BBC:不会得癌症的动物
导读 | 癌症在动物王国里非常常见。对于许多动物来说,其死亡率和人类的差不多。 |
癌症在动物王国里非常常见。对于许多动物来说,其死亡率和人类的差不多。
和我们生活在一起的狗和猫也会得各种不同的癌症。除此以外,二手烟更是增加了癌症的风险。
但野生动物也会得癌症。例如,许多袋獾会患有严重的脸部肿瘤,通过接触来传染给另外一个袋獾。
另外严重污染的海洋也引起类似问题。加利福尼亚的其中一种海狮有非常高的机率得生殖器肿瘤,部分原因是海中的有机污染物造成的,得肿瘤的海狮会瘫痪甚至死亡。
在加拿大的圣劳伦斯河口的白鲸中,肠癌是第二高致命性的疾病,大概有27%的白鲸患病。尽管有谣言称鲨鱼不会患癌症,但实际上它们会得一种叫黑素瘤的皮肤癌症。
但是,它们中还是有一部分的例外存在。部分动物并不常得癌症,或根本不会得癌症。如果能研究出个中原因,很可能帮忙我们治愈,甚至防止癌症的发生。
有谣言称鲨鱼不会得癌症(图片提供:WaterFrame/Alamy)
癌症一般是正常细胞失控后产生的疾病。通常,老化或受损的细胞会被摧毁,但偶尔有一两个会继续增生,制造更多的流氓细胞,其最终结果就是肿瘤的产生。理论上来说,这只是一个简单的数字游戏,一个器官如果有更多的细胞,那它可以活得更久,而它的细胞之一也更有可能产生类似的随机致癌变异。
例如,长得高的人比矮的人更容易得癌症,这种情况也可见于大型犬类身上。
但我们发现并不是所有的细胞都会得癌症。
大象的细胞比我们要多几万亿个,而且也活得足够长,但是他们患癌症几率非常低。科学家佩托发现癌症的流行和身材大小并无关系,这种情况被称为“佩托悖论”。
大概只有5%的大象死于癌症,在考虑到人类的5人中就有1人死于这种疾病,这个死亡率是非常的低。
大象体内有压制肿瘤的基因拷贝(图片提供: Eric Nathan/Alamy)
2015年10月有人提出了部分解释。大象的基因组中发现了许多已知的抗肿瘤基因拷贝,被称为P53,这是一种肿瘤压制基因。大部分的哺乳动物都有带这种基因,包括人类,但我们只有一组,而大象则有20组。美国伊利诺斯州的芝加哥大学合作者Vincent Lynch提到这种基因有两种作用。
首先,它可以制止细胞增殖,让它有足够的时间来修补自己的损伤。另外,如果细胞不能修补,基因会促使它发动自杀,这个过程被称为细胞自毁。
理论上,我们可以生产出类似的药物来“模拟大象体内发生的事情”,Lynch说道。其中一种正在测试中的药物,Nutlin,可以保护P53的蛋白质,保证它不会被摧毁并能继续工作下去。
如果大象很少得癌症,露脊鲸的机率就更低了。
露脊鲸可以活超过200年(图片提供: Visual&Written SL/Alamy)
这很让人惊奇,因为理论上它们应该有更高的机率得癌症,同时作为世界上存活的最大型生物之一,它们还是长寿的动物,有些甚至活了超过200年。这意味着他们的细胞有更大的机会变异并发展成肿瘤,但这并未发生在它们身上。美国纽约罗契斯特大学的Vera Gorbunova保留了部分露脊鲸的细胞在她的实验室中。至今为止,她没有发现任何办法能让这些细胞变异成癌。“相比露脊鲸的细胞,人类细胞很容易发展成癌症。我们不明白个中原因。”
2015年,当科学家学梳理座头鲸的基因组时,他们发现变异可以阻止DNA被破坏,让露脊鲸避免癌症。
至此,我们不明白是哪组基因参与其中,但最终我们可以把露脊鲸的基因植入到老鼠身上来观察哪种最有效,英国利物浦大学的Jo?o Pedro de Magalh?es说道。“老鼠研究是决定这些基因是否可以阻止老化相关的疾病发生,甚至是延长寿命的理想方法。”
