2023 年某日，俄亥俄州东巴勒斯坦市的宁静被撕裂了。一列承载着致命化学品的列车轰然脱轨，瞬间点燃了灾难的引信，熊熊烈焰舔舐着扭曲的车厢，浓烟翻滚着冲上云霄。然而，比火光更令人心悸的是，氯乙烯、丙烯醛、二噁英……这些足以改写生命剧本的顶级致癌物，如同地狱释放的幽灵，悄然混合在空气、土壤和水流里，悄无声息地钻进居民的每一次呼吸、每一滴饮水。
灾难过后，一个巨大的问号悬在每个人头顶——这场灾难对当地人癌症风险的影响究竟如何？由于癌症这位最阴险的杀手向来“性子慢”，科学家们想要从人身上摸清这个问题的答案，恐怕得等上几十年。但这里或许有另一个更快捷的答案——小镇居民忠实的狗狗们也同样暴露在“毒云”笼罩的环境里，而它们的癌症，显现得要快得多。
原来，这群毛茸茸的小伙伴，不仅是人类患难与共的家人，更可能成为解开人类癌症谜题的绝佳途径！这可不单单是因为主人和狗狗接触着同一片天空下的致癌物，更是因为，癌症在这两个物种体内的发展路径，竟有着惊人的相似。
北卡罗来纳州立大学的遗传学家马修・布林（Matthew Breen）对此表示：狗狗是人类最好的朋友，也是人类最好的生物医学研究伙伴。癌症在它们体内发展速度快，用它们做新疗法试验，能比人类临床试验快得多地看到结果。这对科学家、狗及其主人都有益处，可谓是一举三得的美事 。
处于研究前沿的狗狗们
人与狗之间的这种跨物种的“医学羁绊”，其实早有苗头。兽医们长期以来一直用为人类开发的药物治疗他们的犬类患者；医生们在给病人用新疗法前，也常先把目光投向这些忠诚的犬类伙伴——它们成了临床试验的先锋。例如，不用截肢就能治疗骨肉瘤（一种骨癌）的疗法，最初就是在狗狗身上摸索出来的。
时至今日，这种跨物种的医学互助早已不是偶尔的灵光一闪。科学家们正越来越清晰地看到一个震撼事实：狗狗身上的肿瘤（本文都指恶性肿瘤，也就是癌症），和人类的肿瘤太像了！这不禁让人惊呼：莫非破解人类癌症的终极密码，就藏在与咱们朝夕相处的“汪星人”身上？
犬癌和人癌最关键的相似点之一在于，它们都是自发产生的，是细胞层面一场旷日持久的拉锯战的最终产物：在年复一年的岁月侵蚀下，细胞就像一台持续运转的老机器，其积累的基因损伤最终打破了细胞分裂的正常秩序，产生了肿瘤细胞。肿瘤细胞可谓是“诡计多端”，它们会耍些小伎俩逃避免疫系统的追捕，并且不同癌症有不同的发病路径，就连同一个肿瘤里的细胞都可能存在差异。
此处指示的癌症显示了狗和人之间的潜在相似性。有些疾病，如血液癌、肺癌、乳腺癌和膀胱癌等，可能具有共同的环境风险因素。
传统癌症研究的主力军是小白鼠，这种研究方法通常需要研究者将肿瘤植入近亲繁殖的小鼠体内，因为这种小鼠是免疫缺陷的“玻璃体格”，方便癌症细胞的快速成长。但与狗狗不同的是，小白鼠体内癌症与人癌存在巨大的区别，这种研究方法却忽略了异质性。
最新的基因研究更是坐实了狗狗和人类在基因损伤上的相似性。马萨诸塞大学陈医学院的基因组学家埃莉诺・卡尔森（Elinor Karlsson）团队，研究了 15000 多个人类肿瘤（涵盖 32 种癌症类型）和 400 多个犬类肿瘤（7 种类型）的基因序列，其研究目的是识别出那些只在癌细胞里存在、正常细胞里没有的基因突变。这些突变大概率不是天生的，而是后天积累的基因损伤，有些就可能催生出癌症。
该研究的结果表示，两个物种的基因损伤，简直像一个模子刻出来的“双胞胎”，对此，卡尔森说：“从基因层面看，狗和人类驱动癌症的基本上是相同的基因。”很多狗狗肿瘤里的基因突变，在人类癌症的罪犯名单上也是“常客”，比如肿瘤抑制基因PTEN（常在乳腺癌、前列腺癌里作乱），还有细胞分裂调节器 NRAS（和黑色素瘤等有关）。更有意思的是，两个物种的基因突变常常发生在基因的同一位置或附近，这表明它们可能导致类似的功能障碍。
