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2023 年某日，俄亥俄州東巴勒斯坦市的寧靜被撕裂了。一列承載著致命化學品的列車轟然脫軌，瞬間點燃了災難的引信，熊熊烈焰舔舐著扭曲的車廂，濃煙翻滾著沖上云霄。然而，比火光更令人心悸的是，氯乙烯、丙烯醛、二噁英……這些足以改寫生命劇本的頂級致癌物，如同地獄釋放的幽靈，悄然混合在空氣、土壤和水流里，悄無聲息地鉆進居民的每一次呼吸、每一滴飲水。

災難過后，一個巨大的問號懸在每個人頭頂——這場災難對當地人癌癥風險的影響究竟如何？由于癌癥這位最陰險的殺手向來“性子慢”，科學家們想要從人身上摸清這個問題的答案，恐怕得等等上幾十年。但這里或許有另一個更快捷的答案——小鎮居民忠實的狗狗們也同樣暴露在“毒云”籠罩環境里，而它們的癌癥，顯現得要快得多。

原來，這群毛茸茸的小伙伴，不僅是人類患難與共的家人，更可能成為解開人類癌癥謎題的絕佳途徑！這可不單單是因為主人和狗狗接觸著同一片天空下的致癌物，更是因為，癌癥在這兩個物種體內的發展路徑，竟有著驚人的相似。

北卡羅來納州立大學的遺傳學家馬修?布林（Matthew Breen）對此 表示：狗狗是人類最好的朋友，也是人類最好的生物醫學研究伙伴。癌癥在它們體內發展速度快，用它們做新療法試驗，能比人類臨床試驗快得多看到結果。這對科學家、狗及其主人都有益處，可謂是一舉三得的美事 。

處于研究前沿的狗狗們

人與狗之間的這種這份跨物種的“醫學羈絆”，其實早有苗頭。獸醫們長期以來一直用為人類開發的藥物治療他們的犬類患者；醫生們在給病人用新療法前，也常先把目光投向這些忠誠的犬類伙伴——它們成了臨床試驗的先鋒。例如，不用截肢就能治療骨肉瘤（一種骨癌）的療法，最初就是在狗狗身上摸索出來的。

時至今日，這種跨物種的醫學互助早已不是偶爾的靈光一閃。科學家們正越來越清晰地看到一個震撼事實：狗狗身上的腫瘤(本文都指惡性腫瘤，也就是癌癥)，和人類的腫瘤太像了！這不禁讓人驚呼：莫非破解人類癌癥的終極密碼，就藏在咱們朝夕相處的“汪星人”身上？

犬癌和人癌最關鍵的相似點之一在于，它們都是自發產生的，是細胞層面一場曠日持久的拉鋸戰的最終產物：在年復一年的歲月侵蝕下，細胞就像一臺持續運轉的老機器，其積累的基因損傷最終打破了細胞分裂的正常秩序，產生了腫瘤細胞。腫瘤細胞可謂是“詭計多端”，它們會耍些小伎倆逃避免疫系統的追捕，并且不同癌癥有不同的發病路徑，就連同一個腫瘤里的細胞都可能存在差異。

此處指示的癌癥顯示了狗和人之間的潛在相似性。有些疾病，如血液癌、肺癌、乳腺癌和膀胱癌，可能具有共同的環境風險因素。

傳統癌癥研究的主力軍是小白鼠，這種研究方法通常需要研究者將腫瘤植入近親繁殖的小鼠體內，因為這種小鼠是免疫缺陷的“玻璃體格”，方便癌癥細胞的快速成長。但與狗狗不同的是，小白鼠體內癌癥與人癌存在巨大的區別，這種研究方法卻忽略了異質性。

最新的基因研究更是坐實了狗狗和人類在基因損傷上的相似性。馬薩諸塞大學陳醫學院的基因組學家埃莉諾?卡爾森（Elinor Karlsson）團隊，研究了 15000 多個人類腫瘤（涵蓋 32 種癌癥類型）和 400 多個犬類腫瘤（7 種類型）的基因序列，其研究目的是識別出出那些只在癌細胞里存在、正常細胞里沒有的基因突變。這些突變大概率不是天生的，而是后天積累的基因損傷，有些就可能催生出癌癥。

