University of Utah Health Sciences
犹他州霍格尔动物园(Hogle Zoo)里的非洲象。研究人员说，大象是杰出的抗癌斗士。
1977年，牛津大学(University of Oxford)的统计...
University of Utah Health Sciences
犹他州霍格尔动物园(Hogle Zoo)里的非洲象。研究人员说，大象是杰出的抗癌斗士。
1977年，牛津大学(University of Oxford)的统计学家理查德·皮托(Richard Peto)指出了一个简单却令人费解的生物学现象：照理说，我们人类应该远比小鼠更容易患癌症才对，可事实却并非如此。
皮托博士的理论依据乍一看似乎很简单。细胞每次分裂时都有极小的几率会产生可以加速其生长的突变。如果此类突变累积到一定程度，细胞就可能癌变。动物的体型越大，它身上的细胞就越多；动物的寿命越长，其细胞分裂次数也就越多。我们人类一生中要经历的细胞分裂次数约为小鼠的1万倍，因此患癌症的风险也应比小鼠高得多。
然而，事实上，人类与小鼠的癌症终生风险却大致相同，这一现象被称为“皮托悖论(Peto’s paradox)”。
许多科学家推测，体型较大、寿命较长的动物必定是演化出了其他的武器来抗击癌症。如果事实果真如此，那么，体型最大、寿命最长的动物就应该拥有一个超大号的抗癌军火库，要不然这些物种早就该灭绝了。
拿大象这个物种来说，如若没有这样一种机制，“小象们在3岁前就会因为结肠癌而夭折殆尽。”犹他大学(University of Utah)亨斯迈癌症研究所(Huntsman Cancer Institute)的小儿肿瘤学家乔舒亚·D·希夫曼(Joshua D. Schiffman)如是说。
希夫曼博士及其同事在10月8日的《美国医学协会杂志》(Journal of the American Medical Association)上报告，大象是杰出的抗癌斗士，它们可以利用一组特殊的蛋白质杀死受损的细胞。
独立工作的另一组科学家——芝加哥大学(University of Chicago)的演化生物学家文森特·J·林奇(Vincent J. Lynch)及其同事也得出了相同的结论。这些研究人员10月6日在生物学预印网站bioRxiv的服务器上发布了他们的论文草稿，《eLife》期刊正在对该论文进行审稿。
希夫曼博士和他的同事们在研究中发现，大象中的癌症发生率非常低。他们审查了644头动物园大象的死亡报告，发现其癌症死亡率还不到5%。相比之下，尽管人类的体重只有大象的百分之一，却有11%至25%因癌症丧命。
为了了解大象的癌症防御机制，科学家们研究了一个对预防癌症非常关键的基因——p53。由该基因编码的蛋白质可监视细胞内的DNA损伤。某些情况下，它会促使细胞修复受损的基因；另外一些情况下，p53会阻止细胞进一步分裂；还有一些情况下，它甚至会引起细胞自杀。
下面我们通过一个实例来阐释p53对于抵御癌症的重要意义：如果人生来p53基因就有一个拷贝存在缺陷，就会患上李-佛美尼综合征(Li-Fraumeni syndrome)，患者的癌症终生风险高达90%以上。许多李-佛美尼综合征患者在童年时就开始患癌症，而且一生中还可能患有多种不同类型的癌症。
希夫曼博士和同事们发现，大象的p53基因演化出了数对新的拷贝——人类只有一对p53基因，在大象的细胞内，科学家们却发现了20对这种基因！
林奇博士及其同事也发现了这些额外的p53基因。为了追溯它们的演化过程，研究人员对大象和其他哺乳动物（包括猛犸象和乳齿象等虽然已经灭绝，但DNA在化石中得到保存的现代象的“亲戚们”）的基因组进行了大规模的比对。
林奇博士和同事们发现，大象的体型较小的祖先们与其他哺乳动物一样，只有一对有功能的p53基因。然而，当它们随着演化体型不断增大后，就开始不断地出现额外的p53基因拷贝。
林奇博士说：“这些都是大象这个谱系所特有的。”
研究人员们想知道这些多出来的p53基因拷贝是否在抗癌方面发挥了什么作用，于是两个研究团队都对大象的细胞进行了实验。希夫曼博士及其同事使用辐射和可造成DNA损伤的化学物质来处理大象的细胞，而林奇博士的团队使用的是化学品和紫外线。
虽然处理方法各有不同，大象的细胞做出的应对却完全相同：它们并未尝试修复损伤，而是直接就自杀了。希夫曼博士认为这种反应是一种独特而且非常有效的阻断癌症的方式。他说：“这基本上就像是在宣称：‘我们大象才不怕这点损失——还有很多很多细胞可以补充上来呢。’ ”
未参与上述任一研究的莱斯特大学(University of Leicester)英国医学研究委员会毒理学部(MRC Toxicology Unit)肿瘤学家帕特里夏·马勒(Patricia Muller)表示，这些研究结果非常吸引人，但她也指出，它们并没有明确阐释大象是如何利用p53来对抗癌症的。一种可能性是额外的基因拷贝其实并不会导致细胞自杀。相反，它们只是充当了诱饵，消耗掉了破坏p53蛋白的酶，结果，大象体内的p53水平就会高于其他的动物。“总而言之，”她说，“这很有趣，但仍需要对个中机制进行适当的研究。”
马勒博士指出，在试图用药物模仿大象的抗癌策略并应用于人类之前，准确地认识其中的原理尤其重要。在小鼠实验中，额外的p53显示出该分子具有一个缺点：它会加速衰老。“它必须受到严格的控制，”马勒博士说。
希夫曼博士目前正在研究如何将从大象身上得到的新发现转化为可造福于人类的癌症新疗法。但他也表示，考察下其他大型或长寿的动物应该也会很有用。例如，裸鼹鼠可以活到30岁而从不患癌症。它们使用的抗癌武器是一种蛋白质，可以遏止快速分裂的细胞的生长，这些细胞碰上其他细胞就会让它们停止分裂。
这是对大象的演化历程的一个截然不同的解释。而且，鉴于大象是迄今为止发现的唯一一种通过额外的p53基因拷贝来抵御癌症的动物，希夫曼博士推测，鹦鹉、乌龟和鲸鱼很可能都有各自独特的长寿策略。
“对抗癌症的战争早在人类诞生之前就久已打响了，”希夫曼博士说。“那么，就让我们来看看大自然的战术吧。”