相对于座头鲸的体型大小,另外一个更小的的动物也证实了佩托悖论。例如耗子是非常容易得癌症的,即使它们的寿命很短,拥有的细胞也比人类少得多。
但并不是啮齿动物都是这种命运。其中裸鼢鼠就是一个例外,它向我们提供了未来癌症治疗的新希望。
这些充满皱纹无毛生物可以帮助科学家们了解更多的防止癌症的方法(图片提供:Frans Lanting Studio/Alamy)
裸鼢鼠看起来长得十分奇怪:它们满身皱纹,而且无毛,还有个超级大板牙。但它们可以活超过30年,对于这种小型动物来说算是很长了。而且,它们身上有天然防卫机制来对抗癌症。经过数十年的观察,从未发现有一例裸鼢鼠患癌症的事例。
在2013年,Gorbunova和她的同事发现裸鼢鼠体内可以产生特殊的分子来保护它们免受肿瘤折磨。这是一种粘稠的、含糖的物质,称为透明质酸,在细胞间的间隙中发现。即使是细胞发生变异,透明质酸就像一个滑腻的保护镜,阻止它们进一步分裂。
人类也产生透明质酸,但我们的版本比较不一样,Gorbunova说道。“在裸鼢鼠的体内它的外形比较长,而且制造的数量也比较多。我们现在还在研究其它方法来控制这种分子的产生机制来促进人体产生更多的这类物质。”
理论上,Gorbunova说道,基于这种物质的治疗方法可以在5年内实现市场化。“透明质酸已经开始临床使用,我们只需要开始使用裸鼢鼠的长链版本。”她说道。
大型犬类更容易得癌症。(图片提供:Harold Meerveld, CC by 2.0)
这听起来非常乐观,但我们不要高兴得太早,以为这样就能防止癌症了。因为现在的问题是我们还不知道这些治疗方法是否能用在人类身上。裸鼢鼠和我们大不相同,所以还不知道这些额外的透明质酸会不会对人类有影响。这也是我们体内含有较少的透明质酸原因之一,美国麦迪逊大学的肿瘤学家David Vail提到。这么高比例的物质甚至有可能是毒性的。
而改变基因也有类似的问题。我们人体的基因已经进化了千百年,帮助裸鼢鼠对抗癌症的基因有可能会引发人类体内其它的疾病。
"现在还不清楚这样会有什么代价,除非我们去试验并操控基因组,”Vail说道。“这些物质在某些种族中是神丹妙药,但可能在另外一个种族却是水火不容。”
这并不是理论性问题,因为它的确会发生。
猫容易患上各种癌症(图片提供:Tambako The Jaguar/CC by 2.0)
2002年的研究中,一只基因处理后的老鼠多了许多p53基因的拷贝。这种变化的确让它们更加耐癌症,但同时老鼠会衰老得更快,而且即使是年轻时依然无法繁育后代。其中部分的内部器官明显变小。他们可能接收了太多的p53。一只2007年后续繁育的老鼠只有一组额外的基因拷贝,他们活得更久,而且没有显示任何副作用。
不过,Lynch依然对这种额外的基因组版本在人类身上的作用持怀疑的态度。如果额外的拷贝是有益的,那人类进化过程中就应该制造更多的p53,他说道。
不管这些问题,对于大象来说这组额外的基因的确有给它们带来好处。“我们称这些情况为生物进化的代价,”Lynch说道。“天下没有免费的午餐。”可能是大象经过进化有其它方法去克服这些不良反应,而我们人类则不然。
无论如何,研究员强调说:“我们还需要去了解最基础的生物学,否则当问题发生时可能无法进行解决,”Lynch说道。
(转化医学网360zhyx.com)
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