一种传染性犬肿瘤如何走向全球

一种性传播的犬类癌症已获得近 200 万次突变,并且仍在持续蔓延

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一种传染性癌症的基因组序列表明,它起源于大约 11,000 年前的一个古老犬种,并在大约克里斯托弗·哥伦布时代传播到全球。

犬传染性性病肿瘤 (CTVT) 通常在性行为过程中传播,并在犬的生殖器上表现为溃疡性的玫瑰色突起(请酌情查看图片,因为它具有图像性质)。英国欣克斯顿韦尔科姆基金会桑格研究所的癌症生物学家伊丽莎白·默奇森说:“这是我们所知的自然界中最古老、持续存活的癌症。”她在今天发表在《科学》杂志上的一篇论文中描述了它的序列。“它能够传播到世界各地并存活如此之久,这真是令人震惊。”

肿瘤是突变细胞的团块,它们进化出欺骗免疫系统并不受控制地增殖的方法。通常,如果将这些细胞移植到另一个生物体中,这些技巧就不会奏效,因为它们会很快被识别为外来物并被摧毁。


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然而,在 1876 年,俄罗斯兽医 M. A. 诺温斯基发现,他可以将 CTVT 肿瘤从一只狗移植到另一只狗身上。它们的细胞会逃避新宿主的免疫系统并继续生长——这种现象在癌症生物学领域是前所未闻的。尽管人类肿瘤已在器官移植期间或从母亲传播给胎儿,但已知的唯一其他自然发生的传染性肿瘤发生在塔斯马尼亚恶魔身上。

一旦像 CTVT 这样的传染性癌症开始传播,就可以将其视为一种寄生虫,它携带原始犬的突变基因,尽管随着它在每个新宿主中进化,会发生小的变异。为了理解这种进化过程,默奇森和她的同事选择了两个肿瘤进行测序,这两个肿瘤本应有机会尽可能长时间地分化:一个来自澳大利亚北部地区的原住民营地犬,另一个来自巴西南部的美洲可卡犬。

然后,研究人员使用基因组来重建 CTVT 的第一个宿主可能的样子。之前的研究未能确定 CTVT 是起源于狼还是狗(参见“犬癌症追溯至狼根”),但默奇森说,它最初出现在一种古老的犬种中,与阿拉斯加雪橇犬不同,体型中等到大型。

突然传播
这两个肿瘤基因组被证明非常相似,默奇森估计它们最近的共同祖先出现在仅 460 年前。这表明 CTVT 在其历史的大部分时间里都停留在与世隔绝的犬群中,然后发生了一些事情,使其能够进入其他犬群并在世界各地传播。新泽西州普林斯顿大学研究犬类的进化遗传学家布里奇特·冯·霍尔特指出,500 年前是“人类真正操纵犬类并大力培育它们以获得某种产品——无论是宠物犬、手提包犬还是猎犬”的时期。

CTVT 的基因组将引起广泛的癌症生物学家的兴趣。与典型的癌症(通常涉及多个癌细胞遗传谱系相互竞争)不同,CTVT 肿瘤中的每个细胞都具有大致相同的遗传构成。该基因组总共包含 190 万次突变,与典型人类癌症中发现的数千次突变或塔斯马尼亚恶魔面部肿瘤中发现的约 20,000 次突变相比,这是一个天文数字。 CTVT 约 42% 的突变带有暴露于紫外线的特征,这可能发生在传播期间或肿瘤从阴道或阴茎突出时。

英国南安普顿大学研究传染性癌症的肿瘤免疫学家汉娜·西德尔说:“这些肿瘤是生存、传播和侵入新组织的大师。” “我们可以从它们身上学到很多东西。”

本文经《自然》杂志许可转载。该文章于 2014 年 1 月 23 日首次发表

Brendan Borrell 是纽约布鲁克林的一名自由记者。他为《彭博商业周刊》、《自然》、《户外》、《大众科学》和许多其他出版物撰稿,并且是教科书《环境:科学、问题、解决方案》(与生态学家曼努埃尔·莫莱斯合著)的合著者。他在 Mongabay 特别报道倡议的支持下前往巴西。在 Twitter 上关注他 @bborrell

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