袋獾的传染性癌症
扩散的死亡阴影
1996年，澳大利亚塔斯马尼亚州动物保护工作者注意到，袋獾种群正在急剧减少。就在同一时间，一名摄影师拍摄到几只面部长着肿瘤的袋獾。科学家研究后发现，造成袋獾大量死亡的正是这种面部肿瘤。癌细胞首先出现在袋獾口腔，然后扩散至面部和颈部，甚至转移到全身。通常在几个月内，大多数患癌袋獾就会因口腔肿瘤过大无法进食，最终饥饿而死。
这种癌症的发病率高得可怕，影响区域也不断扩大。一些科学家推测，这种癌症可能是由某种病毒感染造成，因为似乎只有病毒传播才可能造成疾病迅速蔓延。但在2006年，科学家对袋獾面部肿瘤细胞进行分析后发现，所有癌细胞内的染色体都发生了同样的畸变。而且，不同个体的癌细胞有着高度遗传相似性，但与患病袋獾本身的基因却不一致。这表明，袋獾面部肿瘤细胞有着单一的起源，而这些癌细胞可以在不同个体之间转移。也就是说，这种癌症是可以传染的。
事实上，袋獾面部肿瘤并非是唯一一种传染性癌症。己知最古老的传染性癌症出现在人类的伙伴——狗身上。大约8000年前，“犬传染性性病瘤”就开始在美洲的犬只中传播。2015年，科学家发现美国新英格兰海岸的砂海螂（一种海洋双壳类动物，又称软壳蛤）因一种传染性白血病大量减少。一年后，又发现另外3种携带传染性癌症的双壳类动物。
科学家开始意识到，传染性癌症可能比之前认为的更普遍。研究人员想了解，哪些物种可能被传染性癌症影响？更重要的是，癌症是怎样成为一种传染病的？
与免疫系统“捉迷藏”
早在2006年，科学家就发现袋獾面部肿瘤细胞都来自于某只雌性袋獾。2014年，新研究揭示了另一种袋獾面部肿瘤细胞系。它似乎近几年才出现，来自一只雄性袋獾。科学家将新发现的细胞系称为DFT2，将之前发现的那种称为DFT1。
根据这些癌细胞产生的蛋白质，科学家推测这两种癌症都与“施万细胞”有关。施万细胞是周围神经系统中的神经胶质细胞，对神经纤维起绝缘、支持、营养等作用。当神经元受损时，其周围的施万细胞会分泌某些蛋白质，促进神经元修复和再生。如果与这种修复机制相关的基因发生突变，施万细胞就可能异常增殖，形成癌瘤。两种癌细胞中都出现了这类突变，因此科学家认为袋獾面部肿瘤细胞源于异常的施万细胞。
免疫学家认为，在不同袋獾个体之间传播的癌细胞和寄生虫很像。在“寄生虫”的传播中，有四个因素在中间起着关键的作用。首先，肿瘤细胞需要一个转移到新宿主身上的途径;其次，它们必须在转移过程中存活;第三，该物种必须有一个有利于外来细胞入侵的免疫环境;第四，癌细胞必须有逃避新宿主免疫攻击的机制。
袋獾经常相互撕咬、打斗，很容易将癌细胞传播给同类。而这些外来的癌细胞如何在袋獾体内“生根发芽”，是其致病和传染的关键。正常情况下，脊椎动物的免疫系统能识别和排斥外来细胞。不同个体的细胞表面存在特异性抗原，被称为“主要组织相容性复合体”（EHC）。MHC就像是细胞的“身份证”，只有来自同一个体的细胞才能被免疫系统“放行”。外来细胞的MHC则会激活T细胞，引起免疫系统攻击外来细胞。而袋獾的基因多样性很低，因此MHC的多样性也很低。科学家推测，这可能是袋獾免疫系统无法识别外来癌细胞的原因。
但在2011年，科学家通过异体皮肤移植实验推翻了这一观点。实验结果表明，虽然袋獾的MHC多样性不高，但足以使其排斥来自其他个体的皮肤。但为什么来自其他个体的癌细胞不被排斥？2013年，科学家发现DFTl细胞不表达任何MHC抗原，即袋獾免疫系统可能无法通过MHC识别DFT1细胞。
研究发现，在DFT1细胞中，几种与构建删c抗原相关的基因出现下调。无独有偶，犬传染性性病瘤细胞的姗C也出现下调。对人类癌症的研究发現，对MHC系统的干扰是人类癌细胞逃避免疫系统的一种机制。例如，在癌细胞中，编码人类白细胞抗原（人体的一种MHC）的基因经常发生下调。
但单凭MHC的减少还不足以解释为什么DFT1不会被袋獾排斥。脊椎动物还有其他免疫机制能识别和杀伤细菌等外来细胞。例如，自然杀伤（NK）细胞通常会检测并攻击不产生MHC蛋白的细胞。但袋獾体内的NK细胞似乎不攻击DFTl。虽然DFT2细胞能够表达部分MHC分子，但也能逃脱免疫系统攻击。这表明，失去MHC并不是传染性癌症出现的必要条件，癌细胞还有其他逃避免疫系统攻击的方法。最新研究发现：DFT2具有高度多样化的T细胞受体，有助于逃脱免疫系统的检测;袋獾感染DFT2后，某些免疫机能受到抑制。
