2012年以来,美加边境的缅弗雷梅戈格湖中不断发现体表长有隆起黑色斑块的褐牛头鱼(Ameiurus nebulosus)。数年内,近三分之一受检个体出现类似病变。起初,生物学家怀疑是污染或病毒感染,但佛蒙特大学的研究团队最终证实,这些斑块竟是一种具有传染性的黑色素瘤——癌细胞直接从一条鱼转移到另一条鱼,如同寄生虫一般。这项发现发表于2026年7月22日的《自然》杂志,是首次在淡水动物中确认的传染性癌症,也是整个动物界迄今第四种被鉴定的可传播癌症。
基因证据揭示克隆传播癌症
为揭开病变真实身份,研究共同负责人、佛蒙特大学拉纳医学院癌症中心的Julie Dragon博士团队采用了全基因组测序策略。他们从患病鱼的肿瘤组织以及同一鱼体的健康组织中提取DNA进行比较。如果癌症是自身细胞突变而来,肿瘤DNA应该与宿主鱼基因组高度相似;但测序结果显示出截然相反的图景:不同鱼的肿瘤细胞之间共享数十万个基因变异,而这些变异在宿主的正常组织中完全不存在。这意味着肿瘤细胞并非“土生土长”,而是源自一个共同的祖先癌细胞克隆,通过在不同个体间传递而扩散开来。Dragon回忆道:“一开始我们以为可能是病毒引起,但证据对不上。当我们看到基因数据时,才意识到这根本就是一种克隆可传播癌症。”
这种模式下,活的癌细胞从原发宿主脱落,进入另一个体的身体后继续增殖,具备典型的传染性病原体特征。此前科学界仅在袋獾的面部肿瘤、犬的传染性生殖器肿瘤以及多种双壳贝类的白血病样癌症中观察到类似现象。褐牛头鱼的黑色素瘤则填补了淡水生态系统中的空白。Dragon强调:“数百个、数十万个突变在肿瘤之间共享,远超常规癌症的水平,这是克隆传播的铁证。”
产卵行为与传播途径
癌细胞究竟怎样实现个体间的跳跃?研究尚未给出确切答案,但线索指向褐牛头鱼的生殖习性。鱼群生物学家、研究共同负责人Mark Henderson指出:“这种病症几乎只出现在已达产卵年龄的大型鱼身上。也许产卵过程中的某种行为促进了癌细胞在动物间传播。”褐牛头鱼在浅水区密集聚集交配,频繁的体表接触可能使肿瘤细胞直接脱落并附着到健康鱼体。此外,褐牛头鱼无鳞,平日又长时间紧贴湖底活动,底泥中若含有游离的活性癌细胞,也可能成为感染源。论文还提到,污染物或内分泌干扰物可能削弱鱼的免疫力,使其更容易被外来癌细胞定植。
值得关注的是,研究者并未发现传统污染源是元凶。病变出现在长达32英里湖泊的不同区域,甚至包括繁殖隔离种群的鱼群中,并非集中靠近垃圾填埋场的南湾。水质检测也显示,湖中污染物水平与附近没有病例的水体(如尚普兰湖)相当。这暗示着癌症的出现并非单一污染事件驱动。
跨湖泊扩散与砷的疑云
团队进一步扩大采样范围,在佛蒙特、新罕布什尔、缅因以及加拿大新不伦瑞克的多个池塘和湖泊中都检测到了携带相同肿瘤的褐牛头鱼。许多阳性水域远离工业污染源,水质清澈。然而一个环境因子引起了研究者的注意:鱼体肿瘤细胞内富集高浓度砷,并且疾病的地理分布与周围土壤砷浓度存在相关性。砷是强致癌物,新英格兰地区(包括佛蒙特东北王国地区和缅因州)天然地质中砷含量较高。Henderson说:“我们在肿瘤细胞中检测到富集的砷,而这个地区土壤砷浓度确实高。”目前尚不能断定砷是癌症的启动因素还是仅提高鱼类对癌细胞的易感性,但这一关联已经为后续研究提供了关键切入点。
种群水平的后果仍在评估中。有些传染性肿瘤会严重削减宿主数量,如袋獾面部肿瘤曾导致局部种群下降90%。但褐牛头鱼即使体表布满病损仍能存活多年,疾病对繁殖成功率、长期种群动态的影响还不明确。Henderson坦言:“我个人不会吃长了肿瘤的鱼,大约30%的湖中褐牛头鱼都受感染,不过人类完全没有感染风险。”
科学研究与生态启示
Dragon认为,这种传染性黑色素瘤为癌症生物学提供了独特的观察窗口:“通过研究癌细胞如何在原始宿主外存活和传播,我们可以深入了解究竟是什么约束着癌症不跨个体扩散——以及当这些边界被打破时会发生什么。”团队甚至从历史文献中找到了可能的线索:亨利·大卫·梭罗在1852年和1858年的日记中描述了康科德河中出现带有“天鹅绒黑色斑点”和“墨黑色麻风病样物”的鲶鱼,与现代病例高度吻合。目前研究者已开始在麻萨诸塞州的水域进行回溯性调查,以揭示这种疾病的起源时间和真实分布范围。
从基础科学到公共卫生,褐牛头鱼传染性黑色素瘤的研究提示,气候变化、栖息地压力和自然地质化学可能共同塑造野生动物疾病的演化轨迹。Dragon补充:“也许传染性癌症并不像大家想象中那么罕见,只是我们以前没有特意去寻找它们。”
DOI: 10.1038/s41586-026-10828-6