（節(jié)選）2015年--外文翻譯--水平傳染的克隆癌細(xì)胞在軟殼蛤種群中引發(fā)了癌癥（譯文）

1、<p><b>　　中文5960字</b></p><p>　　出處：Metzger M J, Reinisch C, Sherry J, et al. Horizontal Transmission of Clonal Cancer Cells Causes Leukemia in Soft-Shell Clams[J]. Cell, 2015, 161(2):255–263.&

2、lt;/p><p>　　水平傳染的克隆癌細(xì)胞在軟殼蛤種群中引發(fā)了癌癥</p><p>　　MJ Metzger，C Reinisch，J Sherry，SP Goff</p><p>　　摘要：遍及全世界的癌癥的爆發(fā)使得海生雙殼類動(dòng)物數(shù)量大量減少，這種癌癥和白血病類似且極為致命。這種疾病的誘因尚不清楚。我們最近發(fā)現(xiàn)了一個(gè)反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子，稱為“Steamer”，這個(gè)轉(zhuǎn)座子在

3、軟殼蛤（砂海螂）的癌細(xì)胞中被大量表達(dá)和放大達(dá)到了高拷貝數(shù)。通過對(duì)Steamer整合位點(diǎn)，線粒體DNA單核苷酸多態(tài)性，以及多態(tài)性微衛(wèi)星等位基因的分析，我們得到的結(jié)果是癌細(xì)胞的基因型和宿主細(xì)胞的基因型不匹配。相反，從紐約，緬因州，愛德華王子島和加拿大等不同地方獲得的癌細(xì)胞都有幾乎相同的基因型，并且這些癌細(xì)胞的基因型都與它們的宿主不同。這些結(jié)果表明，這種癌癥以一個(gè)克隆的可傳染細(xì)胞的方式在海洋環(huán)境中的動(dòng)物之間傳播。而這些癌細(xì)胞全部來自于一個(gè)原發(fā)

4、此病的蛤個(gè)體。我們的研究結(jié)果表明，癌細(xì)胞的水平傳染事實(shí)上比我們以前認(rèn)為的更為普遍。</p><p>　　引言：癌癥通常都是生物體存活時(shí)體細(xì)胞的突變不斷積累并組成了一個(gè)可以克隆擴(kuò)增的轉(zhuǎn)化細(xì)胞的結(jié)果。這個(gè)轉(zhuǎn)化細(xì)胞的基因型衍生于宿主。受到免疫識(shí)別和基于多態(tài)表面蛋白的排斥，特別是脊椎動(dòng)物中的主要組織相容性復(fù)合體的限制，癌癥通常不會(huì)傳染或者轉(zhuǎn)移至另一個(gè)體。一些腫瘤是由像病毒這樣的傳染性病原體引起的，雖然這些病原體可以是具有

5、傳染性的，但是腫瘤還是會(huì)以轉(zhuǎn)化體細(xì)胞的方式出現(xiàn)在每一個(gè)被感染的個(gè)體中。有兩例已知的類似腫瘤，在這兩例中，一個(gè)腫瘤細(xì)胞作為一個(gè)傳染性細(xì)胞系在個(gè)體之間自然傳播。它們是犬傳染性性病腫瘤，通過性接觸傳播，以及袋獾面部腫瘤，在個(gè)體間通過咬傳播。在這兩例中，腫瘤表現(xiàn)出的基因型也和他們的宿主不匹配。相反，在所有受影響的動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的腫瘤細(xì)胞都是一個(gè)獨(dú)特基因型的單一克隆，這種基因型反映出了它最初最原始的宿主。</p><p>　　