图源：pixabay
狗狗真能预测人类癌症药物的效果吗？加州一家致力于犬类癌症研究的 FidoCure 公司最近也有类似发现。他们的研究人员在研究带有特定基因突变的肿瘤对人类疗法的反应时，翻看了 1108 只病犬的记录，发现携带特定突变肿瘤的狗在接受针对该突变的人类药物治疗后，其存活率会更高。这说明两个物种的癌症在生物学机理上的相似性可能真的很高。这么一来，反过来把狗狗当成试验平台，为人类研发新疗法，这在理论上真！的！管！用！
目前，把狗狗视为新疗法研发的“黄金跳板”的研究模式已经开花结果，得到了许多可行的疗法，如今这些疗法要么进入了人类临床试验，要么已经获批用于人类了。比如治疗脑癌的免疫疗法、对付淋巴瘤的病毒疗法，还有针对多发性骨髓瘤、淋巴瘤和脑肿瘤的药物疗法。此外，根据FidoCure 的研究结果表明，这些疗法可能只是该领域蕴含的金山的一角，未来，从狗狗这个忠诚的“战友”身上，必将挖掘出更多对抗癌魔的利器！
美国国家癌症研究所的兽医肿瘤学家 Amy LeBlanc 与参加临床试验的癌症患者 Roxy 坐在一起。狗的癌症与我们自己的癌症非常相似，因此研究人员可以在进行人体试验之前先研究狗的治疗方法。图源：AMY LEBLANC
更快地获取答案
狗狗是夹在人与小白鼠间的“完美接力棒”，癌症在狗狗体内的进展节奏，既不像小白鼠那样“快餐化”，又比人类要快得多，是通过快捷又完美的途径来获得更有说服力的答案。举个例子，肿瘤常常会产生大量畸形的 RNA 分子，研究者在小白鼠身上尝试过用疫苗瞄准这些分子，这能延缓甚至阻止癌症发生，但要在人身上测试这种预防性疫苗，没个十年二十年出不来结果 。而由于小白鼠与人类癌症的巨大差异性，只凭借小白鼠的研究数据，很难说服资助机构砸钱支持这么漫长又烧钱的研究。这项工作的研究者，科罗拉多州立大学的兽医肿瘤学家道格拉斯・塔姆（Douglas Thamm）对此也表示：“从老鼠实验直接跳到为期 15 到 20 年的人类癌症预防研究，步子太大，容易劈叉啊！”
于是，塔姆团队将研究转战到狗狗赛场，这使得局面瞬间开朗，他们在狗狗身上测试这种疫苗，一下子把验证时间从数十年缩短到五年。现在，他们已经将804 只狗狗的数据收集完毕，研究者正全力对其进行分析，预计到 2025 年底就能得出该疫苗有效性的答案。
癌症检测技术也能借狗狗之力往前迈一大步。例如，血管肉瘤这种凶险的血管癌，是很多金毛寻回犬的噩梦，药物虽然通常能延缓这种癌症的发展，但不少金毛最终还是会复发。这时，一项被称为“液体活检”的血液检测技术——通过血液样本检测复发的蛛丝马迹，正在狗狗身上崭露头角！卡尔森团队正在全力研究这项技术的可行性。塔夫茨大学的兽医肿瘤学家兼免疫学家谢丽尔・伦敦（Cheryl London）是这个项目的联合负责人，她指出：“这项技术还在研发中，但一旦能够发现复发迹象，兽医就能立刻停用无效疗法，进而更换更有效的方案进行尝试。她还提到了人类医疗由于伦理红线的存在，在标准治疗彻底被“判死刑”前，医生可不能随便给病人用实验性疗法，而对狗狗，我们能够更灵活地调整治疗，这是加快试错的独特优势。
狗狗和我们一起生活，因此它们会和人类一样接触到环境中许多相同的致癌化学物质，包括烟草的烟雾。由于狗狗的癌症通常发展得更快，因此研究人员可以通过观察动物以寻找人类在环境中的癌症风险的线索。图源：LORRAINE POOLE / SHUTTERSTOCK
