通过分析考古遗骸中的犬类 DNA，研究人员上周确定了北美驯养犬的进化史。人们认为，犬类在 10,000 多年前通过白令陆桥与人类一起首次到达美洲。根据这项新研究，这些早期到达者在欧洲品种引入后消失了，在现代犬类中几乎没有留下任何基因痕迹。但研究人员发现，美国原始犬类的一种近亲以一种奇怪的形式存在：一种性传播癌症，起源于几千年前一只狗的肿瘤。
伦敦玛丽女王大学的遗传学家、该研究的合著者劳伦特·弗兰茨说，狗在古代美洲原住民社会中扮演了关键角色。“这些文化没有其他家畜，所以狗非常重要，”弗兰茨说，他指出狗可能在运输和狩猎方面提供了帮助。关于这些古代美洲犬的起源和命运，一直存在激烈的争论。因此，他的团队开始确定这些狗的来源以及在欧洲品种到达后它们发生了什么。
研究人员对在北美和西伯利亚考古遗址发现的 71 只 1000 至 10,000 年前犬类的遗骸中采集的 DNA 进行了测序。古代美洲犬的基因组与古代西伯利亚犬的基因组相似，与现代北美犬的基因组几乎没有相似之处。奇怪的是，科学家们发现古代美洲犬的 DNA 与犬类传播性性病肿瘤 (CTVT) 中发现的 DNA 几乎完全匹配，CTVT 是一种影响犬类的传染性癌症。研究人员得出结论，古代美洲犬是最初患上 CTVT 的狗的近亲，其 DNA 现在保存在全球数百万只狗的肿瘤中。“这是一个被冻结在时间中的基因组，”弗兰茨说。
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尽管癌症在整个动物界很常见，但这种疾病通常不像流感那样具有传染性。剑桥大学的癌症生物学家、该研究的共同主要作者玛伊尔·尼·莱斯洛贝尔说，一种动物的免疫系统通常会识别并杀死来自另一种动物的癌细胞。该研究于周四发表在《科学》杂志上。但 CTVT 是一个例外，其剧烈的起源使科学家们感到困惑。
尼·莱斯洛贝尔的团队确定 CTVT 是一种比之前认为的年轻得多的疾病。他们推断了 CTVT DNA 中随时间推移的突变率，并发现“创始人”狗的细胞突变成最初的 CTVT 肿瘤，生活在过去 8,225 年内，比之前的估计晚了 3,000 年。新确定的时间，加上 CTVT 与古代美洲犬 DNA 之间的相似性，意味着 CTVT 创始人可能是北美的一只家犬。但即使在研究的合著者中，创始人的确切位置也远未确定。
“这是我们小组内部存在的一点争议，”尼·莱斯洛贝尔说，并补充说 CTVT 包含来自仅在北美发现的郊狼的 DNA 痕迹。但之前的研究表明，目前在美洲发现的 CTVT 菌株是在过去 500 年内引入的。她说，最简单的解释是最初的 CTVT 肿瘤起源于一只西伯利亚狗，它是古代美洲犬的近亲，并从那里传播到世界各地。关于 CTVT 中的郊狼 DNA，她指出，如果少量北美郊狼穿过白令陆桥到达西伯利亚并与当地狗交配，“也不会太令人惊讶”。“我们知道人们来回走动，”她说。“我们认为狗的情况可能也是如此。”她补充说，像郊狼这样的野生犬科动物可能也跟着来了。或者，CTVT 可能起源于一只古老的北美犬，传播到西伯利亚及其他地区，然后在过去 500 年内重新进入美洲。尼·莱斯洛贝尔希望在未来的研究中解决这个问题。
美国国立卫生研究院的遗传学家伊莱恩·奥斯特兰德说，“这是一项令人兴奋且做得非常好的研究”，她没有参与这项工作。她补充说，对古代犬类细胞核中 DNA 进行测序使这项研究与众不同，因为核 DNA 蕴含着丰富的关于母系和父系祖先的信息。先前对古代美洲犬的研究仅限于来自细胞成分（称为线粒体）的 DNA，线粒体比核 DNA 保存得更好，但仅编码有关母系的信息。“使用核 DNA 序列来帮助填补一些缺失的部分肯定不是以前做过的事情，”奥斯特兰德说。她还指出，这是第一项关于古代美洲犬的研究，其中包括关于 CTVT 的数据，CTVT 是“世界上最古老的繁殖细胞系”。
除了 CTVT，科学家们只知道极少数的传染性癌症。尼·莱斯洛贝尔说，在塔斯马尼亚恶魔身上记录的第一个病例打破了“癌症科学的公理”之一——这种疾病不能在个体之间跳跃。恶魔面部肿瘤疾病通过动物之间互相咬脸的习性传播，现在正威胁着恶魔的灭绝。2016 年发表的一项研究揭示了一种癌症，它不仅可以在同一物种的个体之间跳跃，还可以在相关的贻贝和蛤蜊物种之间跳跃。
在特殊情况下，癌症可能会从一个人转移到另一个人。在 20 世纪 50 年代和 60 年代，纪念斯隆凯特琳癌症中心的肿瘤学家切斯特·索瑟姆实验性地将癌细胞注射到 300 多人身上，通常没有适当地告知他们。一些受试者（包括监狱囚犯）从注射的细胞中发展出肿瘤。（索瑟姆从未被起诉，后来当选为美国癌症研究协会主席。）在最近的另外两个案例中，医务人员在操作癌细胞时不小心刺伤了自己，后来也发展出肿瘤。人类之间癌症传播的大多数其他案例涉及含有恶性肿瘤的器官移植或母婴传播。2015 年的一项研究记录了一名患有艾滋病毒的人（该病毒抑制免疫系统）从寄生绦虫的恶性细胞中发展出癌症。然而，总的来说，人们无需担心“感染”癌症，尼·莱斯洛贝尔说。但对于狗来说情况有所不同，因为 CTVT 会影响除南极洲以外的每个大陆的犬类。
弗兰茨说，CTVT 的血统是该研究“最大的惊喜”，尽管他的团队也回答了关于古代美洲犬历史的更广泛的问题。首先，他们的基因组证据表明，驯养的犬类与人类一起从西伯利亚迁徙到北美，排除了美洲原住民到达大陆后驯服狼的可能性。其次，弗兰茨说，他们的研究提供了“确凿的证据”，证明欧洲犬种在殖民化之后几乎完全取代了古代美洲犬种。研究人员在现代美洲犬的基因构成中没有发现古代美洲犬血统的痕迹。
在这些问题得到解决后，弗兰茨说，关于欧洲狗如何取代古代美洲狗还有更多值得了解的地方。他表示，社会因素通常被认为是解释，包括欧洲殖民者偏爱他们自己的狗进行狩猎和放牧。然而，他认为，这个故事不仅仅是文化习俗。“我发现这种解释本身并不完全令人满意，”他说。“如此剧烈的替代需要一些更具灾难性的东西，比如传染病。”一个嫌疑人是 CTVT——肿瘤与古代美洲犬之间的基因关系可能使它们特别容易感染。“这种癌症可能在这些狗的消亡中发挥了作用，”他说。在他团队找到直接证据之前，他指出，CTVT 导致古代美洲犬消失的想法“纯粹是推测性的”。尽管如此，他说，“我认为这是一个令人着迷的可能性。”