該研究的結果表示，兩個物種的基因損傷，簡直像一個模子刻出來的“雙胞胎”，對此，卡爾森說："從基因層面看，狗和人類驅動癌癥的基本上是相同的基因。"很多狗狗腫瘤里的基因突變，在人類癌癥的罪犯名單上也是“常客”，比如腫瘤抑制基因PTEN（常在乳腺癌、前列腺癌里作亂），還有細胞分裂調節器 NRAS（和黑色素瘤等有關）。更有意思的是，兩個物種的基因突變常常發生在基因的同一位置或附近，這表明它們可能導致類似的功能障礙。

圖源：pixabay

狗狗真能預測人類癌癥藥物的效果嗎？加州一家致力于犬類癌癥研究的 FidoCure 公司最近也有類似發現。他們的研究人員在研究帶有特定基因突變的腫瘤對人類療法的反應時，翻看了 1108 只病犬的記錄，發現攜帶特定突變腫瘤的狗在接受針對該突變的人類藥物治療后，其存活率會更高。這說明兩個物種的癌癥在生物學機理上的相似性可能真的很高。這么一來，反過來把狗狗當成試驗平臺，為人類研發新療法，這在理論上真！的！管！用！

目前，把狗狗視為新療法研發的“黃金跳板”的研究模式已經開花結果，得到了許多可行的療法，如今這些療法要么進入了人類臨床試驗，要么已經獲批用于人類了。比如治療腦癌的免疫療法、對付淋巴瘤的病毒療法，還有針對多發性骨髓瘤、淋巴瘤和腦腫瘤的藥物療法。此外，根據FidoCure 的研究結果表明，這些療法可能只是該領域蘊含的金山的一角，未來，從狗狗這個忠誠的“戰友”身上，必將挖掘出更多對抗癌魔的利器！

美國國家癌癥研究所的獸醫腫瘤學家 Amy LeBlanc 與參加臨床試驗的癌癥患者 Roxy 坐在一起。狗癌癥與我們自己的癌癥非常相似，因此研究人員可以在進行人體試驗之前先研究狗的治療方法。圖源：AMY LEBLANC

更快地獲取答案

狗狗是夾在人與小白鼠間的“完美接力棒”，癌癥在狗狗體內的進展節奏，既不像小白鼠那樣“快餐化”，又比人類要快得多，是快捷又完美的途徑來獲得更有說服力的答案。舉個例子，腫瘤常常會產生大量畸形的 RNA 分子，研究者在小白鼠身上嘗試過用疫苗瞄準這些分子，這能延緩甚至阻止癌癥發生，但要在人身上測試這種預防性疫苗，沒個十年二十年出不來結果 。而由于小白鼠與人類癌癥的巨大差異性，只憑借小白鼠的研究數據，很難說服資助機構砸錢支持這么漫長又燒錢的研究。這項工作的研究者，科羅拉多州立大學的獸醫腫瘤學家道格拉斯?塔姆（Douglas Thamm）對此也表示："從老鼠實驗直接跳到為期 15 到 20 年的人類癌癥預防研究，步子扯太大，容易劈叉啊！。"

于是，塔姆團隊將研究轉戰到狗狗賽場，這使得局面瞬間開朗，他們在狗狗身上測試這種疫苗，一下子把驗證時間縮短從數十年縮短到五年。現在，他們已經將804 只狗狗的數據收集完畢，研究者正全力對其攻堅分析，預計到 2025 年底就能得出該疫苗有效性的答案。

癌癥檢測技術也能借狗狗之力往前邁一大步。例如，血管肉瘤這種兇險的血管癌，是很多金毛尋回犬的噩夢，藥物雖然通常能延緩這種癌癥的發展，但不少金毛最終還是會復發。這時，一項被稱為“液體活檢”的血液檢測技術——通過血液樣本檢測復發蛛絲馬跡，正在狗狗身上嶄露頭角！卡爾森團隊正在全力研究這項技術的可行性。塔夫茨大學的獸醫腫瘤學家兼免疫學家謝麗爾?倫敦（Cheryl London）是這個項目的聯合負責人，她指出：“這項技術還在研發中，但一旦能夠發現復發跡象，獸醫就能立刻停用無效療法，進而更換更有效的方案進行嘗試。“她還提到了人類醫療由于倫理紅線的存在，在標準治療徹底被‘判死刑’前，醫生可不能隨便給病人用實驗性療法，而對狗狗，我們能夠更靈活地調整治療，這是加快試錯的獨特優勢。

狗狗和我們一起生活，因此它們會和人類一樣接觸到環境中許多相同的致癌化學物質，包括煙草的煙霧。由于狗狗的癌癥通常發展得更快，因此研究人員可以通過觀察動物以尋找人類在環境中的癌癥風險的線索。圖源：LORRAINE POOLE / SHUTTERSTOCK

