一種傳染性癌症的基因組序列表明,它起源於大約 11,000 年前的一個古老犬種,並在大約克里斯託弗·哥倫布時代傳播到全球。
犬傳染性性病腫瘤 (CTVT) 通常在性行為過程中傳播,並在犬的生殖器上表現為潰瘍性的玫瑰色突起(請酌情檢視圖片,因為它具有影像性質)。英國欣克斯頓韋爾科姆基金會桑格研究所的癌症生物學家伊麗莎白·默奇森說:“這是我們所知的自然界中最古老、持續存活的癌症。”她在今天發表在《科學》雜誌上的一篇論文中描述了它的序列。“它能夠傳播到世界各地並存活如此之久,這真是令人震驚。”
腫瘤是突變細胞的團塊,它們進化出欺騙免疫系統並不受控制地增殖的方法。通常,如果將這些細胞移植到另一個生物體中,這些技巧就不會奏效,因為它們會很快被識別為外來物並被摧毀。
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然而,在 1876 年,俄羅斯獸醫 M. A. 諾溫斯基發現,他可以將 CTVT 腫瘤從一隻狗移植到另一隻狗身上。它們的細胞會逃避新宿主的免疫系統並繼續生長——這種現象在癌症生物學領域是前所未聞的。儘管人類腫瘤已在器官移植期間或從母親傳播給胎兒,但已知的唯一其他自然發生的傳染性腫瘤發生在塔斯馬尼亞惡魔身上。
一旦像 CTVT 這樣的傳染性癌症開始傳播,就可以將其視為一種寄生蟲,它攜帶原始犬的突變基因,儘管隨著它在每個新宿主中進化,會發生小的變異。為了理解這種進化過程,默奇森和她的同事選擇了兩個腫瘤進行測序,這兩個腫瘤本應有機會盡可能長時間地分化:一個來自澳大利亞北部地區的原住民營地犬,另一個來自巴西南部的美洲可卡犬。
然後,研究人員使用基因組來重建 CTVT 的第一個宿主可能的樣子。之前的研究未能確定 CTVT 是起源於狼還是狗(參見“犬癌症追溯至狼根”),但默奇森說,它最初出現在一種古老的犬種中,與阿拉斯加雪橇犬不同,體型中等到大型。
突然傳播
這兩個腫瘤基因組被證明非常相似,默奇森估計它們最近的共同祖先出現在僅 460 年前。這表明 CTVT 在其歷史的大部分時間裡都停留在與世隔絕的犬群中,然後發生了一些事情,使其能夠進入其他犬群並在世界各地傳播。新澤西州普林斯頓大學研究犬類的進化遺傳學家布里奇特·馮·霍爾特指出,500 年前是“人類真正操縱犬類並大力培育它們以獲得某種產品——無論是寵物犬、手提包犬還是獵犬”的時期。
CTVT 的基因組將引起廣泛的癌症生物學家的興趣。與典型的癌症(通常涉及多個癌細胞遺傳譜系相互競爭)不同,CTVT 腫瘤中的每個細胞都具有大致相同的遺傳構成。該基因組總共包含 190 萬次突變,與典型人類癌症中發現的數千次突變或塔斯馬尼亞惡魔面部腫瘤中發現的約 20,000 次突變相比,這是一個天文數字。 CTVT 約 42% 的突變帶有暴露於紫外線的特徵,這可能發生在傳播期間或腫瘤從陰道或陰莖突出時。
英國南安普頓大學研究傳染性癌症的腫瘤免疫學家漢娜·西德爾說:“這些腫瘤是生存、傳播和侵入新組織的大師。” “我們可以從它們身上學到很多東西。”