传染性癌症正在杀死塔斯马尼亚恶魔,但终于可能有了希望

这可能会使该物种免于灭绝。

癌症是我们通常认为不会传染的疾病之一。但对于塔斯马尼亚恶魔来说,事实并非如此。

恶魔是地球上少数不幸携带可传播癌症的生物之一,而且它们不止患有一种——它们可以感染两种独立的传染性肿瘤。这些毁容性的面部肿瘤最终会杀死它们。近95%的受感染种群已经死亡(目前岛上大部分地区都已感染),而且恶魔也因此濒临灭绝。研究人员一直试图通过捕捉未感染的个体来拯救种群,防止它们死于这种疾病,但现在《癌症细胞》杂志上的一篇新论文提出了一种可能的新方法:给它们使用人类化疗。

不过,我们先退一步。什么是可传播的癌症?塔斯马尼亚恶魔为什么会有两种呢?

大多数癌症——绝大多数——无法从一个人(或动物)传播给另一个人。与旨在入侵我们身体的病毒或细菌不同,癌症的产生是因为我们自己的细胞开始失控生长。这使得我们的免疫系统难以将肿瘤识别为威胁,因为里面的所有细胞在技术上都属于我们自身。我们的免疫系统只应该攻击外来物体(尽管它常常因为过敏和自身免疫疾病而搞砸这一点),所以它将癌症视为无害的细胞生长,而不是危险的侵入。所有人类细胞表面都携带一种称为主要组织相容性复合体(MHC)的分子,它的作用基本上是告诉你的免疫系统“嘿,我是你的一部分,别杀我。”这就是你的身体避免自毁的方式。

如果你试图将一个人的癌细胞注入另一个人体内,接受者的免疫系统会立即将其识别为外来细胞,因为MHC分子不同。它会在癌细胞有机会建立起来之前将其杀死。

但是,如果MHC识别过程出现问题,癌症*就可以*传染。

不幸的是,我们在人类身上也知道这一点,只要接受者免疫系统足够受损。早在1954年,一位名叫切斯特·索瑟姆(Chester Southam)的病毒学家就将海拉细胞(HeLa cells)注入了囚犯和老人体内(海拉细胞是取自一位名叫亨丽埃塔·拉克斯(Henrietta Lacks)的女性的癌细胞,在全球癌症研究中广泛使用)。其中一些人患上了癌症,因为他们的免疫系统无法识别这些细胞为外来细胞,并允许它们增殖。

在塔斯马尼亚恶魔身上也发生了类似的现象,但原因不同。

恶魔生活在塔斯马尼亚岛,这是一个位于澳大利亚大陆以南150英里(约241公里)的孤立生态系统。由于它们在一个相对较小的种群中繁衍了很长时间,这些小生物的基因多样性不高。它们都非常相似,这使得它们的MHC分子也相当相似。这本身并不意味着所有恶魔都会患上完全相同的癌症,但它确实使它们容易患上传染性肿瘤。

此外,它们还有一个不幸的习惯,就是互相啃咬对方的脸。塔斯马尼亚恶魔极具攻击性,它们经常通过互相咬来建立统治地位。它们咬得很用力,足以咬出血(而且常常咬掉一些肉),由于肿瘤长在它们的脸上,一个动物身上的癌细胞很容易与另一个动物身上的体液混合,进入接受者的血液循环。

其中一种癌症似乎还发生了突变,导致MHC分子缺失,使得免疫系统难以检测到,并且还发生了一些额外的基因变化,使肿瘤能够逃避免疫细胞的攻击(研究人员尚未分析第二种肿瘤)。

所有这些因素加在一起,使得塔斯马尼亚恶魔对这些传染性癌症特别容易感染。这意味着,当一个居住在岛屿东北部地区的雌性恶魔身上出现一个单一肿瘤时,它就能迅速在种群中传播。研究人员在1996年首次发现了它的迹象,此后它一直在恶魔群体中蔓延。他们在该岛南部地区发现了第二种肿瘤,在很多方面与第一种相似,但并非源自第一种,这次发生在了一只雄性恶魔身上。

这两种肿瘤共同 ravaging 种群。这就是为什么这些科学家决定对肿瘤进行采样和基因分析:以弄清楚癌细胞是如何运作的,从而找到阻止它们的方法。

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一张欺骗性可爱的恶魔照片。Mathias Appel

尽管每个个体癌症都不同,但癌症中发生突变的细胞通路往往遵循相似的路径。癌症的本质是细胞分裂问题。你的细胞发生了突变,现在其中一些细胞的增殖速度远远超过正常速度,这在你生长所在的器官中造成了问题。这意味着参与细胞生长的通路通常会发生突变,导致它们始终处于“开启”状态(癌细胞不断收到指示它们分裂的信号)。

靶向治疗药物基于这些通路。我们基本上设计一个干扰通路的分子——它可能利用另一个分子阻止其与受体结合,或者关闭通路中的关键蛋白质——然后这些被禁用的癌细胞就会死亡。(这与标准化学疗法不同,标准化学疗法通过抑制细胞分裂来起作用。)

而且,由于我们细胞中的蛋白质和塔斯马尼亚恶魔细胞中的蛋白质基本相同,因此我们用来杀死人类癌症的一些药物也似乎适用于恶魔。当研究人员在实验室中对塔斯马尼亚恶魔细胞进行化疗(靶向和非靶向)测试时,几种药物有效地抑制了癌细胞。

需要注意的是,这只是一个体外实验,我们不确定这些药物是否会在真正的恶魔身上起作用,而不是仅仅在培养皿中的细胞上。但这是一个重要的进步。现在我们知道了哪些化疗方法可能有效,保护主义者可以对活体种群进行测试。也许会失败——当然,很多人类癌症试验都会失败。但这是我们目前唯一能获得的解决方案,可谓是字面意义上的。

 

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Sara Chodosh

撰稿人

Sara Chodosh 在《Popular Science》杂志工作了 5 年多,她从编辑助理一路晋升为科学副编辑。在此期间,她逐渐接管了已停刊的杂志的“图表”板块。她对图表的喜爱最终促使她成为《纽约时报》的图形编辑。


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