未來更值得期待！卡爾森目光長遠：這種“液體活檢”很可能成為未來人類和狗狗篩查“隱匿癌癥”的法寶。而金毛尋回犬群體本身，更是一座具有極大研究研究價值的金礦，因為很多金毛一生都難逃癌癥，研究者不需要海量篩查，就能找到足夠的腫瘤案例來研究。這群總是叼著玩具、搖著尾巴的金毛，或許正默默充當著我們攻克癌癥的“哨兵”與“戰友”。

反應環境威脅的忠誠哨兵

狗狗對癌癥研究還有另一個重要益處——作為我們身邊的“隱形毒物警報器”與“環境哨兵”。布林一針見血道：“毛孩子們和我們泡在完全相同的‘環境湯’里——呼吸一樣的空氣，喝著一樣的水源，甚至翻滾在同一片可能噴灑了除草劑的草坪上！它們的小爪子踩過的泥土，也可能正是我們孩子玩耍的地方。”既然致癌的基因劇本在人與狗身上如此相似，那么如果某種環境污染能把狗狗“放倒”，那人類很可能也跑不掉。布林解釋說：“人類接觸各種環境致癌物后，可能要 25 年才會患上癌癥。但狗狗的生命周期短啊，毒素只需‘發力’兩三年就可能導致癌癥。" 所以，通過狗狗能更快揪出那些可能對人類危害最大的化學物質。

布林團隊最近就給這個 "狗狗哨兵"進行了測試，想找出可能導致膀胱癌的環境毒素。他們研究的突破口是一種叫BRAF V595E的基因突變，這是狗狗膀胱癌的早期信號。目前已有的研究表明環境中的化學物質和這種癌癥有關，而布林團隊的目標就是要找出具體是哪些物質。

為了能夠得到答案，團隊通過尿液樣本找到 25 只帶有 BRAF V595E 突變的狗狗，給它們寄去特制的硅膠標簽。同時，他們還找到了76 只同品種、同性別的健康狗狗作為對照組，給它們也寄去了標簽。這些硅膠標簽能夠無聲吸附空氣中化學分子，每只狗狗特工都在家戴了五天標簽，收集著家中的化學證據。隨后主人把標簽寄回，以供研究者提取并分析。

布林團隊的分析成功得到了一份“有毒黑名單”，即帶有突變的狗狗身上，有 25 種化學物質含量更高，這些就是潛在的致癌物。其中有阻燃劑、增塑劑，還有吸煙、火災和汽車排放產生的燃燒副產品。布林說："這些都是家家戶戶常見的化學物質。" 他團隊早些時候的研究還發現，狗狗身上硅膠標簽記錄的化學指紋，和它們主人戴的硅膠腕帶記錄的很像。

“狗狗哨兵“這種方法或許能用來評估其他環境暴露的癌癥風險，比如東巴勒斯坦市的火車脫軌毒云災難事件。為此，卡爾森團隊最近給大約 75 位住在事發地附近的狗主人寄了硅膠標簽。此刻，科學家正雙線作戰：檢測標簽里的化學物質，同時篩查狗狗的血液樣本，看看有沒有和癌癥相關的基因變化。卡爾森表示，要是那些接觸了脫軌事件中化學品的狗狗，血液里的突變率更高，那它們和主人可能就得接受監測，留意癌癥風險的變化了。

隨著研究者不斷探索犬癌和人癌之間的聯系，這帶來的益處不僅限于科學領域，還惠及狗的主人和他們生病的寵物。這些寵物能得到頂級的癌癥治療方案，有些甚至比它們的主人享受到的還要前沿，它們的生命，在科學的回饋下得以延長，讓那份珍貴的陪伴延續得更久一點。而主人也贏得了更多與心愛的伙伴相伴的分秒時光。每一次幫助病犬，也是為人類健康埋下的伏筆，塔姆表示："我們不是在拿這些動物做實驗害它們，我們是真心想幫它們。"能夠幫助點亮人與狗的生命之光，這讓塔姆與其他研究者心里滿是成就感，而這成就感的暖流，正是驅策科研不斷向前的深層動力！

作者：Bob Holmes

翻譯：涼漸

審校：7號機

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【互動問題：類似于是狗狗在癌癥方面的跨物種醫療價值，你還知道哪些？】

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編輯：7號機

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不代表中科院物理所立場