這種癌症會傳染：它讓一個物種近乎滅絕，它會威脅到人類嗎？

上世紀90年代，在澳大利亞東南角的塔斯馬尼亞島，人們在有袋目哺乳動物——袋獾身上觀察到一種奇怪的疾病：染病袋獾的臉上會長出巨大的腫瘤，然後化膿潰爛，導致難以進食，通常在感染後六個月內就會失去性命。很快，人們發現這竟然是一種具有傳染性的癌症。

癌症雖然可怕，但在我們的認知里，這並不是一類具有傳染性的疾病。在袋獾身上究竟發生了什麼，使得癌症在個體間傳播，甚至將當地的袋獾推向滅絕邊緣？這種傳染性的癌症，會不會在其他物種乃至人類之中出現？

撰文 | 梅娜·瓊斯（Menna E. Jones）

漢密斯·麥卡倫（Hamish McCallum）

翻譯 | 胡晨

我的膝上躺著一隻年輕的雌性袋獾，它脖子上的愛痕（做愛時被咬的齒痕）告訴我，不久前它剛經歷了一番雲雨繾綣，但這很可能也是一種凶兆：在養大第一撥幼崽前，恐怕它就要死去。

此刻，我正抱著這隻袋獾坐在地上，它是在塔斯馬尼亞島東海岸的費雷西內國家公園被我抓到的。塔斯馬尼亞島地處澳洲大陸以南，被譽為「海上明珠」。2001年，我就是在這裡，初次目睹了一種可怕的疾病降臨於這群有袋目哺乳動物身上：染病袋獾的臉上會長出巨大的腫瘤，然後化膿潰爛，導致難以進食，通常在感染後六個月內就會失去性命。而現在，費雷西內國家公園內的袋獾種群已難覓蹤影——這是袋獾這個物種所面臨窘境的縮影。從1996年在塔斯馬尼亞島東北角首次發現這類腫瘤到現在，這種已知具有傳染性的癌症，已經使塔斯馬尼亞島的袋獾種群數量下降了95%，把這種僅見於該島的物種推向了滅絕的邊緣。

幸運的是，世界上絕大多數癌症都不具有傳染性：在公共汽車上，你不用擔心鄰座的某人會把腫瘤傳染給你。部分惡性腫瘤確實起因於病毒或細菌感染，比如人乳頭瘤病毒可能導致宮頸癌的發生。但這種癌症的發病機制，是病毒使感染者體內的某些細胞發生惡變，並不是癌細胞直接從一位患者轉移到另一位患者身上。而在塔斯馬尼亞袋獾這個案例中，癌症細胞本身就是傳染因子。

近年來，袋獾種群的急速消亡引起了科學家的注意，開始探究這種癌症具有傳染能力的原因，並在尋找應對方案，阻止傳染事件的發生。聽到袋獾的悲慘境遇，人們會自然地想到，這種腫瘤是否有一天會在人類中流行。科學家也同樣在思考這個問題。就目前來看，人類的運氣似乎還不壞，但我們現在的行為方式，卻可能使現在的局面倒轉過來。

災難降臨

在自然環境下，除了袋獾的這種惡疾，我們所知的可傳染癌症就只還有一種：犬傳染性生殖道腫瘤（canine transmissible venereal tumor，CTVT），大概出現在一萬年前，是通過犬類性交傳播——性交過程中，癌細胞會發生轉移。在實驗條件下，科學家可以在動物身上人為製造出可傳染的癌症。有時，在器官移植中，腫瘤也可以從一個人轉移到另一個人身上。不過，作為一種自然規則，癌症的產生和結束都是在單個個體中，因為儘管它們能在一個個體內興風作浪，但通常會有數道屏障阻止它們在不同個體間騰挪遷徙。在塔斯馬尼亞的袋獾中，可傳染癌症的出現是多種因素共同作用的結果。

一般而言，非傳染性癌症的出現，都起因於一些細胞產生遺傳突變，以致增殖失控，侵襲到周圍組織中。隨著腫瘤的生長，它們就成為了一個混雜著惡性細胞和正常細胞的複雜團塊。到了某個時候，機體的血液和營養供給能力就可能跟不上腫瘤的生長速度，於是迫於生存壓力，腫瘤細胞就會像自然界的動植物一樣，離開它們的「土生土長」的地方，向四周遷徙，使腫瘤能夠繼續「生存」。一些腫瘤細胞可能會脫離出來，通過血液或淋巴系統長距離遷徙到機體的其他部位，在那裡開拓新的「領地」——也就說，癌症轉移了。通常，導致患者死亡的都是轉移瘤，而非原發腫瘤。但一旦走到這一步，宿主機體內的所有腫瘤都會跟隨人體一起消亡。這種命運給了腫瘤極大的壓力，使它們不得不嘗試一種新的生存模式：轉移到其他人身上。

