肿瘤自相残杀大型动物长寿之谜得解

许多肿瘤对人类而言是致命的。然而，美国科学家的一项最新模拟研究表明，对体型较大的动物比如鲸鱼而言，肿瘤的出现可能更加普遍，但这些肿瘤往往不会致命。研究人员提出一种新的理论，即大型动物体内会逐渐进化产生更富有侵略性的肿瘤，而这些后来者会阻碍父代肿瘤的生长。相关论文发表在《综合与比较生物学》（Integrative and Comparative Biology）杂志上。
 
与体型较小的动物相比，大型动物通常体细胞较多，寿命也较长，这本应该使得它们更容易患上癌症，因为一方面细胞越多癌变的几率就越大。另外一方面年龄的增长会大大增加癌变风险。然而在现实世界中，动物患癌症的风险并未随着体格的增加而明显加大，这是一个困扰科学家多年的矛盾问题。
 
为了弄清这一问题，美国亚利桑那州立大学的生物学家John Nagy和同事假设自然选择倾向于最具有侵略性的肿瘤细胞，它们生长迅速，能够分泌促进血管生长的化学物质，从而获得足够的营养。
 
研究人员认为，大型动物体内的癌细胞会逐渐进化为“超级肿瘤”（hypertumour），它会破坏营养供给从而摧毁父代肿瘤。而大型动物的超级肿瘤只有进化得非常大的时候才可能是致命的，因此它们需要的进化时间也更长，这也就解释了为什么大型动物在众多肿瘤的影响下仍然能够长寿。
 
为了验证这一假设，Nagy等人用计算机模拟了单个随机定位肿瘤在美洲鼠兔、人类、蓝鲸等6种动物体内的演化过程。他们将每个物种的模拟程序都运行了1000次后发现，大多数动物进化出的超级肿瘤都阻碍了父代的生长。同时，物种的体型越大，产生的超级肿瘤也越多，而患上致命癌症的几率却相对较低。根据这一结果，研究人员推测，大型动物患上致命肿瘤的必要条件是肿瘤生长迅速并且高度脉管化。
 
伦敦帝国学院的生物学家Armand Leroi表示，“超级肿瘤的观点很有独创性，它将达尔文的进化论应用于癌细胞机制中来。”不过，加拿大蒙特利尔大学的病理学家Daniel Martineau却并不认同，他说，“论文作者过分简化了癌症的复杂性。他们关于不同哺乳动物具有相同的致癌风险的假设是错误的。比如，端粒酶（telomerase）在啮齿动物身上比人类更容易获得表达，这使得它们更加容易产生癌细胞，从而缩短了寿命并影响到对癌症的抵抗力。”
 
Nagy表示，“我们知道模拟研究证明不了什么，但是它确实提出了一种可供检验的预言，尤其是大型动物要产生致命肿瘤需要高度脉管化这一点。”如果研究人员接下来能够发现鲸鱼肿瘤是高度脉管化的，那将为这一新理论提供有力支持。

图片说明：体形巨大的鲸鱼往往不会受到癌症的困扰（图片来源：Nature）

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《综合与比较生物学》论文摘要

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