大型動物壽命更長,細胞數量更多,細胞出錯的可能性也更大,預期的患癌風險也更大。一項對263個物種的綜合分析表明,大型動物的癌癥發病率高于小型動物。但這種增加幅度低于預期,表明它們進化出了降低風險的方式。2月24日,相關論文發表于美國《國家科學院院刊》。
非洲象的基因適應性有助于抗癌(圖源:Alamy)
“我們首次提供了實證證據,表明體型大小與癌癥發病率之間存在關聯,即大型物種比小型物種更容易患癌。”倫敦大學學院的George Butler表示,“這一結果與此前的研究形成鮮明對比,此前的研究并未發現體重與癌癥發病率之間存在聯系。”但Butler說,許多此類研究僅涉及幾十種物種。
為了獲得更廣闊的視野,巴特勒和他的同事們分析了79種鳥類、90種哺乳動物、63種爬行動物和31種兩棲動物的體型和癌癥發病率數據。這些數據來自于其他研究人員之前的工作,他們查閱了解剖記錄,查看在動物園和水族館等地方飼養的動物在死亡時是否患有癌癥。
研究團隊發現,與體型較小的動物相比,大型動物在死亡時患癌的幾率略高。在鳥類和哺乳動物中,體重每增加1%,癌癥發病率平均增加0.1%。由于缺乏爬行動物和兩棲動物的體重數據,研究團隊使用了體長數據,發現體長每增加1%,癌癥發病率平均上升0.003%。
Butler和團隊說,他們的研究結果挑戰了一個長期存在的觀點——佩托悖論,該悖論指出癌癥發病率應與體型大小相關,但事實并非如此。然而,紐約州羅切斯特大學的Vera Gorbunova說,這種相關性的弱點仍然需要解釋。
她說:“他們觀察到的風險增加非常非常小,而且與體型大小完全不成正比。如果你拿老鼠這樣的小動物來說,人類的體型可能是老鼠的100倍,而大象的體型是老鼠的1000倍,那么人類的癌癥發病率并沒有高出100倍,大象也沒有高出1000倍。”
Gorbunova說,這表明大型物種進化出了更多保護自己的方法。事實上,通過使用進化樹來推斷動物體型的進化速度,研究小組發現,如果體型相似的鳥類和哺乳動物在進化過程中經歷了更快的體型增長,那么它們對癌癥的防御能力就會更強。
以前的研究已經確定了大象和鯨魚中的一些基因適應性,這些適應性可能通過改善DNA修復或阻止有缺陷的細胞分裂來抵御癌癥。
Gorbunova表示,深入了解一些動物如何抵御癌癥,可能會為人類帶來新的療法。“如果你發現這些抗癌動物中某些特定的生物途徑出現了不同程度的調整,我們也可以設計出針對這些通路的小分子藥物,從而更有效地殺死癌細胞,甚至防止癌癥的發生。”
“這些藥物很可能是非常有前景的,因為在進化過程中,這些機制已經經過了數百萬年的考驗。”Gorbunova說。
相關論文信息:https://doi.org/10.1073/pnas.2422861122
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