透過分析考古遺骸中的犬類 DNA，研究人員上週確定了北美馴養犬的進化史。人們認為，犬類在 10,000 多年前透過白令陸橋與人類一起首次到達美洲。根據這項新研究，這些早期到達者在歐洲品種引入後消失了，在現代犬類中幾乎沒有留下任何基因痕跡。但研究人員發現，美國原始犬類的一種近親以一種奇怪的形式存在：一種性傳播癌症，起源於幾千年前一隻狗的腫瘤。
倫敦瑪麗女王大學的遺傳學家、該研究的合著者勞倫特·弗蘭茨說，狗在古代美洲原住民社會中扮演了關鍵角色。“這些文化沒有其他家畜，所以狗非常重要，”弗蘭茨說，他指出狗可能在運輸和狩獵方面提供了幫助。關於這些古代美洲犬的起源和命運，一直存在激烈的爭論。因此，他的團隊開始確定這些狗的來源以及在歐洲品種到達後它們發生了什麼。
研究人員對在北美和西伯利亞考古遺址發現的 71 只 1000 至 10,000 年前犬類的遺骸中採集的 DNA 進行了測序。古代美洲犬的基因組與古代西伯利亞犬的基因組相似，與現代北美犬的基因組幾乎沒有相似之處。奇怪的是，科學家們發現古代美洲犬的 DNA 與犬類傳播性性病腫瘤 (CTVT) 中發現的 DNA 幾乎完全匹配，CTVT 是一種影響犬類的傳染性癌症。研究人員得出結論，古代美洲犬是最初患上 CTVT 的狗的近親，其 DNA 現在儲存在全球數百萬只狗的腫瘤中。“這是一個被凍結在時間中的基因組，”弗蘭茨說。
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儘管癌症在整個動物界很常見，但這種疾病通常不像流感那樣具有傳染性。劍橋大學的癌症生物學家、該研究的共同主要作者瑪伊爾·尼·萊斯洛貝爾說，一種動物的免疫系統通常會識別並殺死來自另一種動物的癌細胞。該研究於週四發表在《科學》雜誌上。但 CTVT 是一個例外，其劇烈的起源使科學家們感到困惑。
尼·萊斯洛貝爾的團隊確定 CTVT 是一種比之前認為的年輕得多的疾病。他們推斷了 CTVT DNA 中隨時間推移的突變率，並發現“創始人”狗的細胞突變成最初的 CTVT 腫瘤，生活在過去 8,225 年內，比之前的估計晚了 3,000 年。新確定的時間，加上 CTVT 與古代美洲犬 DNA 之間的相似性，意味著 CTVT 創始人可能是北美的一隻家犬。但即使在研究的合著者中，創始人的確切位置也遠未確定。
“這是我們小組內部存在的一點爭議，”尼·萊斯洛貝爾說，並補充說 CTVT 包含來自僅在北美髮現的郊狼的 DNA 痕跡。但之前的研究表明，目前在美洲發現的 CTVT 菌株是在過去 500 年內引入的。她說，最簡單的解釋是最初的 CTVT 腫瘤起源於一隻西伯利亞狗，它是古代美洲犬的近親，並從那裡傳播到世界各地。關於 CTVT 中的郊狼 DNA，她指出，如果少量北美郊狼穿過白令陸橋到達西伯利亞並與當地狗交配，“也不會太令人驚訝”。“我們知道人們來回走動，”她說。“我們認為狗的情況可能也是如此。”她補充說，像郊狼這樣的野生犬科動物可能也跟著來了。或者，CTVT 可能起源於一隻古老的北美犬，傳播到西伯利亞及其他地區，然後在過去 500 年內重新進入美洲。尼·萊斯洛貝爾希望在未來的研究中解決這個問題。
美國國立衛生研究院的遺傳學家伊萊恩·奧斯特蘭德說，“這是一項令人興奮且做得非常好的研究”，她沒有參與這項工作。她補充說，對古代犬類細胞核中 DNA 進行測序使這項研究與眾不同，因為核 DNA 蘊含著豐富的關於母系和父系祖先的資訊。先前對古代美洲犬的研究僅限於來自細胞成分（稱為線粒體）的 DNA，線粒體比核 DNA 儲存得更好，但僅編碼有關母系的資訊。“使用核 DNA 序列來幫助填補一些缺失的部分肯定不是以前做過的事情，”奧斯特蘭德說。她還指出，這是第一項關於古代美洲犬的研究，其中包括關於 CTVT 的資料，CTVT 是“世界上最古老的繁殖細胞系”。
除了 CTVT，科學家們只知道極少數的傳染性癌症。尼·萊斯洛貝爾說，在塔斯馬尼亞惡魔身上記錄的第一個病例打破了“癌症科學的公理”之一——這種疾病不能在個體之間跳躍。惡魔面部腫瘤疾病透過動物之間互相咬臉的習性傳播，現在正威脅著惡魔的滅絕。2016 年發表的一項研究揭示了一種癌症，它不僅可以在同一物種的個體之間跳躍，還可以在相關的貽貝和蛤蜊物種之間跳躍。
在特殊情況下，癌症可能會從一個人轉移到另一個人。在 20 世紀 50 年代和 60 年代，紀念斯隆凱特琳癌症中心的腫瘤學家切斯特·索瑟姆實驗性地將癌細胞注射到 300 多人身上，通常沒有適當地告知他們。一些受試者（包括監獄囚犯）從注射的細胞中發展出腫瘤。（索瑟姆從未被起訴，後來當選為美國癌症研究協會主席。）在最近的另外兩個案例中，醫務人員在操作癌細胞時不小心刺傷了自己，後來也發展出腫瘤。人類之間癌症傳播的大多數其他案例涉及含有惡性腫瘤的器官移植或母嬰傳播。2015 年的一項研究記錄了一名患有艾滋病毒的人（該病毒抑制免疫系統）從寄生絛蟲的惡性細胞中發展出癌症。然而，總的來說，人們無需擔心“感染”癌症，尼·萊斯洛貝爾說。但對於狗來說情況有所不同，因為 CTVT 會影響除南極洲以外的每個大陸的犬類。
弗蘭茨說，CTVT 的血統是該研究“最大的驚喜”，儘管他的團隊也回答了關於古代美洲犬歷史的更廣泛的問題。首先，他們的基因組證據表明，馴養的犬類與人類一起從西伯利亞遷徙到北美，排除了美洲原住民到達大陸後馴服狼的可能性。其次，弗蘭茨說，他們的研究提供了“確鑿的證據”，證明歐洲犬種在殖民化之後幾乎完全取代了古代美洲犬種。研究人員在現代美洲犬的基因構成中沒有發現古代美洲犬血統的痕跡。
在這些問題得到解決後，弗蘭茨說，關於歐洲狗如何取代古代美洲狗還有更多值得了解的地方。他表示，社會因素通常被認為是解釋，包括歐洲殖民者偏愛他們自己的狗進行狩獵和放牧。然而，他認為，這個故事不僅僅是文化習俗。“我發現這種解釋本身並不完全令人滿意，”他說。“如此劇烈的替代需要一些更具災難性的東西，比如傳染病。”一個嫌疑人是 CTVT——腫瘤與古代美洲犬之間的基因關係可能使它們特別容易感染。“這種癌症可能在這些狗的消亡中發揮了作用，”他說。在他團隊找到直接證據之前，他指出，CTVT 導致古代美洲犬消失的想法“純粹是推測性的”。儘管如此，他說，“我認為這是一個令人著迷的可能性。”