北美鲶鱼中发现可传染癌症科学家在一种横跨美国和加拿大的湖泊中,确认了首例已知可在淡水鱼之间传播的癌症。癌症会像传染病一样传播,这个想法听起来或许有些荒谬;在人类中,癌症不会在人与人之间传播。但自然界总会出现例外。
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在极少数情况下,癌细胞本身可以从一个个体传到另一个个体,并在新的宿主体内继续增殖。这种罕见现象此前已在狗、塔斯马尼亚恶魔和部分软体动物中发现。如今,这个极少数名单上似乎又多了一种动物:鲶鱼。一个国际研究团队在褐色牛头鲶身上发现了一种可传播的黑色素瘤。这是鱼类中首个有记录的病例,也是淡水生态系统中的首个记录。相关研究结果于本月发表于《自然》杂志。
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故事始于2012年。当时,渔民和生物学家在梅姆弗雷马戈格湖发现,带有黑色病灶的鲶鱼数量异常增多。该湖横跨美国佛蒙特州和加拿大魁北克省。此前研究显示,这些黑斑属于恶性黑色素瘤,在接受检查的样本中,有23%至37%带有这类肿瘤。
对这一物种来说,这样的发病率异常之高。佛蒙特大学研究人员、论文共同第一作者朱莉·德拉贡说:“这令人吃惊。我们想知道,一种栖息在水底的鱼,为什么会患上这种通常与过度日晒联系在一起的癌症。”
起初,研究人员认为,病因可能是某种有毒物质,或与污染有关的病原体。一个怀疑方向是,2011年“艾琳”热带风暴引发的洪水把环境污染物冲入湖中,导致水质恶化。人们也担心这座湖泊的健康状况,因为它为超过17.5万人提供饮用水。不过,最初的遗传分析开始把线索引向一个出人意料的方向。
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研究人员随后提出一种不同的设想:这些肿瘤也许并不是在每条鱼体内各自独立形成的,而是都起源于同一个最初的癌症,并且这种癌症学会了在不同个体之间传播。为检验这一不同寻常的假设,研究团队对患病鱼类的肿瘤组织和健康组织进行了全基因组测序,并将结果与来自不同种群的健康个体数据进行比较。
结果显示,不同鱼体内的肿瘤细胞彼此之间的亲缘关系,远比它们与各自宿主之间更接近。换句话说,这些肿瘤拥有自身独立的遗传身份,与宿主并不相同。研究人员还发现,肿瘤中反复出现了数十万个遗传变异,而这些变异在同一条鱼的健康组织中并不存在。
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如果每一例黑色素瘤都是各自独立发生的,几乎不可能出现这样的模式。作为对照,研究人员分析了数百例人类黑色素瘤,发现其中几乎所有突变都是患者各自独有的。相比之下,这些鱼类肿瘤中的大多数突变却由许多个体共享,这正是可传播克隆性癌症的典型特征。
另一种可能性是,某种病毒或微生物导致了这些黑色素瘤。但在检查样本中的遗传物质后,研究人员并未发现与肿瘤明确相关的病毒或细菌。虽然他们不能完全排除病原体在癌症起源中发挥作用,或帮助其传播的可能性,但现有证据表明,真正的传播因子是癌细胞本身。
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这种癌症究竟如何在鲶鱼之间传播,目前仍不清楚。论文作者提出了几种可能性。繁殖期间,鲶鱼会聚集在狭小空间内,并保持密切身体接触,这可能有利于细胞交换。另一种可能是,肿瘤细胞能在水体或沉积物中短暂存活,再通过皮肤、鳃或口腔进入其他鱼体内。还有一种假设认为,与繁殖相关的激素变化会改变免疫反应,从而促进癌症在新宿主体内建立。
论文合著者、生物学家马克·亨德森在谈到幼鱼中未发现癌症时说:“这种情况似乎只发生在体型较大、达到繁殖年龄的鱼身上。也许繁殖行为中的某个环节,会导致癌症在个体之间传播。”佛蒙特大学发布的新闻稿称,研究人员发现肿瘤细胞中的砷含量升高,而且癌症的地理分布与这种元素天然浓度较高的区域存在相关性。不过,他们强调,这种关联并不能证明砷就是致癌原因。
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尽管存在这些担忧,科学家也指出,这一现象可能为癌症形成机制研究开辟新路径,其中也包括对人类癌症的研究。德拉贡说:“通过研究癌症如何在原始宿主之外存活和传播,我们可以更深入地理解,究竟是什么把癌症限制在原处;而当这些边界失效时,又会发生什么。”与此同时,亨德森也给钓鱼者提了个建议就我个人而言,”他说,“我不会吃那些长了肿瘤的鱼。”
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