■毛巍

“佩托悖论”大象为什么不得癌症？ 这

一著名的谜题最早是 20 世纪70 年代英国牛津大学流行病学家理查德·佩托提出来的。

如 果 不 考 虑 其 他 因 素 ， 那 么 ，“体型大” 和 “寿命长” 是动物容易罹患癌症最合理的两个答案 。 因为 “体型大” 意味着组成身体的细胞数量更多， 而 “寿命长 ” 意味着需要更多的新生细胞来更新换代 。 细胞越多 ， 细胞分裂随机突变的几率就越高 。 因而从理论上说， 比起小白鼠等寿命短的小型动物， 大象等寿命长的大型动物患癌的风险更高。

然而事实正好相反。 佩托注意到，从总体上看， 癌症的发生率和生物体型大小或年龄并没有太大的关联。 大象的个头很大， 寿命也相当长， 但它们患癌症的几率却比人类低得多。 大象体内的细胞数是人类细胞数的 100 倍， 但根据最新的数据分析表明， 大象因癌去世的概率还不到 5%， 而人类因癌去世的概率为 20%-25% （不包括因吸烟等因素导致患癌风险上升的人）。

这一发现被称为 “佩托悖论”。 佩托猜想， 这其中一定存在着某种内在的生理机制， 来保护细胞随着个体年龄或体型的增长而免于癌变 。 大象和其他大型动物的癌症发生率远远低于

预期， 暗示着它们应该已经进化出了保护自身免受癌症侵害的方法。

基因好：大象的抗癌秘诀

两 项 独 立 的 研 究 表 明 ，大象拥有额外的抑癌 基 因 拷

贝 ， 这为它们几乎不 患 癌 症的现象提供了可能的解释。

美国盐湖城犹他大学医学院的乔

舒 亚·西 弗 曼 和 亚 利 桑 那 州 立 大 学 的卡 罗·马 力 领 衔 的 研 究 小 组 在 《美 国医学协会》 杂志上发表了一项研究结果： 不同于人类和很多其它动物基因组中只有一个 p53 基因的拷贝 ， 大象基因组中有大约二十个额外的 p53 基因拷贝。

p53 基 因 是 已 知 的 抑 癌 基 因 ， 能捕 捉 到 DNA 受 损 的 细 胞 。 表 达 出 多份相关的 p53 基因拷贝的结果 ， 要么是修复细胞损伤 ， 要么是杀死突变的细胞。

西弗曼等人研究发现 ， 大象可以产生 p53 蛋白的额外拷贝 ， 并且大象的血细胞似乎对电离辐射造成的 DNA损伤非常敏感。 相比于人类细胞 ， 大象的细胞会在 DNA 损伤情况下以更高的速率完成自我摧毁的细胞凋亡过程。西弗曼认为， 与进行 DNA 损伤修复相反， 在演化过程中 ， 大象细胞选择通过杀死受损细胞 ， 将新生癌细胞扼杀在萌芽状态。 他说 ： “这是对佩托悖论的一个聪明的解释。”

这些额外的 p53 基因拷贝在某种程度上解释了大象为什么具有这么强

的肿瘤抑制能力 。 目前 ， 犹他大学医学院另一位细胞生物学家丽莎·亚伯丁正在带领一个项目研究组继续深入这

项研究 ， 以确认 p53 基因的拷贝是否对细胞具有保护功能。

美 国 芝 加 哥 大 学 遗 传 学 家 文 森

特·林 奇 的 团 队 ， 也 得 出 了 相 同 的 研究 结 果 。 “我 在 大 象 基 因 组 中 搜 索p53 基因， 结果发现它竟然有 20 个拷贝。” 林奇说。

林奇团队通过研究加州圣迭戈动物

园中非洲象和亚洲象的皮肤细胞得到了

类似的结果。 他们还发现， 在另外两种已经绝迹的猛犸象中也存在额外的 p53拷贝， 但是在大象现有的亲缘物种———海牛和蹄兔 （见右图） 体内却只有一份拷贝。 林奇认为这些多余的拷贝可能和种系一起进化， 导致大象的体型趋于庞大。 但他认为， 除此之外一定还有其他生物机制参与其中。

假基因：突然获得新功能

研 究 发 现 ， 一 种 导 致 大象体型不断变大的古 老 基 因

（已成为破碎的片段， 被称为“假基因”）， 能让异常细胞启动自杀模式 ， 由此抑 制 癌 症的发生。

林奇团队的进一步研究表明， p53基因的多余拷贝确实不是保护大象免

受癌症侵害的唯一原因 。 大象同时还携带着另一种古老基因———LIF 基因的重复拷贝。

LIF 基因主要用于编码白血病抑制因子， 这类信号蛋白通常参与生育和繁殖， 也会刺激胚胎干细胞的生长。

林奇发现了 LIF 基因 11 个不同的重复序列， 但都是不完整的———它们都缺少蛋白质编码信息的初始可读框和调

节基因活性的启动子序列， 处于不活跃状态。 “LIF 基因的大部分重复片段是假基因， 即古老的、 有突变， 无用的基因拷贝， 仍然残存在于基因组中 。 然而， 例外的是 LIF 基因的一个 RNA 转