6、浸染型或者血型的腫瘤是發(fā)生在許多水生雙殼類動(dòng)物中的白血病型的癌癥。這些水生雙殼類包括蛤蚌，貽貝，鳥蛤，牡蠣，其特點(diǎn)是血淋巴中細(xì)胞的擴(kuò)增，血淋巴是軟體動(dòng)物的循環(huán)液。這種疾病影響著北美東海岸的軟殼蛤，20世紀(jì)70年代首次記載了這個(gè)物種中的這種疾病。這種腫瘤血細(xì)胞具有獨(dú)特的形態(tài)，它有新的表面抗原，胞質(zhì)中存在錯(cuò)誤定位的p53腫瘤抑制蛋白，失去了吞噬能力，大量增殖并進(jìn)入組織傳播。大部分的傳播性雙殼類腫瘤是非整倍體，他們的DNA含量高于正常。盡管個(gè)

7、體間有變異，但基于DNA含量的流式細(xì)胞分析儀分析，根結(jié)線蟲的瘤細(xì)胞大致是四倍體。這種疾病可以通過試驗(yàn)性的血細(xì)胞移植傳染給幼年動(dòng)物。有理由懷疑這種情況是病毒造成的，但沒有任何傳染性病原體被證實(shí)。對(duì)大多數(shù)受到影響的蛤來說，這種疾病是致命的，這也造成了北美東海岸該物種數(shù)量的下降。對(duì)腫瘤細(xì)胞中的逆轉(zhuǎn)錄酶活性檢測(cè)表明了逆轉(zhuǎn)錄因子參與的可能性，我們利用高通量測(cè)序技術(shù)測(cè)序了蛤的cDNA并發(fā)現(xiàn)了一個(gè)以前未知的LTR反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子，“Steamer”，它的

8、表達(dá)被發(fā)現(xiàn)與疾病密切相關(guān)。在正常的蛤中，基因組內(nèi)包含2到10個(gè)內(nèi)源性的反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子“Steamer”的拷貝（標(biāo)準(zhǔn)化成為一</p><p>　　這里，我們首先擴(kuò)大觀察范圍并發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞中共同含有的“Steamer”整合位點(diǎn)并不存在于正常動(dòng)物或者患病動(dòng)物的正常組織中。這樣的結(jié)果有兩個(gè)可能的解釋：要么“Steamer”反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子在這些腫瘤中的特異性結(jié)合位點(diǎn)表現(xiàn)出了前所未有的選擇性，或者這些腫瘤并不是獨(dú)立出現(xiàn)的，而是都

9、是一個(gè)帶著這些公共“Steamer”位點(diǎn)的原始的白血病細(xì)胞的后代，就像在狗和袋獾的傳染性癌癥中觀察到的那樣。因此，我們分析了線粒體DNA序列和多態(tài)微衛(wèi)星重復(fù)序列，最終發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的基因型與他們的宿主并不匹配。此外，所有癌細(xì)胞的基因型彼此幾乎相同，這明顯說明了以傳染性癌細(xì)胞的方式在大西洋海岸橫向傳播的軟殼蛤白血病來自一個(gè)單一的克隆起源。</p><p><b>　　結(jié)果：</b></p&

10、gt;<p>　　在癌細(xì)胞中共同的“Steamer”整合位點(diǎn)</p><p>　　白血病動(dòng)物的癌細(xì)胞“Steamer”反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子拷貝數(shù)很高，但是這種高拷貝數(shù)在正常細(xì)胞中并不存在。對(duì)患病動(dòng)物不同組織的DNA分析表明“Steamer”拷貝數(shù)在實(shí)體組織中低，而在血淋巴細(xì)胞中最高，所以一些實(shí)體組織中的拷貝數(shù)有所增加可能是由于血淋巴癌細(xì)胞的散播。微量的“Steamer”整合位點(diǎn)初步序列分析表明，腫瘤細(xì)胞的D