只是，這種嘗試總是以失敗告終。值得一提的是，細胞要從一個人轉移到另一個人身上，整個過程得在短時間內完成。在人體外，細胞很難存活，離開人體幾分鐘後，它們就會枯竭而死。要想成功轉移，癌細胞需要宿主的「配合」，讓它們直接接觸新宿主的活組織。

一旦進入新宿主體內，入侵的腫瘤細胞還需要逃避免疫識別。高等生物的免疫系統具有一系列檢測和摧毀異體細胞的機制。比如，免疫系統的「衛士」會對那些看起來與自體細胞不同的細胞窮追猛打，直至將它們清除。在不同生物體的細胞表面，都有一些特有的蛋白片段，這些片段就像是一面旗幟，上面寫著「我是外來的」。當新宿主的免疫系統一發現帶有這些信號的細胞，就會發起猛烈攻擊。這些「旗幟性」蛋白由多種基因編碼，其中包括多樣性很高的主要組織相容性複合體基因（major histocompatibility gene）。這類基因是在早期脊椎動物中進化出現的，一些生物學家認為，它們之所以變得如此多樣，就是為了確保癌症不會傳染。

悲慘的是，袋獾缺少這樣的基因屏障來阻止癌症傳染。目前折磨著袋獾的腫瘤的正式名稱叫袋獾面部腫瘤，通常都形成於嘴巴及其周圍，在性交或打鬥時，袋獾經常會撕咬同類，而且常常咬在臉上。因此，它們的行為正好創造了一個極佳的機會，使腫瘤細胞可以通過附著在牙齒上，或者直接接觸對方面部的傷口，輕鬆完成轉移。犬傳染性生殖道腫瘤的傳播方式與此類似，也是依靠直接接觸，只不過是通過性交時生殖器的相互摩擦。不論是在袋獾還是在犬類中，兩類腫瘤都會隨著時間的推移和體積的增長而變得脆弱易碎，使得腫瘤細胞很容易從原發腫瘤上脫落，更是為腫瘤的傳染創造了便利條件。

而且，如果一個種群的遺傳多樣性缺失（一個種群原本有多種基因型，但絕大多數個體都攜帶一套高度類似的基因，這種情況就是遺傳多樣性缺失），個體的免疫系統就會難以識別異體細胞，以致不會啟動殺傷程序或者僅產生微弱的免疫反應。塔斯馬尼亞袋獾的遺傳多樣性較小，尤其主要組織相容性複合體基因更是如此——這可能是因為袋獾的種群數量曾經急劇減少，或者曾有某種疾病在袋獾中肆虐，以至於僅剩下了一小群基因組成相似的袋獾。犬生殖道腫瘤最初可能也是出現於一小群遺傳多樣性不高、通過近親交配繁殖的犬類中，要麼是一個孤立的狼群，要麼是某個處於馴化過程中的種群。

促成袋獾和犬類腫瘤傳染性的條件，也解釋了在人類中，腫瘤為何會在母嬰或器官移植的供受體之間傳播。在這兩種情況中，腫瘤細胞都能迅速從原宿主進入新宿主體內。而且，胎兒的免疫系統尚未發育成熟，而移植器官的受體需要使用免疫抑製劑，以免出現排斥反應。

遺傳分析已經發現，引起袋獾面部腫瘤的癌細胞，最初來源於一隻不知已經死了多少年的袋獾。值得注意的是，腫瘤細胞都會缺失相同的染色體或染色體片段，而在患病袋獾的其他細胞中，卻沒有這些遺傳改變。因為腫瘤的最初來源者早就死了，也就沒人能弄清楚，到底是什麼因素使那隻袋獾發生突變，致使腫瘤具有了傳染性。當初，可能是因為那隻袋獾的面部經常受傷，長期發炎，導致面部或其周圍的細胞發生突變，進而引發了癌症——這種發病機制叫做傷口致癌（wound carcinogenesis）。2010年，英國韋爾科姆基金會桑格研究所的伊麗莎白·P·默奇森（Elizabeth P. Murchison）在《科學》上發表文章，為這一謎團提供了更準確的信息。她指出，袋獾的腫瘤最初是由施旺氏細胞變成的，這種細胞通常包裹在中樞神經系統之外的神經元的周圍。