录产物———LIF6， 却与这类基因序列不同， 它没有积累随机突变， 意味着大自然选择性保护了它。” 林奇说。

在细胞中进行深入研究时 ， 林奇团 队 发 现 ： 在 LIF6 上 游 几 千 个 碱 基处， 有一个 p53 蛋白结合位点的 DNA序 列 ， 这 表 明 在 p53 蛋 白 的 作 用 下 ，LIF6 “ 起 死 回 生 ” ， 获 得 了 新 的 功能———在细胞凋亡中发挥作用。

为了进一步了解 LIF 基因及其重复序列的进化历史 ， 林奇通过比对与LIF 基因密切相关的基因组， 发现了对应物种———海牛 、 蹄兔和已经灭绝的猛犸象和乳齿象 。 林奇的研究工作表明： 在大象谱系演变过程中， LIF 基因重复序列出现了 17 次， 丢失了 14 次。蹄兔和海牛虽然也具有 LIF 重复序列，但是同时携带 p53 重复序列只出现在现有的或已经灭绝的大象的基因组中。这表明 LIF 重复序列在进化过程中出现较早。

虽 然 海 牛 和 蹄 兔 也 有 重 复 的 LIF基因片段拷贝 ， 但只有现代大象和已灭绝的大象才有 LIF6 基因片段， 这表明只有在大象从这些相关物种分化独

立之后， 这个基因片段才进一步进化成功能基因。

林奇研究小组利用分子钟方法追

溯 LIF6 基因片段的起源， 发现假基因在大约 3000 万年前重新获得了功能 ，同时这个时间段的化石记录显示 ， 大象的身体尺寸正在变大。

“假基因的功能化不是常有的事，”耶鲁大学的进化生物学家史蒂芬·斯登解释道， “假基因重新获得功能与大象进化成一个庞然大物是同一时期， 但是否假基因功能化就是庞然大物进化的先

决条件， 暂时还无法定论。”

双刃剑：抑癌但也有风险

LIF6 基因可以抑制癌症，但同时 LIF6 基因的多余拷贝如果不小心打开 ， 也 会 杀 死正常细胞。

林奇解释说 : “在基因组中有一大堆有毒的假基因在守株待兔 ， 如果它们被不恰当的表达 ， 那么一个物种的生命就立即结束了。”

抑癌机制和生育率之间似乎有一

个博弈。 由于 LIF 基因的活性受到 p53的 控 制 ， LIF 和 p53 共 同 调 控 生 殖 效率 。 当 同 一 组 基 因 具 有 两 种 功 能 时

（例如繁殖和癌症抑制 ）， 这些功能可能会直接相互冲突 ， 遗传学家们称之为 “拮抗多效性现象”。

据卡罗·马力介绍说， 大象可能通过复制 p53 和 LIF 基因片段并将这 些基因片段的功能分开 ， 来解决拮抗多效性的问题。 他说： “p53 和 LIF 基因的某些拷贝正在生育过程中发挥功能，而另一些 LIF 和 p53 基因拷贝则在 抑制癌症方面发挥功能。” 马力推测， 这些重复的基因片段 “允许大象在抑制癌症方面做得更好 ， 并且能使大象进化成为一个更大的个体 。” 他最后补充道： “不过 ， 这些假设还需要实验来验证。”

p53 和 LIF 基因进化出的额外拷贝可以帮助大象战胜 “佩托悖论”， 但这并不是自然界战胜这一悖论的唯一方

法 。 例如 ， 大 型 动 物 鲸 只 有 一 个 p53基因拷贝， 但它们也很少患癌 ， 到底是什么机制保护了它们 ， 是科学家们研究的新课题。

“自然界有大量的未知在等待我们发现，” 马力表示： “了解不同的大体型动物如何战胜 ‘佩托悖论 ’ 的机制， 可能会在人类健康事业中发挥重要作用。”

■张田勘

无论是过去、 现在还是未来， 人类都会遇到种种自然灾害， 包括地震、火灾、 山洪、 台风、 龙卷风、 冰雹、 霜冻、 暴雨、 暴雪、 冻雨、 雾霾、 沙尘暴、 雷电、 雷暴等灾害。 面对以地震为代表的自然灾害， 人类的防线至少有两种： 一是灾害发生前的预防 （预警、 预报和各种措施）； 二是灾后救援。