拯救袋獾
受癌症所害，塔斯马尼亚岛袋獾数量在20多年中减少了约80%。虽然目前DFT2还没有大规模扩散，但DFT1仍在以惊人的速度杀死袋獾。从几年前开始，科学家将一些未受感染的袋獾送到塔斯马尼亚岛外的保护区和动物园进行隔离保护。
保护袋獾种群的另一种方法是给未受感染的动物接种疫苗。已经有多种DFT1疫苗通过初步测试，但尚不能确定大规模接种的效果如何。2017年，科学家在DFT1疫苗的基础上开发了一种免疫疗法，已被证明有不错的效果。然而，大规模捕获野生袋獾并对其进行免疫治疗并不可行。
幸运的是，在没有医疗干预的情况下，袋獾对面部肿瘤的抵抗力似乎越来越强。感染面部肿瘤的袋獾通常会在6个月内死亡，但有的却能存活较长时间。科学家发现：这些能存活较长时间的袋獾面部的肿瘤会缩小甚至消失。而且，它们似乎与死于肿瘤的袋獾在基因上有不同。这表明，一部分袋獾正在适应癌症。
另一方面，癌细胞本身似乎也在进化。研究发现，随着时间推移，DFT1细胞的表观遗传特征发生变化。科学家认为，这些细胞通过表观遗传修饰来适应宿主的免疫反应和肿瘤抑制反应。
从某些方面看，DFT1细胞可以被视为袋獾体内的“寄生虫”。在永不停止的免疫攻防战中，寄生虫与宿主共同进化，最终可能达到某种平衡。科学家推测，犬传染性性病瘤可能就经过了这样的过程。它在产生之初可能极具杀伤力，而现在却很少有狗死于这种癌症。这一趋势也能在某些蛤蜊种群中看到：它们在受到传染性白血病侵袭后，数量一度急剧下降，但不久后有所回升。那么，袋獾是否有可能绝处逢生？
科学家目前正致力于建立数学模型来预测DFT1和DFT2的进化轨迹，以便更好理解袋獾面部肿瘤。还有的科学家试图深入了解这种传染性癌症如何逃脱宿主免疫系统。这也将有助于了解非传染性癌症是如何做到这一点的，并为更有效的免疫疗法提供基础。
动物的抗癌能力
虽然传染性癌症比校特殊。但其他类型的癌症在动物中并不罕见。癌症是宠物动物死亡的主要原因之一。一项研究显示，10岁以上的宠物狗有45%都死干癌症。野生动物患癌的例子也不少，但具体发病率难以统计。很多专家认为，由于环境污染等原因，野生动物患癌的概率正在增加。但有一些动物对癌症有很强的抵抗能力，对其抗癌机制的研究为预防和治疗人类癌症提供了新的方向。
癌细胞的出现是致癌突变的结果，而基因突变是随机的。从理论上讲，生物体具有的细胞越多，生存的时间越长，其中某个细胞发生致癌突变的概率就越大，也就越容易患癌症。在同一物种中。这一理论似乎符合癌症发病规律：身材高大的人比矮小的人更容易患癌;老人比年轻人更容易患癌;大型犬比小型犬更容易患癌。
但并非所有的生物都遵循这一规律。例如，大象体形巨大，寿命也较长，按照上述规律，其癌症发病率应该比人类高得多。但事实上大象并不容易患癌，只有约5%的大象死于癌症。2015年。科学家发现大象基因组内抑癌基因P53的拷贝数极高。人类通常只有1个P53基因，但大象却有20个。这意味着大象单个细胞发生致癌突变的概率远低于人体细胞，因此即使大象的细胞总数很多，癌症发病率却不高。
科学家发现，体形越大的物种，细胞的抑癌机制往往也越强大，这被認为是生物进化中产生的适应性。有的学者认为，细胞分裂速慢和基础代谢率低是这些大型动物患癌卒低的重要原因。弓头鲸是世界上最长寿的哺乳动物之一，体形也很大，但几乎不会得癌症。研究发现，弓头鲸的基因组包含多个与DNA修复和细胞周期调控的基因，这可能是其超强抗癌能力的关键。
在所有已知具有较强抗癌特性的动物中，裸鼹鼠是一个特例。啮齿动物大多体形小、代谢率高、寿命短，极易患癌症。但裸鼹鼠不仅寿命可长达30年，而且几乎不会得癌症。裸鼹鼠的抗癌能力源于体内高水平的透明质酸，这种存在于细胞外基质的多糖能够通过“接触抑制”，阻止细胞的异常增殖，从而预防癌症。在多年的观察研究中，科学家只发现了两例裸鼹鼠患癌的情况。这两只裸鼹鼠一直生活在动物园中，研究人员推测，它们可能长期处于高氧环境下（野生裸鼹鼠生活在缺氧的地下），细胞的氧化应激反应削弱了抗癌效果。
（责任编辑何若雪）
来源：《大自然探索》