11、NA包括了在正常的蛤中不存在的新的整合位點(diǎn)，并且令人驚訝的是，這些新的拷貝往往被發(fā)現(xiàn)在不同白血病動(dòng)物的相同位置。我們現(xiàn)在將這一分析擴(kuò)展到紐約，緬因州，愛德華王子島和加拿大的獨(dú)立種群中的白血病動(dòng)物。我們用反向PCR技術(shù)從多個(gè)白血病動(dòng)物身上克隆出了“Steamer”整合位點(diǎn)，并設(shè)計(jì)了診斷引物來擴(kuò)增出每個(gè)特異性結(jié)合位點(diǎn)。利用這些引物進(jìn)行的PCR測(cè)試使得我們能量化腫瘤和組織中的每個(gè)插入位點(diǎn)的存在。在12個(gè)插入位點(diǎn)的測(cè)試中，7個(gè)出現(xiàn)在了從所有地理

12、位置搜集來的腫瘤DNA樣本中，4個(gè)在緬因州和紐約的腫瘤組織中共有，而這4個(gè)不存在于加拿大的腫瘤樣本中，還有1個(gè)位點(diǎn)在加拿大的腫瘤樣本中是獨(dú)有的。這些癌癥特有的結(jié)合位點(diǎn)并沒有在任何健康動(dòng)物中被發(fā)現(xiàn)，并且在白血病動(dòng)物的正常組織中也只檢測(cè)到了微量</p><p>　　腫瘤細(xì)胞中相同的線粒體DNA多態(tài)性</p><p>　　對(duì)共同結(jié)合位點(diǎn)觀察提出了所有腫瘤來自同一個(gè)克隆起源的可能性。為了檢驗(yàn)這一假

13、設(shè)，即軟殼蛤的白血病通過自我克隆的傳染性癌細(xì)胞在動(dòng)物之間水平傳播，我們檢測(cè)了白血病蛤和正常蛤的DNA單核苷酸多態(tài)性，我們的檢測(cè)是通過檢測(cè)線粒體中編碼細(xì)胞色素c氧化亞基Ⅰ和細(xì)胞色素b的基因序列完成的。所有健康動(dòng)物（n=11）和白血病動(dòng)物的正常組織中的DNA的細(xì)胞色素b基因中都有一個(gè)共同的等位基因（C685），而所有的白血病動(dòng)物的腫瘤血細(xì)胞（n=9）的DNA都攜帶了一個(gè)獨(dú)特的單核苷酸序列（C685T）。這一觀察結(jié)果支持這個(gè)假說，即腫瘤細(xì)胞在

14、動(dòng)物之間以含有這種獨(dú)特單核苷酸序列的同種異體移植物的形式傳播。另一個(gè)單核苷酸序列（細(xì)胞色素c氧化亞基Ⅰ中的G649A）在4個(gè)來自愛德華王子島的白血病動(dòng)物的血細(xì)胞DNA中被發(fā)現(xiàn)，但是這一序列在沒有在其他地方被找到，也不在以前發(fā)現(xiàn)的27個(gè)根結(jié)線蟲的細(xì)胞色素c氧化亞基Ⅰ的等位基因中，這表明這個(gè)突變發(fā)生在這個(gè)種群的感染性細(xì)胞的進(jìn)化過程中。此外，7個(gè)低頻的線粒體DNA單核苷酸序列也被發(fā)現(xiàn)。這些序列存在于正常動(dòng)物和白血病動(dòng)物的正常組織中。我們?cè)诎籽?/p>

15、病動(dòng)物的正常組織的DNA中發(fā)現(xiàn)了四個(gè)罕見的單核</p><p>　　微衛(wèi)星基因型確認(rèn)了蛤白血病的克隆起源</p><p>　　為了更詳細(xì)地描述腫瘤細(xì)胞的基因型，我們通過PCR技術(shù)分析了核DNA先前被確定在根結(jié)線蟲內(nèi)的DNA多態(tài)性的10個(gè)微衛(wèi)星位點(diǎn)，這些位點(diǎn)在個(gè)體之間具有高度的一致性，甚至很多動(dòng)物在這一位點(diǎn)是雜合子，即有兩種PCR反應(yīng)產(chǎn)物。在正常的動(dòng)物中，血細(xì)胞DNA中存在的等位基因總是能和

