挑战“抗癌”自然防御机制与进化悖论

每一个多细胞生物，无论是在天空翱翔、在海洋深处游泳，还是在地球表面漫游，它们都有一个共同的弱点：被称为癌症的细胞不受控制的生长。

亚利桑那州立大学的研究人员进行了一项为期10年的综合研究，检查了来自292种脊椎动物的16,000多份尸检记录，揭示了癌症患病率的显著差异。这些发现为癌症进化提供了新的见解，同时挑战了Peto的悖论——进化生物学中的一个关键概念。

Peto悖论表明，拥有更多细胞和更长寿命的大型动物应该有更高的癌症发病率。然而，这项研究表明，虽然癌症发病率随着体型的增加而增加，但这种增加只是轻微的。这加强了大型动物已经进化出强大的癌症抑制机制的观点，但它也强调了癌症风险在物种间如何显现的新复杂性。

这项研究为皮托悖论增加了细微差别，它表明癌症患病率往往随着体型和细胞突变率的增加而增加，但随着妊娠期的延长而下降。这表明，体型、寿命和抗癌能力之间的关系比以前所理解的要复杂得多。这一结果加深了我们对癌症进化的理解，并可能为开发更有效的治疗方法提供线索。

该研究的主要作者Carlo Maley说：“直到最近，我们才知道除了人类、狗和裸鼹鼠之外的任何物种的癌症发病率。我很兴奋地发现各种不同的物种都有极低的癌症发病率。它们可以向我们展示大自然是如何解决预防癌症的问题的。”

Maley是生物计算、安全与社会生物设计中心的研究员，也是亚利桑那州立大学生命科学学院的教授和亚利桑那癌症进化中心的主任。

除了他在亚利桑那州立大学的同事之外，Maley还加入了一个来自美国和国际领先研究机构的跨学科团队。这项研究发表在最新一期的《Cancer Discovery》杂志上。

物种特征和癌症风险 这项研究的数据是从99个动物机构、水族馆和其他在管理环境下照顾动物的设施中收集的。兽医病理学家对动物进行尸检，以识别肿瘤并区分良性和恶性病例，从而使研究人员能够评估癌症在广泛物种中的流行程度。

值得注意的是，某些物种表现出异常高的癌症发病率。例如，高达63%的雪貂患上了肿瘤，负鼠和刺猬也显示出类似的高癌症风险。研究结果表明，生命周期较短的动物可能没有足够的进化压力来发展强大的癌症防御能力。相比之下，包括普通海豚、罗德里格斯果蝠和黑足企鹅在内的物种的癌症发病率明显较低，只有不到2%的个体受到影响。

一般来说，哺乳动物的良性和恶性肿瘤发病率最高，其次是爬行动物、鸟类和两栖动物。这些结果强调了动物特征之间的复杂关系，比如体型、寿命和生育时间与其癌症风险的关系。

大象和鲸鱼等物种尽管体型庞大、寿命长，但癌症发病率却低得惊人。这可能是由于TP53等癌症抑制基因的多个拷贝以及其他尚未发现的机制。例如，大象有额外的TP53拷贝，但也对DNA损伤表现出更高的敏感性，这导致受损细胞在癌变之前被清除。

其他癌症防御机制 除了TP53，该研究还发现了其他潜在的癌症防御策略。例如，体细胞随机突变较少的物种患癌症的几率较低。这表明，通过强有力的DNA保护和修复机制来减少突变，可能是某些物种保护自己免受癌症侵害的另一种方式。

另一个重要发现是，妊娠期较长的物种患癌症的几率较低。研究人员推测，较长的妊娠期可能会为细胞提供更多的机会来适当地调节自己，从而降低可能导致晚年癌症的高影响突变的可能性。

研究人员还对不同物种进行了DNA损伤反应分析，以进一步探索癌症抑制机制。他们测量了不同动物的细胞对放疗和化疗的反应，重点关注细胞周期阻滞和程序性细胞死亡（凋亡）——在异常细胞发展成癌症之前终止它们的方法。尽管这些反应因物种而异，但它们与癌症发病率没有直接关系。这表明其他因素，如免疫系统功能或代谢过程，可能在抗癌中发挥更关键的作用。

亚利桑那癌症进化中心和亚利桑那大学的Zach Compton说：“我们很高兴能利用大自然的策略来对抗癌症，预防人类癌症。”

跨物种扩展知识 总的来说，这些发现突出了具有预防癌症超能力的物种的发现。研究人员现在正在研究它们是如何做到这一点的。

初步证据表明，不同物种之间存在多种抗癌策略，包括警惕的DNA修复机制、较低的突变率和较长的妊娠期。了解这些天然防御机制可以为人类带来新的癌症预防策略和治疗方法。相反，理解为什么某些物种特别容易患癌症可能解释人类的癌症综合征。

研究人员强调，需要在这些发现的基础上进行进一步的研究，并扩大我们对跨物种癌症的理解。从野生种群中收集更多的数据，研究更多的物种，可能会发现新的癌症抗性或易感性模式。这些努力也可能导致癌症预防方面的突破，使人类和许多其他动物物种受益。