Science：塔斯馬尼亞惡魔的傳染性癌癥的首次測序及進化分析

作者|王聰 來源|生物世界(ID：ibioworld)

塔斯馬尼亞惡魔（Tasmanian Devil），即袋獾，是一種有袋類食肉動物，只分布于澳大利亞塔斯馬尼亞島，由于其遭遇攻擊時會發出臭味、刺耳的叫聲，以及兇惡的表情，因此得名“塔斯馬尼亞惡魔”。

然而，最近三十年來，袋獾一直在與一種傳染性癌癥作斗爭——面部腫瘤病（DFTD），這是一種通過咬傷傳播的癌癥。因為袋獾在爭奪伴侶和食物時會互相撕咬，這導致面部腫瘤病在袋獾種群中的快速傳播，這嚴重威脅了這種這一珍稀物種，僅在最近十年里，已有大約60%-70%的袋獾死于這種傳染性癌癥。

近日，英國劍橋大學的研究人員在 Science 期刊發表了題為：The evolution of two transmissible cancers in Tasmanian devils 的研究論文。

該研究發現，袋獾種群中在大約2011年出現了一種新的傳染性面部腫瘤病DFT2，其變異速度更快，對袋獾構成了高度威脅，可能會進一步導致袋獾種群的崩潰。

該研究繪制了兩種袋獾面部腫瘤病DFT1和DFT2的出現和突變，并描述了這兩種癌癥的持續進化，這些發現強調了傳染性癌癥對袋獾的持續威脅。

在自然界中，很少見到可傳染的癌癥，但這在袋獾中卻產生了幾乎毀滅性的打擊，在最近十年里，60-70%的袋獾因此死亡。

實際上，科學家們已經意識到DFT1和DFT2這兩種癌癥有一段時間了，但對它們的進化卻知之甚少。在這項最新研究中，研究團隊收集了袋獾的參考基因組，并將其與78個DFT1和41個DFT2腫瘤的DNA序列進行了比較。然后，研究團隊構建了這些腫瘤的“系統發育樹”，以追蹤它們的起源，并繪制了它們的突變圖，以描繪出這些腫瘤是如何進化的。

結果顯示，DFT1在1986年就出現了，它已經擴散到塔斯馬尼亞島的大部分地區，這比在塔斯馬尼亞島東北部最早發現的患有DFT1癌癥的袋獾早了大約10年。而1986年這個患有DFT1癌癥的袋獾似乎是一個超級傳播者，它把自己的癌細胞至少傳播給了其他6個袋獾，最終導致了DFT1的6個主要變體。

而DFT2直到2011年才出現，大約三年后，在塔斯馬尼亞東南部的一只雄性袋獾身上首次發現了DFT2癌癥。

與DFT1不同，DFT2僅在塔斯馬尼亞島上的一小部分地區出現。DFT2在基因上與DFT1相似，但它的突變速度要快上三倍左右。這可能是由于DFT2的腫瘤細胞分裂更快，為突變的發生提供了更多的機會。

在大多數情況下，面部腫瘤病在感染后6-12個月發展出實體腫瘤后才具有傳染性。但是快速發展的DFT2可能會縮小這個窗口期，因此導致了更多的感染，傳播得更快，從長期來看具有進化上的優勢。

之前有研究顯示，隨著面部腫瘤病的傳播，有少數袋獾的面部腫瘤開始自行縮小，基因測序顯示，這些袋獾出現了一些預免疫系統相關的突變，幫助它們更好地抵御面部腫瘤病。研究人員曾樂觀地估計，面部腫瘤病可能會成為袋獾的一種地方性疾病，在袋獾中群中的擴散減緩、死亡率降低。

然而，這項最新研究提示我們，袋獾種群中一種新出現的傳染性面部腫瘤病DFT2，變異速度更快，對袋獾構成了高度威脅，可能會進一步導致袋獾種群的崩潰。

論文鏈接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abq6453

編者按：本文轉載自微信公眾號：生物世界(ID：ibioworld)，作者：王聰