16、宿主組織DNA相匹配。而恰恰相反的是，在所有的白血病動(dòng)物中，微衛(wèi)星基因型都與宿主動(dòng)物組織截然不同。此外，幾乎在每一個(gè)位點(diǎn)，所有白血病動(dòng)物的腫瘤血細(xì)胞中的微衛(wèi)星等位基因都有相同的長度。也就是說，所有腫瘤的基因型都和彼此相同。</p><p>　　接下來，我們又用了熒光標(biāo)記的引物以一個(gè)堿基的分辨率來區(qū)分微衛(wèi)星PCR產(chǎn)物的大小。雖然所有的正常動(dòng)物在每個(gè)位點(diǎn)都有一個(gè)等位基因（純合子）或兩個(gè)等位基因（雜合子），但對(duì)白血病D

17、NA的微衛(wèi)星尺寸分析顯示在某些位點(diǎn)至多有4個(gè)獨(dú)立的等位基因。大部分白血病的等位基因在獨(dú)立的腫瘤之間是相同的，但在副本的的大小上也有一些細(xì)微變化，以及我們發(fā)現(xiàn)了幾例白血病個(gè)體中的等位基因的丟失和獲得的案例。我們使用了基于模型的聚類程序結(jié)構(gòu)來分析微衛(wèi)星等位基因的大小，不論使用多少組別數(shù)量，腫瘤血細(xì)胞的基因型總是和正常動(dòng)物的基因型不同，而白血病動(dòng)物的正常組織的基因型卻與正常動(dòng)物相同。我們以個(gè)體間的基因差別為基礎(chǔ)建立起了一個(gè)鄰接樹，這清楚地表示

18、出了腫瘤血細(xì)胞的基因型作為一個(gè)獨(dú)立的分組，與所有正常的基因型及來自宿主的正常組織的基因型完全不同。在腫瘤譜系中有兩個(gè)分支，這表明了現(xiàn)存的白血病細(xì)胞起源于一個(gè)共同的祖先并分化成了愛德華王子島和美國發(fā)現(xiàn)的那兩種亞種。</p><p><b>　　分析：</b></p><p>　　三個(gè)數(shù)據(jù)集（Steamer結(jié)合位點(diǎn)，線粒體DNA單核苷酸多態(tài)性，和微衛(wèi)星等位基因）表明，腫瘤

19、細(xì)胞的基因型與他們宿主細(xì)胞的基因型不同但是他們彼此之間相同或密切相關(guān)。我們認(rèn)為個(gè)體的白血病細(xì)胞不是由獨(dú)立的每個(gè)宿主的細(xì)胞的致癌性轉(zhuǎn)化形成，而是由一個(gè)在基因上沒有關(guān)聯(lián)的父本傳染而來。這些數(shù)據(jù)有力證明了傳染性癌癥是以傳染性癌細(xì)胞的方式自然地在動(dòng)物之間傳播的。水平克隆傳播的癌癥只在兩種其它的野生哺乳動(dòng)物中被觀察到，即犬傳染性性病腫瘤和袋獾面部腫瘤。相距數(shù)百英里的蛤床中提取到的癌細(xì)胞在基因上幾乎相同或密切相關(guān)是十分惹人注意的。軟殼蛤的白血病細(xì)胞

20、系可以在自然界中的動(dòng)物之間傳播的機(jī)制尚不明確。在先前的兩例自然癌細(xì)胞傳染中，身體接觸（通過咬或者性接觸）是癌細(xì)胞傳染到新動(dòng)物的必要條件，但是成年蛤的身體是固著的，他們通常不會(huì)互相接觸。蛤過濾海水進(jìn)食，因此提高了白血病通過被腫瘤細(xì)胞污染的海水傳染的可能性。每個(gè)動(dòng)物每小時(shí)可以過濾幾升的海水，所以海水中可以用來傳播的細(xì)胞很少。一個(gè)早期的研究表明白血病蛤的血細(xì)胞可以在自然海水環(huán)境中存活超過6小時(shí)而幾乎不發(fā)生細(xì)胞死亡，這提出了癌細(xì)胞從一個(gè)蛤傳染到

