鲸鱼为什么不患癌症？基因测序揭开答案：基因突变数远小于其他哺乳动物

众所周知，年龄和体重是癌症发展的重要危险因素，年龄越大、体重越重，患癌症的风险就越高。鲸鱼体型巨大，寿命也很长，例如蓝鲸，体长可达33米，体重仅200吨，寿命约100年。

这应该意味着鲸鱼这种地球上体型最大和寿命很长的动物，具有患癌症的巨大风险。然而，事实并非如此。鲸几乎不会患癌症，同样体型巨大的大象也是，体型巨大的恐龙早已灭绝，它们会不会患癌症我们不得而知，但是恐龙的亲戚鸟类，也很少患癌症。

2019年5月9日，美国亚利桑那州立大学的研究人员在 Molecular Biology and Evolution 杂志发表了题为：Return to the sea, get huge, beat cancer: an analysis of cetacean genomes including an assembly for the humpback whale (Megaptera novaeangliae)的研究论文。

该论文研究了鲸类动物的潜在癌症抑制机制，研究结果揭示了座头鲸以及其他九种鲸类的基因组，以确定它们的癌症防御是如此有效。这项研究不仅让人们更好地了解癌症，也为开发癌症疗法揭开新视角。

在生物体中，细胞分裂时刻都在发生，细胞分裂时伴随着DNA的复制，因此也伴随着基因突变，大多数时候，这些突变要么无害，要么细胞能够修复这些突变，如果有害突变没有被修复，就可能会导致癌症。

年龄和体型是人们众所周知的患癌危险因素。年龄增大，对有害突变的修复能力随之降低。体型越大，意味着细胞数量越多，细胞分裂的总数也就越多，也就更容易出现有害突变。

因此，寿命越长，体型越大的生命，患癌风险也就越高。

然而，体型巨大、寿命很长的鲸鱼却并没有高的患癌风险，这种现象也被称为佩托悖论（Peto's Paradox），佩托悖论是由英国牛津大学的流行病学家Richard Peto于20世纪70年代提出，他发现有些大型长寿命动物患癌风险并未升高。他据此猜测：随着年龄的增长和体型的变大，动物体内可能存在防止癌细胞生成的内在生物学机制。

左上：小须鲸，重约7.5吨，最长约10米，寿命约50年；

左下：座头鲸，重约30吨，最长约16米，寿命约95年；

右上：海豚，重约0.2吨，最长约4米，寿命约52年；

右下：虎鲸，重约4吨，最长约8米，寿命约90年。

为了研究鲸鱼的防癌机制，研究团队从美国马萨诸塞州海岸的一个名为Salt的成年雌性座头鲸身上获取皮肤样本。然后对它的基因组进行了测序和组装，获取长约27亿个碱基对的基因组（与之相比，人类基因组长约31亿个碱基对）。研究人员还测序了RNA，这有助于找到基因位于基因组中的精确坐标。

该团队随后将座头鲸基因组与其他哺乳动物的基因组进行了比较，包括其他海洋巨头，如蓝鲸、长须鲸、和抹香鲸。以期望看到差异及相似之处。

该研究发现鲸鱼基因组的某些部分比其他哺乳动物进化得更快。 鲸鱼基因组的这些部分包含控制细胞周期、细胞增殖和DNA修复的基因，这些基因对正常细胞功能至关重要。在人类癌症中，通常情况下这些基因是突变了的。而且鲸鱼基因组中的肿瘤抑制基因中进化出许多重复序列。

鲸鱼中特有的高拷贝基因

这些研究表明鲸鱼在哺乳动物中是独一无二的，尽管这些癌症相关的鲸鱼基因进化速度比其他哺乳动物更快，但与其他哺乳动物相比，鲸鱼在基因组中累积的DNA突变数量远远少于其他哺乳动物，这表明鲸鱼的突变率较低。

这项研究建立在亚利桑那州立大学团队在大象身上发现较低癌症发病率的研究的基础上，大象体型巨大且长寿，但大象与鲸鱼在遗传上没有多少共同之处。

该团队的下一步将是使用鲸细胞系进行实验，以更好地了解癌症抑制表型，这将为团队的基因组结果提供重要的功能验证。这也是开发鲸鱼来源的人类抗癌药物的第一步。

此外该团队还在研究陆龟和鳄鱼等长寿动物究竟是如何抑制癌症的。

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这项研究表明，大自然在生命之树中以无数种方式击败了癌症，研究人员可以利用这些信息来帮助找到预防人类癌症的潜在新靶点，比如使用可以阻止细胞增殖的鲸鱼特有蛋白来开发抑制人类肿瘤的药物。

作者认为，他们的目标不仅是让我们了解更好的癌症疗法，而且让公众了解癌症的新视角，鲸鱼和大象进化为击败癌症的事实，以及恐龙也遭受过这种疾病的事实，这表明癌症已经成为数百万年进化的选择性压力，它一直伴随着我们。这也有助于我们更好地了解生物多样性，目前地球正在经历第六次生命大灭绝，我们需要保护更多的生命。

论文链接：

https://academic.oup.com/mbe/advance-article/doi/10.1093/molbev/msz099/5485251

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