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Nov. 25 2019

海洋中發現跨物種的貝類「傳染性癌症」

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  • 棲息在加拿大不列顛哥倫比亞省溫哥華島(Vancouver Island)海岸的油黑殼菜蛤(Mytilus trossulus),能染上兩種傳染行癌症。PHOTOGRAPH BY CHERYL-SAMANTHA OWEN

  • 源於油黑殼菜蛤的癌症擴散感染到另外兩個物種身上:紫殼菜蛤(Mytilus edulis)以及智利殼菜蛤(Mytilus chilensis)。PHOTOGRAPH BY JOEL SARTORE, NATIONAL GEOGRAPHIC PHOTO ARK

海洋中一系列跨物種的傳染性癌症,將改變我們對癌症的認知。

棲息在加拿大不列顛哥倫比亞省溫哥華島(Vancouver Island)海岸的油黑殼菜蛤(Mytilus trossulus),能染上兩種傳染行癌症。PHOTOGRAPH BY CHERYL-SAMANTHA OWEN

很久很久以前,雖然切確時間不得而知,在北半球某處有隻油黑殼菜蛤(Mytilus trossulus)得到了類似白血病的癌症。這個癌症始於某個壞細胞的突變,該細胞接著一遍又一遍地自我複製,最終,癌細胞隨著體內如同血液般的血淋巴(hemolymph)擴散開來。

但接下來癌細胞做出了出乎意料的事:它透過某種方式,經由海水感染了其他油黑殼菜蛤;癌細胞在新宿主身上一遍又一遍地自我複製,持續地擴散並再感染新的個體。

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更詭異的是,這個癌症並未止步於油黑殼菜蛤而已。人們在世界另一端的兩種貝類身上也發現了它,分別是法國的紫殼菜蛤(Mytilus edulis),以及阿根廷與智利的智利殼菜蛤(Mytilus chilensis)。

這項發現的最新進展被發表於11月5日刊出的《eLife》期刊上,並代表著傳染型癌症──尤其是在海洋中──比我們原先認知的更加普遍。這個領域的研究可以幫助我們進一步理解,癌症在動物與人類身上如何發展,同時也揭開了海洋生物生命的神祕面紗。

劍橋大學(University of Cambridge)研究傳染型癌症的伊麗莎白.莫奇森(Elizabeth Murchison)說:「癌症能感染兩個新物種這件事,既讓人著迷,也讓人憂心忡忡。」除了對環境相當重要外,貽貝還是許多文化的珍饈──雖然沒有任何證據顯示,吃下感染癌症的貝類會影響人體健康。

陸地與海洋

人類並未在自然條件下發生過傳染型癌症,但近十年來,科學家卻在兩種陸生動物身上首度確認這類癌症──研究人員在2006年發現澳洲的袋獾(Tasmanian devil)染上了一種癌症,並稱其為「袋獾面部腫瘤病」(Tasmanian devil facial tumour disease)。這種癌症能夠過動物間日常的啃咬相互感染,已有超過八成的袋獾因為感染了這種,以及另一種非常相似的傳染型癌症致死;這兩種傳染行癌症已經大幅威脅這個物種的存續。

同樣在2006年,科學家發現家犬透過性行為,也會傳染一種導致生殖器病變的癌症。一如所有的傳染型癌症細胞皆系出同源,家犬身上的這株癌症,可以追溯到1萬1000年的某種犬科動物。

人們原先以為,癌症不過是個體身上的細胞突變,而這些發現大大改變了我們對癌症的認知。雖然,許多類型的病毒能造成細胞損傷,因而容易致生癌症,例如人類乳突病毒(HPV),或在家貓身上的貓白血病病毒,但「個體的癌細胞可以在族群內散播」這件事依然讓人感到震驚。

過去十年,研究人員共發現六種會感染貝類的癌症。光是本次新論文的第一作者,同時也是西雅圖西北太平洋研究所(Pacific Northwest Research Institute)研究人員的麥可.梅茨格(Michael Metzger)便已經鑑定出好幾種,包含了這次在不列顛哥倫比亞省油黑殼菜蛤族群中發現到的那一種。

源於油黑殼菜蛤的癌症擴散感染到另外兩個物種身上:紫殼菜蛤(Mytilus edulis)以及智利殼菜蛤(Mytilus chilensis)。PHOTOGRAPH BY JOEL SARTORE, NATIONAL GEOGRAPHIC PHOTO ARK

