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哪個動物最容易得癌症?

大型動物是否更容易罹患癌症?根據佩托悖論,情況並非如此。這個悖論由統計學家兼流行病學家Richard Peto首次提出,指出癌症的發生率並不隨動物體型的增大而上升。事實上,像藍鯨這樣龐大的生物罹患癌症的比例反而很低,而人類每年卻有數千萬新病例。

近期,科學家Carlo Maley及其團隊研究了292種脊椎動物的超過16,000份解剖紀錄,發現癌症的普遍性在動物王國中有著驚人的多樣性。某些物種,例如雪貂(63%)、負鼠(56%)和四趾刺蝟(45%),有著相對較高的癌症發生率。而黑足企鵝、普通鼠海豚和羅德里格斯狐蝠的癌症發生率則極低,分別為0.4%、1.3%和1.6%以下。

癌症的發生與多細胞生物的特性有關,每一次細胞分裂都有可能引入突變,這增加了患癌的風險。然而,一些大型動物演化出特殊的癌症抑制機制,來對抗這些風險。例如,大象擁有多達20個抑癌基因P53的拷貝,而人類只有一對。P53基因在細胞DNA受損時會啟動修復機制或引發細胞凋亡,以防止受損細胞轉變為癌細胞。這也許能解釋為何大象這樣龐大的生物罹患癌症的風險相對較低。

佩托悖論也揭示了不同物種在對抗癌症上的獨特策略。例如,鯨魚這類大型海洋哺乳動物,儘管體型龐大且壽命長,但牠們擁有特殊的細胞機制來降低癌症風險。研究顯示,這些動物可能在細胞層面上具有更高效的DNA修復機制,以及更低的細胞分裂速率,以減少突變的累積。此外,像裸鼴鼠這樣的小型動物,也因為其細胞間具有極強的接觸抑制能力,幾乎不會罹患癌症。

近期的研究中,研究人員還觀察到動物的繁殖壽命與癌症發生率之間的關係。一般來說,壽命越長且繁殖時間越長的物種,越會投入更多的資源於體細胞的維護與癌症防禦上,這可能是因為牠們需要確保長時間的生存和繁殖。因此,較大型且長壽的動物往往在癌症抑制上有著更強的選汰壓力。

突變頻率與癌症正相關 基因P53為抗癌關鍵之一

部分A:科學家用放射線(10 Gy)處理細胞,然後測量細胞在受到放射線後的生長停滯情況(細胞週期停滯)。他們發現,細胞生長的變化與癌症發生率之間沒有顯著關聯(P值為0.19,R²為0.32,代表解釋力不強)。部分B:科學家還研究了每年基因組中的突變率,並發現突變率和癌症發生率之間有較強的正相關(P值為0.0059,R²為0.63,代表解釋力較強)。換句話說,基因突變越頻繁,癌症的發生率越高。研究顯示,細胞在輻射下的生長停滯和癌症發生率關聯性不大,而基因突變的頻率則與癌症發生率呈正相關。圖/《癌症發現》。

研究也指出,哺乳動物相較於爬行動物、鳥類和兩棲動物更容易罹患良性和惡性腫瘤。這與演化過程中不同物種如何防禦癌症的策略有關。像是鳥類和某些爬行動物,可能由於代謝率較低,加上繁殖策略的差異,導致它們罹患癌症的風險較低。

雖然癌症風險似乎與動物的體型和壽命有一定關聯,但這項研究也強調了癌症抑制機制的複雜性。了解這些機制將有助於人類對抗癌症,從自然中借鑒防癌策略,或許是未來預防癌症的希望所在。例如,研究大象和鯨魚如何抑制癌症,可能為我們提供新的基因治療或藥物開發方向。

總體而言,這項研究凸顯了癌症在動物王國中的普遍性及其複雜的演化背景。正如研究人員所說,「每一個物種都有其獨特的防癌故事」,進一步了解這些故事,將有助於我們在人類的癌症防治之路上取得突破。研究結果已發表於《Cancer Discovery》期刊中。

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首圖來源:Jason Drees for the Biodesign Institute at Arizona State University  (CC BY 4.0)

圖片來源:Cancer Discovery  (CC BY 4.0)

參考論文:
Cancer Prevalence across VertebratesCancer Discovery

延伸閱讀:
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