在多種因素的共同作用下，袋獾面部腫瘤和犬生殖道腫瘤才具備了傳染性。這說明，在天然狀態下，癌症是很難產生傳染性的，因為要有傳染性，個體間必須要有密切接觸，讓活細胞能快速轉移，而且發病種群的遺傳多樣性還得很低，這樣的條件在自然界是可遇不可求的。不過，也有一些觀察研究顯示，可傳染癌症要比通常認為的更常見一些。比如，所有鳥類和哺乳動物都會爭鬥和交配，而且許多群體是高度近親繁殖。因而，傳染性腫瘤的發生概率要比我們認為的高，只是，這些腫瘤通常在世界上存在不了多久，因為它們很快就能把宿主群體趕盡殺絕，而它們也就隨之消失。

犬類腫瘤雖不符合上述模式，但它們卻暗示，一些傳染性腫瘤能以一種不為人知的方式存在於世。今天，犬類宿主感染的腫瘤即使在一開始能躲過免疫系統的追蹤，但最終還是會被免疫系統發現和消滅，宿主也會因此具有免疫力，可以對抗以後的感染。自然界可能還存在其他一些不會殺死宿主的傳染性腫瘤，但只有通過詳細的遺傳學分析，才能清楚地揭示某種野生動物的腫瘤是否具有傳染性。

向右滑動，查看患癌袋獾圖片（慎點）

腫瘤與機體的博弈

在自然界中，宿主和病原體通常是一起進化——當宿主進化出適應能力，可以控制病原體時，病原也會進化出相應的對策，最終下成一盤「和棋」。因此，我們就想，在面部腫瘤和袋獾之間是不是也有下成「和棋」的苗頭？如果我們能找到這樣的苗頭，也許袋獾還有一線生機，而我們確實有所發現。

袋獾處於強大的進化壓力下，它們必須要獲得一些特性，以提高生存幾率，或增強繁殖能力。自從面部腫瘤出現以來，確實使袋獾發生了相應的變化：開始尋求青春期性行為。過去，雌性袋獾往往要到兩歲才開始生育，在5到6年的壽命中，一般能孵育三批幼崽，而面部腫瘤的暴發，已使很多雌性袋獾的產仔次數減少到一次。如果袋獾能在冬天到來之前產下幼崽，雌性幼崽就能在剛斷奶後的那幾個月里迅速生長，生育年齡能比平常提早一年。提前生育能使雌性袋獾在死於癌症之前，至少養育一批甚至兩批幼崽。只要時間充裕，這種行為可能就有助於維持種群數量。

與我們的博士生羅德里格·哈梅德（Rodrigo Hamede）一起，我們正在研究塔斯馬尼亞島西北部那塊偏遠區域里的袋獾，在它們身上尋找其他的進化痕迹。這裡的袋獾種群擁有許多不同於東部袋獾的基因，它們對面部腫瘤似乎具有更強的抵抗力。最初，當面部腫瘤剛出現在這些攜帶不同基因型的袋獾種群中時，它們的數量並沒有減少。腫瘤的流行率始終不高，感染腫瘤的袋獾也比東部的同伴能存活更長的時間。我們在一年中數次往返於西北部的幾個地點，觀察面部腫瘤的發展趨勢，並採集袋獾的組織和血液樣本，請我們的同事、悉尼大學的凱瑟琳·別洛夫和塔斯馬尼亞島孟席斯研究所的格雷格·伍茲分別進行分析。他們兩人都想通過研究基因和免疫反應，看能否找到一些特殊的基因變異，以確定是否因為這些變異的存在，才使得這裡的袋獾能更好地抵禦面部腫瘤。如果我們能夠找到具有抗性的基因型，我們或許就能促進這些有益基因在野生袋獾中的擴散，比如在塔斯馬尼亞的其他地方培育這種具有面部腫瘤抵抗力的袋獾，以加速這個物種的復興。

同時，我們也看到腫瘤本身發生的進化改變。安妮－馬里·皮爾斯是一位參加「拯救塔斯馬尼亞袋獾計劃」（Tasmanian Devil Program，一項由澳大利亞和塔斯馬尼亞倡議的計劃）的遺傳學家，她發現已經出現了好幾種新的面部腫瘤。腫瘤的這種多樣性對袋獾而言吉凶難卜。一方面，某些腫瘤在進化中惡性程度會減弱，但另一方面，也有一些面部腫瘤可能會通過進化，擊潰袋獾種群構築的任何抗癌防線。

犬類腫瘤的進化史為我們提供了些許樂觀的底氣。就像許多疾病一樣，犬類傳染性腫瘤在剛出現時，致死率也很高，與當下袋獾所遭遇的情況相似。但隨著時間的推移，腫瘤也在與宿主一起進化，雖然惡性程度逐步降低，卻取得了真正的成功：惡性程度的降低使宿主帶病生存的時間更長，可以把腫瘤傳播給更多個體。這種模式或許可以解釋，為何犬類傳染性腫瘤在今天已不是致命性疾病。

