图注：佛蒙特州的科学家一直在研究带有神秘黑色皮损的鲶鱼，本图所示即为其中一例。他们意外发现这些皮损为黑色素瘤（melanoma），更令人震惊的是该癌症具有传播性，可像寄生虫一样在鱼与鱼之间转移。这是首次在淡水动物中发现可传播癌症，也是全球动物界中发现的第四种可传播癌症。患病鱼类最初在佛蒙特州与加拿大魁北克省交界的门弗雷梅戈格湖被发现，目前研究团队已在新英格兰及加拿大的其他湖泊中检出感染该癌症的鱼类。[来源：佛蒙特州鱼类与野生动物局]
佛蒙特大学领衔的研究团队发现，侵扰门弗雷梅戈格湖、新英格兰及加拿大其他湖泊内鲶鱼的神秘黑色皮损由一种可传播癌症导致，这是首次在淡水鱼类物种中发现此类癌症。研究表明，这类癌细胞的行为更接近寄生虫而非传统肿瘤，可在不同鱼体间转移。
这一发现是动物界中已确认的第四种可传播癌症，也是首次在鱼类或淡水物种中发现该类疾病。此前已报道的可传播癌症包括袋獾面部肿瘤病、犬传染性性病肿瘤，以及蛤、贻贝等双壳类软体动物中的类白血病传染性疾病。研究人员特别强调，该疾病目前未发现对人类存在风险：这类癌细胞无法感染其他物种或在异源宿主体内存活，接触、研究这类鱼类均是安全的。
这一新发现为阐明癌症在野外环境中的传播机制提供了新思路，同时也引发了一系列关键科学问题：该癌症的起源是什么？它会对鱼类健康及种群产生何种影响？它能为包括人类在内的所有动物的癌症发生机制研究提供哪些参考？
佛蒙特大学拉纳医学院癌症中心研究员朱莉·德拉贡（Julie Dragon）博士表示，对这种新发现的可传播癌症开展研究，可为更广泛的癌症生物学领域提供新见解。“通过研究癌症如何在原始宿主外存活并传播，我们可以深入了解限制癌症扩散的调控机制，以及这些机制失效时会产生的后果，”她表示，“这些鱼类为研究癌症的演化提供了绝佳模型。”
德拉贡是该研究发表于《自然》（Nature）的论文共同第一作者，论文题为《褐首鲶黑色素瘤代表一种新型可传播癌症》，文中指出：“我们获得了充分的基因组学证据，证实这些黑色素沉着皮损属于可传播癌症，据我们所知，这是首次在鱼类物种中、也是首次在淡水水生环境中发现该类疾病。”
自2012年起，垂钓者和生物学家陆续报告，在佛蒙特州与魁北克省交界的门弗雷梅戈格湖中，出现黑色隆起皮损的褐首鲶（Ameiurus nebulosus）数量显著上升。到2014年，已有近三分之一的鱼类出现这类深色皮损。由于褐首鲶是公认的环境质量指示生物，研究人员最初怀疑该疾病与污染相关的污染物或病原体有关。“一开始我们认为这可能是一种病毒导致的，但该假设始终没有得到验证，”德拉贡说道。
但研究人员最终发现这些皮损为黑色素瘤（一种皮肤癌）。“这一结果出乎我们的意料，”德拉贡表示，“我们很困惑，这种底栖鱼类为何会患上我们通常认为与过度日照相关的癌症。”在这项研究中，德拉贡及其团队对癌细胞的遗传特征开展了“深度解析”。
图注：佛蒙特大学教授、癌症研究员朱莉·德拉贡在佛蒙特州纽波特市门弗雷梅戈格湖畔的网关中心，共同主导黑色素瘤患病鲶鱼的解剖和组织样本采集工作。其他参与人员包括：英国剑桥大学教授伊丽莎白·默奇森（Elizabeth Murchison）、其博士后研究员佐伊·克拉克（Zoe Clarke）、美国地质调查局鱼类健康生物学博士后研究员夏延·史密斯（Cheyenne Smith）、其本科实习生于山姆·威廉姆斯（Sam Williams，未在照片中出现）、佛蒙特州鱼类与野生动物局鱼类生物学家彼得·爱默生（Peter Emerson）。研究团队共采集了17尾鱼的组织样本。[来源：佛蒙特大学]
研究团队采用全基因组测序（whole-genome sequencing）技术，对患病鱼的肿瘤组织和健康组织DNA进行了比对。他们最初预期能找到使鱼类自身细胞更易发生癌变的基因突变，但最终发现，不同鱼体的癌细胞之间的遗传相似度远高于癌细胞与其宿主鱼的遗传相似度——这是克隆性可传播癌症（clonally transmissible cancer）的典型特征，即肿瘤细胞本身可作为传染性因子传播。
论文中提到：“不同肿瘤样本间共享数十万个遗传变异，但这些变异在宿主鱼的基因组中均不存在，这一差异远高于传统癌症的变异水平。”
研究团队目前正在解析癌细胞在不同个体间的传播方式。“目前看来传播仅发生在达到繁殖年龄的成鱼中，”研究共同第一作者、佛蒙特大学鲁宾斯坦环境与自然资源学院鱼类生物学家马克·亨德森（Mark Henderson）博士表示，“可能是繁殖过程中的某些行为促进了癌症在个体间的传播。”
研究指出，污染物或激素变化可能会抑制鱼类的免疫系统，使湖中的褐首鲶更易感染该癌症。天然存在的砷也可能是诱因之一：研究团队确实在鱼癌细胞中检测到了砷水平升高，且癌症的地理分布与湖泊周边土壤的砷含量存在相关性。“砷在整个新英格兰地区天然存在，佛蒙特州东北部王国区域以及缅因州的砷含量非常高，而这些区域也都发现了该癌症的流行痕迹，”亨德森说道。
该癌症的生态影响目前尚不明确。部分可传播癌症的破坏性极强：袋獾面部肿瘤已经导致部分袋獾种群减少了90%。而犬传染性性病肿瘤则已与宿主共存了数千年。在门弗雷梅戈格湖，重度患病的褐首鲶仍可存活数年，但该疾病对种群的长期影响仍未可知。
研究人员正开始追溯该癌症的存在时长，以及可传播癌症的普遍程度。他们正在对马萨诸塞州的池塘和河流开展调研，以进一步明确该癌症的分布范围，判断其是否起源于该区域。“我们的观点是，这类疾病可能并不像大家认为的那样罕见，只是我们没有发现而已，”德拉贡表示，“就可传播癌症而言，我们发现的病例少，可能仅仅是因为我们没有主动去寻找。”
研究团队在论文中总结道：“尽管我们无法排除传统病原体在该疾病最初出现或生态传播过程中的作用，但本研究提供的基因组学证据压倒性支持这是一种可传播癌症，其肿瘤细胞本身即为传染性实体。”
专业注释
- 褐首鲶：又名云斑鮰，常用作水生生态毒理研究的模式生物
- 克隆性可传播癌症：同一克隆来源的肿瘤细胞可直接作为传染源在宿主间传播