在灾后救援中， 灾难医学扮演着首要角色 。 灾害医学水平提升越快 ，拯救的生命就越多。 2008 年汶川大地震后， 无论是专业界还是公共领域都在反思， 更在进行科学的探索和经验总结。

可以预期的是， 灾难医学只有形成理论化、 系统化、 程序化、 操作性、普及性和不断更新， 才有可能担当起救援更多鲜活生命的重任。

紧急救援三大策略

目前， 以抗御地震灾害为代表的灾难医学已经初步形成理论体系。 灾害发生后， 往往会造成大规模伤亡事件 （MCI）， 对其快速有效和合理处置分为几个方面 ： 伤员的搜寻与营救 ；伤员的分类与初步治疗； 现场针对性临时治疗和伤员疏散后的深度对症与

康复治疗。为此， 医学界总结了医疗救援三

大策略： 现场验伤后送； 近灾区重症救治； 非灾区康复治疗。 同时， 卫生防病也有三大策略： 关口前移， 救防同步； 全面覆盖， 重点推进； 对口支援， 长效机制。 而且， 对危重伤员则要按照集中伤员、 集中专家、 集中资源、 集中救治的四原则进行救治， 才能更多地挽救生命。

所有这些认知， 都是以灾难中的无数生命为代价和医护人员的忘我工

作、 精心救治和探索性思考所获得的。而且， 很多认知都要亲历现场才能体会和积累。 首先是现场验伤， 不仅是普通救援人员需要学习， 专业人员也需要重新学习。 在正常情况下， 现代医护人员习惯了医院的分诊、 多种仪器和器械的检查， 但是， 在断水断电、 房屋塌陷和缺医少药环境下， 很难再利用多种设备对伤员进行有效判断和分类。

比如在黑暗中 ， 如 何 检 查 心 率 、脉搏、 血压、 呼吸、 疼痛、 血氧、 瞳孔和角膜反射等生命体征的改变等 ，已经与常态下的环境不同了。 在震灾现场 ， 掌握检伤分类技术十分关键 ，不是伤员中谁喊痛喊得更大声， 谁就先被救治或抬上飞机运往后方， 因为真正的重伤者可能已经肝脾破裂， 或者失血过多甚至昏迷， 他们已经不会发声。 如果不能被及时发现， 他们就可能因贻误救治时机而丧命。

如何才能救更多的人

在汶川大地震中， 通过全国和全球各种救援力量的齐心抗灾和协力作

战， 从废墟中救出了 8 万多人。 在这之后， 人们一直在思考， 如何才能救出更多的人。 如果有更多的救援力量，有更先进的科学仪器， 是不是可以挽救更多的生命？

答案是肯定的， 首先对于专业人员来说， 需要进行医疗专业知识和技能的学习与培训。 因此， 汶川地震后，同济大学医学院正式成立了中国高校

首个灾难医学系， 要求医学院临床三系的学生必须通过两学期共 64 学时的

理论和实践课 （灾难医学的课程） 才能毕业。 灾难医学课不只是专门是医疗内容 ， 而且涉及灾难学 、 管 理 学 、心理学 、 气象学 、 地质学 、 天 文 学 、水文学、 建筑学等多学科。 十年后的今天， 灾难医学已经从理论和实践走上了体系化轨道。

然而， 灾难医学更与普通人群息息相关， 就像要求普通公众有一些基本的急救医学常识如心肺复苏， 就可以挽救更多在公共场所突发疾病者的

生命一样 ， 在地震和其他 灾 害 现 场 ，如果普通公众有搜寻和急救知识或技

能， 同样能参与到挽救更多生命的行列中来。

在日前召开的第 16 届紧急医学救援国际高峰论坛上， 世界灾难和急救医学协会理事长科比·佩雷格也提出，通过对中学生搜救能力的 一 日 培 训 ，有可能多救活成千上万的人。 因为在这个世界上， 没有一个国家拥有那么多的专业队伍来搜救所有坍塌的建筑，但 16-18 岁的学生人数则有很多。 其实， 这种普及培训也需要扩大到所有单位和人群。 灾害突发时 ， 90%的人并非由专业人员救出， 而是靠亲戚朋友或邻里的互救， 以及自救。 让所有人或大部分人学会自救互救， 才能更有效地挽救更多生命。

灾难医学面临的主要难题

鉴于灾害医学的特殊性和知识的

不断更新， 同样需要专业和非专业人员提升认知， 掌握特殊的救援方法。

在 地 震 和 其 他 灾 难 救 援 中 ， 首先 要 进行搜救 ， 主要分为人工搜救 、工 具 （仪 器 、 设 备 ） 搜 救 和 动 物 搜救。 一般认为， 工具救援可能效率更高， 救出的人更多， 因为工具能达到人力无法抵达的搜救范围； 而人工搜救则效率最低， 甚至无法与搜救犬相比。 但是， 救灾学、 灾难医学和既往的地震救援事实表明， 人工搜救才是最 基 本 ， 也 是 最 有 效 率 的 救 援 。 当然 ， 如 果 把 人 工 搜 救 、 工 具 搜 救 和动 物 搜 救 这 三 者 结 合 起 来 ， 救 援 的效果将最大化 。