有幾間位於法國及阿根廷的實驗室曾在當地貽貝族群發現新型態的癌症,這些獨特的癌細胞在顯微鏡下呈現怪異的圓形。梅茨格在兩年前與他們合作,發現分離出來的癌細胞與當初的預期相符,即在法國的紫殼菜蛤身上的癌細胞,與智利殼菜蛤身上的一模一樣;而且因為癌細胞保留了物種的遺傳特徵,因此能夠追溯回油黑殼菜蛤身上。

但是油黑殼菜蛤只生活在北半球北美與歐洲的沿岸。(而且這種癌症,還與梅茨格團隊稍早在油黑殼菜蛤身上所鑑定出的另一種癌症不同。)

梅茨格解釋,因為這些貽貝都沒有分布到赤道地區,因此這種癌症想必是附著在船隻,或是隨著壓艙水跨越了赤道。

並未參與此次發表在《eLife》上論文研究的莫奇森說:「最耐人尋味的是,僅僅是一個癌細胞的複製體,就能分布到整座海洋。也許我們應該更加關注,這些癌細胞會隨著人類活動而擴散的可能。」

開枝闊葉

相似的傳染型癌症也在大海螂蛤(Mya arenaria),以及分布在整個歐洲的歐洲鳥尾蛤(Cerastoderma edule)身上發現;牠們全都會感染血淋巴,症狀也大致與白血病相似。梅茨格與同事也發現,有一種感染了金黃地毯殼蛤(Polititapes aureus)的癌症,實際上源於比利時皺紋淺蜊(Venerupis corrugata)這種在西歐的近似貝類。

這是關於些癌症可以跨物種傳染的第一份證據。不過最新的發現更加離奇:癌症傳染給了另外兩個不同的物種。

梅茨格表示,儘管這些貽貝關係密切,因而可能有著相似的弱點:「但我們不知道界線在哪裡。」癌細胞看起來像是從一隻貝類身上釋出後,透過牠們日常過濾有機碎屑的行為,進入另一隻貝類的體內;但除此之外,癌症是怎麼擴散的依舊成謎。

雖然癌症對感染的個體而言相當致命,但到目前為止,似乎看不出來癌症會摧毀貽貝的族群;梅茨格表示,新發現的癌症約感染了紫殼菜蛤和智利殼菜蛤當地族群數量的一成。

他說:「現在,我們並不完全清楚這份威脅會有多大,它看起來也不會消滅整個族群。」

生態考量

這些貝類都是分布廣泛,且在商業上相當重要,並普遍被人類與野生動物食用的物種。雖然對人類無害,但科學家擔心,癌症可能對其他物種帶來嚴重影響;且礙於科學家才剛剛開始鑑別這些癌症,它們實際上或許要來得更加普遍。

在西班牙分子醫學與慢性病研究中心(Molecular Medicine and Chronic Diseases Research Center)研究這類海洋傳染型癌症的荷西.圖比奧(Jose Tubio)表示:「我為生態感到非常憂心。」圖比奧的團隊在歐洲研究院(European Research Council)的大力資助下鑑定新型態的癌症,並且於尚未發表的研究中,已經在鳥尾蛤科發現身上發現五種獨特的新型癌症。

圖比奧說:「這看起來像是,許多貝類都有牠們自己的傳染型癌症,但我們對於它們如何影響貝類,理解實在不多。」

澳洲維多利亞省迪肯大學(Deakin University)的研究人員比艾塔.烏杰瓦里(Beata Ujvari)表示,癌症可能加劇海洋生物面臨的威脅,並且隨著氣候變遷造成海水的含氧量降低,以及水溫上升,創造出癌細胞更喜好的環境,情況可能還會進一步惡化。

圖比奧補充道,貝類在地域間有意或無意的移動,將造成引入新癌症的隱憂,並可能帶來嚴重後果。

癌症,理所當然在大多時候是隨著體細胞突變而起,要是免疫系統沒將其認出並摧毀,癌細胞就會發展成腫瘤;不過大多時候,單一顆腫瘤並不至於取人性命,癌症通常都是因為在體內發生轉移而致命。

不過對這些傳染型的癌症而言,莫奇森說:「它看起來能在不同宿主的個體間『轉移』。」

烏杰瓦里說:「理解癌細胞如何在移動間存活,有可能能幫助我們一解癌細胞轉移的奧秘。」

她說:「研究潛在的機制,有助於我們更全面理解癌細胞是怎麼逃過免疫系統的。」且更能應用在任何受癌症影響的物種身上──當然也包含人類。

 

延伸閱讀:大象身上的「殭屍」基因,將是打倒癌症的關鍵? / 2.4億年前就有癌症!這隻「龜」曾受骨癌所苦

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