#流行病學家
大象體型那麼大,為什麼幾乎不會得癌症?皮托悖論瞭解一下
如果有人告訴你,一個體重達5噸的龐然大物,體內活躍著超過3700兆個細胞,卻幾乎不會得癌症。而與此同時,每天都有不幸的人類在與這種疾病相抗爭,你會不會覺得這是科幻小說裡的設定?其實,這種看似矛盾的現象背後,正是生物學中最著名的謎題之一:皮托悖論向科學家發出的挑戰。皮托悖論1977年,牛津大學流行病學家理查德·佩托,在實驗室裡發現了一個顛覆認知的事實:同一物種,體型大的比體型小的患癌機率高。然而,一旦跨越物種再進行對比,就會發現,體型越大,患癌機率反而越低。結腸中估計的突變率與幹細胞數量的關係按照常理推斷,生物體內的細胞數量越多,細胞分裂時出現基因錯誤的機率理應越高,那麼它得癌症的機率也就會越高。如果把每個細胞比作一台精密運作的儀器,大像這樣擁有百倍於人類細胞總量的生物,就像同時運轉著3700兆台儀器的超級工廠。理論上,這個工廠發生故障的機率也應該成倍增加。然而,事實恰恰相反,大象得癌症的機率比人類要小的多。在現實當中,大象幾乎不會得癌症。這種預期與現實的巨大反差,就像發現摩天大樓比平房更抗震一般,令無數人感到費解。經過多年的研究,科學家們在大象基因組中找到了破解悖論的第一把鑰匙。《美國醫學會雜誌》發表的一篇論文研究顯示,大象體記憶體在20個TP53基因複製,而人類僅有1個。(另有一種說法,大象體內有40個TP53基因複製,人類有2個TP53基因複製,一半來自父體一半來自母體。這兩種說法的差異,可能與基因亞型分類或二倍體細胞中等位基因的計數方式有關。)這個被稱為"基因組守護者"的抑癌基因,就像細胞裡的精密監控系統,能夠及時識別DNA損傷並啟動修復程序。當受損細胞無法修復時,TP53就會果斷啟動細胞凋亡機制。想像一下,人類細胞只有1個安檢員,而大象細胞卻配備了20人的專業安保團隊。這種懸殊的防禦力量對比,或許就是大象抗癌能力超群的關鍵所在。但基因優勢並非故事的全部。美國猶他大學的研究團隊發現,大象體內還演化出了獨特的"殭屍基因"機制。當某些細胞檢測到DNA損傷時,這些沉睡的基因會被喚醒,產生大量干擾素等訊號分子,就像在細胞間架設起烽火台,將危險訊號層層傳遞。更神奇的是,大象的細胞似乎進化出了"捨車保帥"的集體智慧。當個別細胞發現自身修復無望時,就會主動釋放凋亡訊號,引導周圍健康細胞與其保持距離,這種利他行為有效阻止了癌變擴散。顯然,這些發現為現代醫學研究開闢了新的思路。科學家正在嘗試將大象的TP53基因匯入人類細胞,用以確認該基因能否提升細胞檢測DNA損傷的能力。但直接移植基因顯然是不現實的,於是研究者轉而開發模仿TP53功能的藥物。更令人驚喜的是,大象血液中某些特殊蛋白展現出選擇性殺傷癌細胞的特性。這或許能夠解釋,為什麼大象能在不傷害正常細胞的前提下維持強大的抗癌能力。當我們讚歎大象精妙的抗癌機制時,也該注意到進化賦予不同生物的獨特生存智慧。藍鯨的心臟每天泵送8噸以上的血液卻從不患心臟病,裸鼴鼠能活到30歲仍保持年輕時的代謝水平。這些奇蹟般的生物特性,都在提醒我們,生命演化中蘊含著無數待解的奧秘。或許,正如進化生物學家文森特·林奇說的那樣:"每個物種都是解決特定生存難題的專家,而我們要做的,就是謙遜地學習這些歷經百萬年檢驗的完美方案。" (寰宇志)