现了 CTVT。剑桥大学的生物学家 Elizabeth Murchison 在过去的十几年里一直在研究 CTVT,她收集了全世界各地的 CTVT 的样本,并对它们的基因组进行了分析。

  2019年,她和同事发表在 Science 上的一项研究发现,在近500年里,CTVT经历了一次规模宏大的全球扩张。从时间点来看,CTVT 应该是搭了大航海时代的便车。

  但是在20世纪,由于对流浪狗进行了管理,西方城市中野狗的数量急剧减少,因此 CTVT 也开始衰落。目前 CTVT 主要出没在野狗横行的热带和亚热带地区。

  不过,CTVT 的衰落或许是演化的必然,人类的干预仅起到了微不足道的作用。CTVT 衰落的主要原因,可能是缺乏正向自然选择的压力。

  剑桥大学的 Adrian Baez-Ortega 表示,大部分肿瘤细胞其实没什么时间演化,比如人类的肿瘤顶多就闹腾几十年,然后随着宿主的死亡寿终正寝,所以它们面临的竞争压力十分巨大。

  再加上在人体肿瘤内部也有“派系”,它们携带的变异略有不同,在外部施加压力,比如化疗攻击的情况下,那些携带优势变异的肿瘤就存活下来,这个现象叫做选择性清除(selective sweeping)。当然,经过严酷考验而存活的肿瘤细胞毒性更强,适应性也更好。

  但是 CTVT 却不是这样,在早期获得了巨大的优势(传染性),也就是5个驱动基因突变(对肿瘤细胞的生存很重要的突变)之后,它就开始了“堕落”。

  Murchison  和同事并没有发现 CTVT 适应环境的证据。他们认为,和人类肿瘤不同,会传染的癌症可能会受到负向选择的压力,也就是说适应性更好的肿瘤反而会被杀死。因此从长远来看,它的适应性会逐渐下降。

  确实,和其他传染性肿瘤相比,CTVT 可以说是比较“友善”的癌症。Murchison 指出,大部分情况下可以用化疗等手段治愈 CTVT,在健康的狗身上 CTVT 的病程进展也不快。CTVT 的癌转移只占5%,大部分发生在比较忙的公狗身上。

  说到这里,你肯定很想知道这种危害非单身狗的始作俑者到底是哪条狗?

  研究者把携带 CTVT 母本的那只狗叫做 founder dog,建业狗。现在所有狗的 CTVT 都来自建业狗的一块突变的肉。

  由于 CTVT 通过复制黏贴的方式延续生命,因此利用现在的 CTVT 就可以推知建业狗的身世。2014年,通过对全世界的 CTVT 样本的分析,Murchison 和同事发表在 Science 上的一项研究发现,这条建业狗长得有点像二哈,皮毛是黑色的,是条中型犬。建业狗的性别未知,因为 CTVT 的染色体比正常狗的要少。正常狗有78条染色体,但是 CTVT 只有57-64条。

  建业狗画出来差不多这样子——

CTVT 始祖的可能长相。图片来源:Emma WernerCTVT 始祖的可能长相。图片来源:Emma Werner

  CTVT是肿了以后哭成狗的表情。

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