21、另一個(gè)蛤的一個(gè)可能的路徑。對(duì)</p><p>　　原始的軟殼蛤腫瘤細(xì)胞的形成時(shí)間現(xiàn)在還不清楚。在20世紀(jì)70年代在軟殼蛤種群中就有了此種疾病的記載，并且所有的病例可能都是來自一個(gè)相同的克隆，這表明它可能至少有40年甚至更長的歷史。它過去出現(xiàn)的時(shí)間一定足夠遠(yuǎn)，這樣它才會(huì)廣泛地分布在北大西洋沿岸。在美國和加拿大蛤種群的癌細(xì)胞亞群中發(fā)現(xiàn)了顯著的差異。幾個(gè)細(xì)微的微衛(wèi)星基因的添加和缺失以及至少一個(gè)線粒體DNA單核苷酸多態(tài)性

22、好像在愛德華王子島的癌細(xì)胞亞群中是獨(dú)立的。對(duì)這些癌細(xì)胞的起源和進(jìn)一步演化的分析可能允許我們估計(jì)最初的白血病細(xì)胞的出現(xiàn)時(shí)間。另外兩種傳染性腫瘤的例子有著十分不同的歷史；狗腫瘤被認(rèn)為是出現(xiàn)在10000到13000年前左右，而袋獾腫瘤有著很近的起源，可能起源于20到30年前。</p><p>　　“Steamer”反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子在傳染性腫瘤的發(fā)展中發(fā)揮著作用是合理的?！癝teamer”基因的拷貝數(shù)在癌細(xì)胞中猛增（在單倍體

23、基因組中從2到10個(gè)拷貝數(shù)變到150到300個(gè)拷貝數(shù)），我們證明了大部分新的整合位點(diǎn)在所有檢測(cè)的腫瘤細(xì)胞中是相同的，因此這些整合位點(diǎn)的出現(xiàn)可能發(fā)生在腫瘤的早期演化過程中。一個(gè)或多個(gè)這些共同的整合位點(diǎn)突變事件可能直接導(dǎo)致了最初的癌變，就像所有犬傳染性性病腫瘤都有臨近c(diǎn)-myc基因的LINE1整合位點(diǎn)突變一樣，但是他們也可能只是被固定在白血病基因組的偶發(fā)突變。一些整合位點(diǎn)是愛德華王子島或美國的癌細(xì)胞亞群所特有的，這些可能表現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座得到

24、的新拷貝或是是由于重組或異倍體性導(dǎo)致的拷貝丟失；這些位點(diǎn)不太可能是腫瘤的起因。進(jìn)一步的分析對(duì)癌細(xì)胞和正常血細(xì)胞的基因組和表達(dá)譜進(jìn)行了比較，這個(gè)分析可以給我們找到表型轉(zhuǎn)變的原因提供線索。</p><p>　　盡管我們檢測(cè)的所有根結(jié)線蟲癌細(xì)胞都來自同一個(gè)細(xì)胞系，其它的白血病細(xì)胞細(xì)胞可能來自不同的克隆或更傳統(tǒng)的機(jī)制。白血病可以通過給蛤注射5-溴脫氧尿嘧啶核苷注射液誘導(dǎo)，然而這些病例必須通過宿主細(xì)胞的從頭轉(zhuǎn)化或是可能通過

25、“Steamer”換位現(xiàn)象出現(xiàn)。也有報(bào)道說蛤白血病可以通過過濾器在動(dòng)物之間傳播，但這是有爭議的。</p><p>　　傳染性的腫瘤也被報(bào)道在其他雙殼類中出現(xiàn)，包括其它蛤，牡蠣，貽貝和鳥蛤，這些疾病也可能是由克隆傳播的癌細(xì)胞引起的。最近的一份報(bào)告說北美西海岸的貽貝中的腫瘤血細(xì)胞在p53基因處有一個(gè)共同的單核苷酸多態(tài)性序列，這個(gè)序列與該物種的傳染性克隆癌細(xì)胞有獨(dú)立發(fā)展的一致性。</p><p>