未来更值得期待！卡尔森目光长远：这种“液体活检”很可能成为未来人类和狗狗筛查“隐匿癌症”的法宝。而金毛寻回犬群体本身，更是一座具有极大研究价值的金矿，因为很多金毛一生都难逃癌症，研究者不需要海量筛查，就能找到足够的肿瘤案例来研究。这群总是叼着玩具、摇着尾巴的金毛，或许正默默充当着我们攻克癌症的“哨兵”与“战友”。
反映环境威胁的忠诚哨兵
狗狗对癌症研究还有另一个重要益处——作为我们身边的“隐形毒物警报器”与“环境哨兵”。布林一针见血道：“毛孩子们和我们泡在完全相同的‘环境汤’里——呼吸一样的空气，喝着一样的水源，甚至翻滚在同一片可能喷洒了除草剂的草坪上！它们的小爪子踩过的泥土，也可能正是我们孩子玩耍的地方。”既然致癌的基因剧本在人与狗身上如此相似，那么如果某种环境污染能把狗狗“放倒”，那人类很可能也跑不掉。布林解释说：“人类接触各种环境致癌物后，可能要 25 年才会患上癌症。但狗狗的生命周期短啊，毒素只需‘发力’两三年就可能导致癌症。”所以，通过狗狗能更快地揪出那些可能对人类危害最大的化学物质。
布林团队最近就给这个 “狗狗哨兵”进行了测试，想找出可能导致膀胱癌的环境毒素。他们研究的突破口是一种叫BRAF V595E的基因突变，这是狗狗膀胱癌的早期信号。目前已有的研究表明环境中的化学物质和这种癌症有关，而布林团队的目标就是要找出具体是哪些物质。
为了能够得到答案，团队通过尿液样本找到 25 只带有 BRAF V595E 突变的狗狗，给它们寄去特制的硅胶标签。同时，他们还找到了76 只同品种、同性别的健康狗狗作为对照组，给它们也寄去了标签。这些硅胶标签能够无声吸附空气中化学分子，每只狗狗特工都在家戴了五天标签，收集着家中的化学证据。随后主人把标签寄回，以供研究者提取并分析。
布林团队的分析成功得到了一份“有毒黑名单”，即在带有突变的狗狗身上，有 25 种化学物质含量更高，这些就是潜在的致癌物。其中有阻燃剂、增塑剂，还有吸烟、火灾和汽车排放产生的燃烧副产品。布林说：“这些都是家家户户常见的化学物质。”他团队早些时候的研究还发现，狗狗身上硅胶标签记录的化学指纹，和它们主人戴的硅胶腕带记录的很像。
“狗狗哨兵”这种方法或许能用来评估其他环境暴露的癌症风险，比如东巴勒斯坦市的火车脱轨毒云灾难事件。为此，卡尔森团队最近给大约 75 位住在事发地附近的狗主人寄了硅胶标签。此刻，科学家正双线作战：检测标签里的化学物质，同时筛查狗狗的血液样本，看看有没有和癌症相关的基因变化。卡尔森表示，要是那些接触了脱轨事件中化学品的狗狗，血液里的突变率更高，那它们和主人可能就得接受监测，留意癌症风险的变化了。
随着研究者不断探索犬癌和人癌之间的联系，这带来的益处不仅限于科学领域，还惠及狗的主人和他们生病的宠物。这些宠物能得到顶级的癌症治疗方案，有些甚至比它们的主人享受到的还要前沿，它们的生命，在科学的回馈下得以延长，让那份珍贵的陪伴延续得更久一点。而主人也赢得了更多与心爱的伙伴相伴的分秒时光。每一次帮助病犬，也是为人类健康埋下的伏笔，塔姆表示：“我们不是在拿这些动物做实验害它们，我们是真心想帮它们。”能够帮助点亮人与狗的生命之光，这让塔姆与其他研究者心里满是成就感，而这成就感的暖流，正是驱策科研不断向前的深层动力！
转自：中科院物理所
来源：蝌蚪五线谱
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