Science：新研究表明一种导致袋獾大量死亡的传播性癌症转变为一种地方性疾病
来源：本站原创 2020-12-11 23:29
2020年12月11日讯/生物谷BIOON/---在全球COVID-19危机中，有一些关于野生动物大流行病的好消息，这可能也有助于科学家们更好地了解其他新兴疾病的演变。在一项新的研究中，来自美国华盛顿州立大学和加州大学伯克利分校等研究机构的研究人员发现了强有力的证据，表明一种导致袋獾（Tasmanian devil）种群大量死亡的传染性癌症可能不会给它们引来
2020年12月11日讯/生物谷BIOON/---在全球COVID-19危机中，有一些关于野生动物大流行病的好消息，这可能也有助于科学家们更好地了解其他新兴疾病的演变。
在一项新的研究中，来自美国华盛顿州立大学和加州大学伯克利分校等研究机构的研究人员发现了强有力的证据，表明一种导致袋獾（Tasmanian devil）种群大量死亡的传染性癌症可能不会给它们引来灭顶之灾。相关研究结果发表在2020年12月11日的Science期刊上，论文标题为“A transmissible cancer shifts from emergence to endemism in Tasmanian devils”。论文通讯作者为华盛顿州立大学生物学家Andrew Storfer博士。
Storfer及其研究团队首次采用通常用于追踪流感病毒和SARS-CoV-2等病毒的谱系动力学（phylodynamics）的基因组工具，来追踪袋獾面部肿瘤（Tasmanian devil facial tumor disease）。他们开创的方法为应用于其他遗传复杂的病原体打开了大门。
这项新的研究表明，袋獾的这种流行病正在从一种新兴的疾病转变为一种地方性疾病，这意味着这种疾病的传播速度正在放缓，以至于每只受感染的袋獾只感染另外一只或更少。
Storfer说，“这是一个谨慎乐观的好消息。我认为我们会看到袋獾在比原来的种群规模更低的数量和密度下继续生存，但灭绝似乎真的不太可能，即使在十年前对此进行预测，也是如此。”
自1996年首次被发现以来，袋獾面部肿瘤已经使这种标志性有袋动物的种群数量减少了80%。袋獾彼此间在打斗和互相咬脸的时候会传播这种疾病。这种疾病在很大程度上仍然会对患上它的袋獾造成致命的伤害，但是根据这项研究，它似乎正在达到一种平衡，这证实了以前实地研究的证据。这些作者说，这个新证据意味着管理者应该重新考虑将人工饲养的袋獾释放到野外的做法。
Storfer说，“积极的管理可能没有必要，实际上可能是有害的。看起来袋獾种群正在自然进化以容忍甚至可能抵抗这种癌症。通过引入一大堆遗传学上初始的袋獾个体，它们可能会与野生个体繁殖，基本上混合了基因库，并使其适应性较差。”
这些未患病的、圈养繁殖的个体也可能增加这种疾病在不同袋獾群体之间的传播。
这些研究人员一直依靠实地研究和建模来试图了解袋獾面部肿瘤的传播，但这是第一次成功地使用谱系动力学来追踪这种可传播的癌症。
谱系动力学采用基因测序来研究病原体谱系之间的进化关系，以了解和预测一种疾病如何在人群中传播。这种方法已经被用来追踪包括流感病毒和SARS-CoV-2在内的病毒的传播，这些病毒以较快的速度积累基因组中的突变。
然而，袋獾面部肿瘤在遗传上比病毒复杂得多。鉴于这种疾病是一种源自动物自身细胞的癌症，因此需要追踪的基因基本上是袋獾的基因，而袋獾的基因比典型的病毒病原体多出数千个。
在这项研究中，这些研究人员从肿瘤样本中筛选出1.1万多个基因，找到以“时钟”方式发生变化的基因，从而显示出这些基因可快速地积累突变。随后，他们鉴定出28个基因，代表着43万多个碱基对。相比之下，导致COVID-19的病毒SARS-CoV-2的基因组有2.9万个碱基对。
使用这种方法取得突破需要数月的艰苦的计算工作，Storfer把这归功于他的博士生Austin Patton。Patton是最近毕业于华盛顿州立大学的博士，现在是加州大学伯克利分校的博士后研究员。
Patton，“这项研究带来的最令人兴奋的进展之一是有机会将这种类型的方法应用于几乎任何病原体。它打开了一扇门，让我们可以使用在病毒研究中非常重要的方法来研究对人类和野生动物都有影响的一组新的病原体。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Austin H. Patton et al. A transmissible cancer shifts from emergence to endemism in Tasmanian devils. Science, 2020, doi:10.1126/science.abb9772.