我国地震多发， 为此， 对公众进行灾害现场自救、 互救知识和技能的培训十分必要。 对公众的培训首先着重于人工搜救技能， 主要内容包括呼叫搜救、 空间搜救。 呼叫搜索由 4 名以上人员围绕搜索区等间距排列， 间隔 8-16 米， 半径 5 米左右。 空间搜索则分为多个房间搜索、 大开阔区线型搜索、 网格搜索等。

对于个人自救， 则可以通过防灾救灾教材进行培训， 例如学习三角求生法、 尽量躲在卫生间等空间狭小的地方 、 向外界传递有效的 呼 救 信 号 ，以及在废墟中找到水源等 维 持 生 命 ，等待救援等。

任何救援工具再好再高大上， 也比不上人们在地震和灾难来临时的自

救和互救。 但是， 当自救互救与工具结合起来 ， 灾难救援就会 如 虎 添 翼 ，更高质量地拯救更多的生命。

不过， 地震发生后， 往往有大量伤员被困在倒塌的建筑物里， 灾害地区由于缺乏专业设备和技能， 只能实施简单的营救措施， 无法将伤员救出。所以伤员的快速搜救是灾难医学的首

要难题， 首先要抓住灾后 24 小时的黄金时间， 可大大增加获救人数； 但如果错过灾后 72 小时抢救时机， 伤者生还的希望就会变得渺茫。

在重大灾难现场， 还面临大量伤员需求救治但可利用的医疗资源紧缺

的难题， 为此需要从几个方面加以完善： 增加医护及急救人员的种类和数量， 尤其是需要灾害医学的专业人员和全科医生； 扩大营救及急救人员到达 灾 害 现 场 的 路 径 ， 包 括 海 陆 空 通道， 尤其是空中路径和空中救援； 提供充足的医疗设备及补给品； 普及全民的急救和灾害医学常识和技能； 全方位探讨灾害医疗的理论、 措施和程序等。

医 学 救 援 中 人 的 作 用 也 非 常 重

要。 有专家呼吁： 我国医学救援需要建立智库。 智库体现的是软实力， 目前， 中国医学救援协会正准备与有关部 门 合 作 建 立 智 库 ， 通 过 智 库 的 引导， 促进我国的现代医学救援水平更加趋于科学和规范。

ｗww．whb．ｃｎ２０18 年 5 月 13 日 星期日 7科技文摘 第 1141 期 主编/邱德青 qdq@whb.cn

LIF6 在 p53 蛋白的作用下被激活， 让大象具备了对癌症 “免疫” 的功能。 与此同时， 它也让大象的体型趋于庞大。

所有哺乳动物都有一种白

血 病 抑 制 因 子———LIF 基 因 。这种基因需要启动子向它发出

启动信号。

大象和它的一些小个头亲戚如

蹄兔、 土豚等， 体内还拥有一种有缺陷、 不活跃的 LIF 假基因片段 ，没有启动子将它们激活。

启动子

启动信号 启动信号不活跃的 LIF 假基因

没有启动子 P53 结合位点 LIF6LIF 基因

大象为什么对癌症“免疫”野生大象经历漫长进化过程， 逐渐形成特殊的遗传基础， 不但获取了许多能

适应生存环境的优势， 而且还不易罹患癌症。 这一奇特的现象令科学家充满研究兴趣， 因为在上世纪 70 年代就有生物学家断言， 大象等大体型动物应该具有很高的患癌风险， 可为何事实与此相悖？ 美国两个科学家小组的最新研究结果， 揭示了其中的奥秘。

假基因的关键作用

大象体内 LIF 基因的一个 RNA 转录产物———LIF6， 在 p53 蛋白的作用下， 获得了一种新功能。 它会让细胞在出现异常的第一时间， 启动自杀模式， 由此保护大象不受癌症侵袭。

灾难中的紧急医学救援

人类每经历一次灾难 ， 就会在灾难医学救援领域积累一定经验， 防灾减灾技术得以不断进步。日前， 第 16 届紧急医学救援国际高峰论坛在成都举行， 焦点话题是： 如何提升灾难医学水平， 救援更多宝贵生命。

动物搜救在灾难现场发挥着重要

的作用

大象与大型动

物如海牛 （左） 关系密切， 但与个头较小的动物如蹄兔

（右）、 土豚和犰狳也有着 近 亲 关 系 。事 实 上 ， 大 约3000 万 年 前 ， 大象才开始进化成目

前大小的体型。