根据两项独立研究，大象进化出了额外的抗肿瘤细胞基因副本，这解释了为什么这种动物如此罕见患上癌症。
为什么大象不会患上癌症是一个著名的谜题，英国牛津大学的流行病学家理查德·佩托 (Richard Peto) 在 1970 年代以不同的形式提出了这个问题。佩托指出，一般来说，癌症发病率与动物的体型或年龄几乎没有关系。这令人惊讶：体型较大或年龄较大的动物的细胞应该比体型较小或年龄较小的动物的细胞分裂次数多得多，因此应该拥有更多易患癌症的随机突变。佩托推测，可能存在一种内在的生物机制，可以在细胞老化和扩张时保护它们免受癌症侵害。
根据本周独立发表的两篇论文，现在可能已经找到了至少一种解决佩托悖论的方法。大象的基因组中有 20 个称为p53（或更恰当地说，TP53）的基因副本，而人类和其他哺乳动物只有一个。该基因被称为肿瘤抑制因子，当细胞遭受 DNA 损伤时，它会立即启动，产生与其相关的 p53 蛋白的副本，修复损伤或杀死细胞。
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大象的故事
揭示TP53的作用需要几年时间。犹他大学盐湖城分校的儿科肿瘤学家和科学家约书亚·希夫曼 (Joshua Schiffman) 三年前在一次进化会议上首次听说了佩托悖论，当时现任亚利桑那州立大学的进化生物学家卡洛·马利 (Carlo Maley) 透露，他在非洲象的基因组中发现了TP53的多个副本。
希夫曼专门治疗缺少TP53基因两个等位基因之一的儿童，这导致他们患上癌症。因此，在听完马利的演讲后，他想知道大象是否掌握着可以帮助他患者的生物学见解。他与尚未发表作品的马利合作，并询问盐湖城动物园的大象饲养员是否可以提供一些大象的血液，以便他可以测试 p53 蛋白在哺乳动物白细胞中的作用方式。
大约在 2012 年年中，伊利诺伊州芝加哥大学的进化遗传学家文森特·林奇 (Vincent Lynch) 正在准备一篇关于佩托悖论的讲座，并想知道可以解释它的机制。“就在我发表演讲之前，我在大象基因组中搜索了p53，出现了 20 个结果，”林奇说。
希夫曼和林奇的团队现在已经独立公布了他们的发现——希夫曼的发现发表在《美国医学会杂志》上，林奇的发现发表在 bioRxiv.org 预印本网站上，但在《eLife》杂志上正在审阅中。
希夫曼的团队利用从条纹草鼠到大象的 36 种哺乳动物的动物园尸检记录，记录了体型和癌症发病率之间没有关系。（根据该团队对数百只圈养大象死亡的分析，约有 3% 的大象患上癌症）。
研究人员发现，大象会产生额外的 p53 蛋白副本，并且大象的血细胞似乎对电离辐射造成的 DNA 损伤非常敏感。与人类细胞相比，动物的细胞在响应 DNA 损伤时会以更高的速率进行一种称为细胞凋亡的受控自我破坏。希夫曼认为，受损的大象细胞不是修复 DNA 损伤，而是进化为杀死自己，以将萌芽的肿瘤扼杀在摇篮中。“这是解决佩托悖论的绝佳方案，”他说。
猛犸象套装
林奇的团队——与加利福尼亚州圣地亚哥动物园的非洲和亚洲象皮肤细胞合作——发现了类似的结果。他们还在两种已灭绝的猛犸象物种中发现了十多个TP53副本，但在大象的近亲活体亲属海牛和蹄兔（一种小型毛茸茸的哺乳动物）中只发现了一个副本。林奇认为，当导致大象的谱系规模扩大时，额外的副本就进化出来了。但他认为也涉及到其他生物机制。
伦敦癌症研究所的癌症生物学家梅尔·格里夫斯 (Mel Greaves) 同意，TP53 不可能是唯一的解释。“随着大型动物变得越来越大，它们会变得越来越迟缓，”他指出，从而减慢了它们的新陈代谢和细胞分裂的速度。他补充说，保护机制只能在阻止癌症方面起到一定的作用。“如果大象吸烟并饮食不良会怎样？”他说。“他们真的能免受癌症侵害吗？我对此表示怀疑。”
本文经许可转载，并于 2015 年 10 月 8 日首次发表。