2.Tasmanian devils may survive their own pandemic
https://phys.org/news/2020-12-tasmanian-devils-survive-pandemic.html
在一项新的研究中，来自美国华盛顿州立大学和加州大学伯克利分校等研究机构的研究人员发现了强有力的证据，表明一种导致袋獾（Tasmanian devil）种群大量死亡的传染性癌症可能不会给它们引来灭顶之灾。相关研究结果发表在2020年12月11日的Science期刊上，论文标题为“A transmissible cancer shifts from emergence to endemism in Tasmanian devils”。论文通讯作者为华盛顿州立大学生物学家Andrew Storfer博士。
袋獾及其传播性癌症，图片来自Science, 2020, doi:10.1126/science.abb9772。
Storfer及其研究团队首次采用通常用于追踪流感病毒和SARS-CoV-2等病毒的谱系动力学（phylodynamics）的基因组工具，来追踪袋獾面部肿瘤（Tasmanian devil facial tumor disease）。他们开创的方法为应用于其他遗传复杂的病原体打开了大门。
这项新的研究表明，袋獾的这种流行病正在从一种新兴的疾病转变为一种地方性疾病，这意味着这种疾病的传播速度正在放缓，以至于每只受感染的袋獾只感染另外一只或更少。
Storfer说，“这是一个谨慎乐观的好消息。我认为我们会看到袋獾在比原来的种群规模更低的数量和密度下继续生存，但灭绝似乎真的不太可能，即使在十年前对此进行预测，也是如此。”
自1996年首次被发现以来，袋獾面部肿瘤已经使这种标志性有袋动物的种群数量减少了80%。袋獾彼此间在打斗和互相咬脸的时候会传播这种疾病。这种疾病在很大程度上仍然会对患上它的袋獾造成致命的伤害，但是根据这项研究，它似乎正在达到一种平衡，这证实了以前实地研究的证据。这些作者说，这个新证据意味着管理者应该重新考虑将人工饲养的袋獾释放到野外的做法。
Storfer说，“积极的管理可能没有必要，实际上可能是有害的。看起来袋獾种群正在自然进化以容忍甚至可能抵抗这种癌症。通过引入一大堆遗传学上初始的袋獾个体，它们可能会与野生个体繁殖，基本上混合了基因库，并使其适应性较差。”
这些未患病的、圈养繁殖的个体也可能增加这种疾病在不同袋獾群体之间的传播。
这些研究人员一直依靠实地研究和建模来试图了解袋獾面部肿瘤的传播，但这是第一次成功地使用谱系动力学来追踪这种可传播的癌症。
谱系动力学采用基因测序来研究病原体谱系之间的进化关系，以了解和预测一种疾病如何在人群中传播。这种方法已经被用来追踪包括流感病毒和SARS-CoV-2在内的病毒的传播，这些病毒以较快的速度积累基因组中的突变。
然而，袋獾面部肿瘤在遗传上比病毒复杂得多。鉴于这种疾病是一种源自动物自身细胞的癌症，因此需要追踪的基因基本上是袋獾的基因，而袋獾的基因比典型的病毒病原体多出数千个。
在这项研究中，这些研究人员从肿瘤样本中筛选出1.1万多个基因，找到以“时钟”方式发生变化的基因，从而显示出这些基因可快速地积累突变。随后，他们鉴定出28个基因，代表着43万多个碱基对。相比之下，导致COVID-19的病毒SARS-CoV-2的基因组有2.9万个碱基对。
使用这种方法取得突破需要数月的艰苦的计算工作，Storfer把这归功于他的博士生Austin Patton。Patton是最近毕业于华盛顿州立大学的博士，现在是加州大学伯克利分校的博士后研究员。
Patton，“这项研究带来的最令人兴奋的进展之一是有机会将这种类型的方法应用于几乎任何病原体。它打开了一扇门，让我们可以使用在病毒研究中非常重要的方法来研究对人类和野生动物都有影响的一组新的病原体。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Austin H. Patton et al. A transmissible cancer shifts from emergence to endemism in Tasmanian devils. Science, 2020, doi:10.1126/science.abb9772.
2.Tasmanian devils may survive their own pandemic
https://phys.org/news/2020-12-tasmanian-devils-survive-pandemic.html
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