26、;　　對(duì)許多雙殼類生物的彌散性腫瘤的DNA內(nèi)容進(jìn)行流式細(xì)胞檢測(cè)已經(jīng)確定了特征性的倍性水平——確實(shí)，多倍性已經(jīng)作為診斷疾病的依據(jù)了。就根結(jié)線蟲具體而言，觀察到大致的四倍體DNA含量以及腫瘤細(xì)胞中同一位點(diǎn)至多四個(gè)獨(dú)特的微衛(wèi)星等位基因和克隆性傳染癌細(xì)胞一致。鑒于目前的研究結(jié)果，以前觀察到的雙殼類散播性腫瘤的異倍體表明許多其他物種中的這些疾病可能代表獨(dú)立的傳染性腫瘤譜系。例如，貽貝散播性腫瘤已被報(bào)道有兩種類型，四倍體和五倍體，這樣的結(jié)果與兩個(gè)獨(dú)

27、立的腫瘤譜系或者一個(gè)已經(jīng)進(jìn)化成不同倍性亞型的腫瘤譜系一致，但是最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了個(gè)體之間廣泛存在的非整倍體性。在對(duì)鳥蛤的散播性腫瘤的觀察中也觀察了多異倍體水平。我們現(xiàn)在正在研究的假說是通過現(xiàn)有的發(fā)現(xiàn)認(rèn)為在其它雙殼類的傳播性癌癥代表了獨(dú)立的傳染性腫瘤譜系。對(duì)患有散播性癌癥的鳥蛤的初步線粒體DNA測(cè)序表明有一個(gè)鳥蛤衍生的傳染性癌細(xì)胞譜系（數(shù)據(jù)未顯示）。</p><p>　　很可能根結(jié)線蟲的散播性癌癥可以傳染給其他物

28、種，盡管現(xiàn)在還沒有證據(jù)證明這一點(diǎn)。宿主動(dòng)物中可能存在一種可以拒絕其它物種的癌細(xì)胞侵入的機(jī)制。我們不知道軟體動(dòng)物是不是有類似脊椎動(dòng)物的MHC系統(tǒng)的自我/非我識(shí)別系統(tǒng)，但是他們?nèi)鄙費(fèi)HC的特點(diǎn)可能會(huì)讓他們對(duì)這種形式的傳染性腫瘤高度敏感。事實(shí)上，在犬傳染性性病腫瘤和袋獾面部腫瘤的例子中，癌細(xì)胞有獨(dú)特的機(jī)制來躲避MHC的識(shí)別。在犬傳染性性病腫瘤中，MHCⅠ和Ⅱ在腫瘤生長活躍時(shí)的表達(dá)被抑制，而它們的表達(dá)將在大部分狗中導(dǎo)致免疫識(shí)別和癌細(xì)胞的清除。袋

29、獾面部腫瘤也抑制MHC的表達(dá)，并且袋獾較低的遺傳多樣性也限制了宿主鑒別袋獾面部腫瘤細(xì)胞為異己的能力。傳染性腫瘤是海洋無脊椎動(dòng)物的嚴(yán)重威脅，它將導(dǎo)致軟殼蛤種群中嚴(yán)重的爆發(fā)式的高死亡率，也可能導(dǎo)致許多其他物種的高死亡率。這種疾病代表了一個(gè)重要的選擇壓力，它支持了那個(gè)假說，即組織相容性可以進(jìn)化，部分來說，由于選擇性的壓力而防止惡性腫瘤而不是簡單地作為傳染性疾病壓力的二次后果。盡管缺乏MHC，軟體動(dòng)物及其它無脊椎動(dòng)物可能使用其它的自我/非我的識(shí)