傳染性腫瘤不僅能夠進化，還有可能操控宿主的行為，就像寄生蟲操控宿主的行為，以提高傳播效率一樣。犬類腫瘤能誘導雌性犬類釋放某種化學物質，誘惑雄性前來交媾，從而提高腫瘤轉移給雄性犬類的幾率。某些袋獾腫瘤能增強宿主的攻擊性，提高傳染幾率，因而具有更大的選擇優勢，但另一方面，這也使攻擊性較弱的袋獾獲得了較大的優勢，它們性格溫和，不喜歡爭鬥，也就不容易感染腫瘤。現在，袋獾及其腫瘤的進化是我們密切的關注對象。

我們希望，有了人類的堅持和充足的資源，袋獾能夠避免滅絕的命運，恢復昔日頂級掠食者的地位。科學家預計，在許多區域，袋獾的滅絕將導致生態系統發生一系列改變（比如在這些區域引入貓或狐狸後，它們的捕食量會比袋獾多出不少），導致其他物種的滅絕。在澳大利亞大陸地區，袋獾的滅絕已經導致多種小型有袋目動物的滅絕，而現在，塔斯馬尼亞是袋獾最後的避難所。能否成功阻止袋獾滅絕，將取決於我們在塔斯馬尼亞西北部的研究發現。

傳染性腫瘤威脅人類？

考慮到人類的遺傳多樣性極其豐富，而且可以避免導致腫瘤傳播的行為方式，因而我們看起來還算安全，不大可能重蹈塔斯馬尼亞袋獾的覆轍。實際上，即使有人被患病袋獾或犬類咬傷，但因為人的遺傳背景迥異於這些動物，所以可以確保產生強烈的免疫反應，發現並殺死入侵細胞，而被咬傷的人也不會因此患病或把腫瘤傳染給他人。

然而，這並不意味著我們可以高枕無憂。理論上，傳染性癌症有可能出現在因種群數量下降而導致遺傳多樣性減少的類人猿群體中（比如黑猩猩、大猩猩、紅毛猩猩）。如果這些動物為某些人類群體所捕獲，而在這些人類群體中，恰好有很多人的免疫系統存在缺陷，那麼這種近距離接觸就可能使腫瘤細胞轉移到人類身上，然後開始擴散。HIV高危區的人們去捕捉瀕危猿類動物時，就有可能發生這種情況。儘管存在這種可能性，但我們猜測，在人類中出現癌症跨物種傳播的可能性很小。我們之所以會有這種看法，部分原因是，迄今為止自然界中從來沒有發生過犬類腫瘤的跨物種傳播——儘管在實驗室條件下，犬類腫瘤已經能在親緣關係較近或較遠的犬科動物中發生。

如今，人口數量的激增在以前所未有的方式改變著世界。HIV已經感染了數百萬人，這些病毒摧殘著他們的免疫系統，誘發了很多以往罕見的癌症。這種局面有利於傳染性腫瘤的進化。傳染性腫瘤出現在免疫機能受到抑制的人群，隨後進化出感染普通人群的能力，這種可能性絕對存在。類似的情況就曾發生在犬類中：在遺傳變異度小的近親繁殖群體中經過一段時間進化後，犬類傳染性腫瘤現已能夠感染遺傳背景不同的犬類和狼群。目前，犬類腫瘤不具有致命性的事實並不能讓人安心。就像我們在前面提到的，在犬類通過自然進化獲得控制癌症傳播的能力之前，犬類腫瘤在過去某一時期可能也曾像現在的HIV一樣，帶走過很多犬類動物的生命。

袋獾面部腫瘤給生物學家提供了一個研究傳染性腫瘤的獨特機會。同時，它也以一種最殘忍的方式提醒我們，人類在地球上的種種行為可能會帶來怎樣的後果。我們不斷向自然界排放數量巨大的致癌物質，不斷破壞野生動物的生存環境，以至於很多物種滅絕，遺傳多樣性喪失。全球貿易的擴張和動物棲息地的破壞，使得人類和野生動物不得不接觸一些以前從沒有遇到過的致病原。因此，我們可以預測，野生動物中的新型腫瘤——無論是本身具有傳染性，還是由病毒或其他病原體誘導的腫瘤，都將接踵而至，數量越來越多。事實上，就在2015年，科學家在袋獾身上發現了第二種癌症，其與上文提到的癌症一樣，均可導致面部腫瘤。這些惡性腫瘤說不定就會在哪一天從一種動物轉移到另一種動物，甚至人類身上。這並不是嚇你。

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