主要内容 2012年，渔民和生物学家开始观察到在美国佛蒙特州和加拿大魁北克的淡水湖纪念湖中，棕头鲶鱼（A. nebulosus，一种鲶鱼）的较高比例出现了隆起的黑色病变（图1）。一项研究确定这些隆起的黑色病变为恶性黑色素瘤，基于组织病理分析，并观察到2014年至2017年采样的棕头鲶鱼中有23%-37%的鱼体上有这些病变（参考文献1）。在其他水体中也有报告发现棕头鲶鱼患有黑色素瘤，但通常发生率显著较低。棕头鲶鱼广泛分布于北美东部，并被视为水质的指示物种。纪念湖中癌症的高发生率可能表明存在地方性致癌传染病或污染物。一种假设是，2011年热带风暴艾琳造成的大规模洪水导致湖水质下降，因而引发了径流污染。监测水质的变化对生物学家和公众而言都极为关注，因为该湖是超过175,000人饮用水的来源。图1：棕头鲶鱼采样、黑色病变示例和肿瘤发生假说。a，纪念湖中实地采集的地点：Fitch Bay（FB）、Magog地区（MA）、医院湾（HC；另称北主湖东西部）、Sargent’s Bay（SB）、Scott’s Cove（SC）、南湾/约翰斯河（JR）和南主湖（SML）。参考个体的实地采集地点：位于尚普兰湖的Sandy Point（SP）和Larabee’s（LB）、Bomoseen湖（BS）、康涅狄格河中的Hoyts Landing（HL）、Ticklenaked Pond（TP）、Village Pond（VP）和Hermon Pond（ME）。b – e，2023年在纪念湖中观察到的棕头鲶鱼黑色病变示例。b，鱼JR9侧面身体表面的非隆起黑色区域。c，鱼HC4眼部周围的非隆起黑色区域。d，鱼HC2的鳃盖腹部隆起的黑色病变。e，鱼SML1口腔内外的大型隆起黑色病变。照片来源：佛蒙特州鱼类和野生动物局。f，根据经典的身体突变或来源于癌症克隆谱系传播的鱼类肿瘤，预期的配对正常（N）和肿瘤（T）组织基因组的系统发育。闪电标志表示每种假说下肿瘤发生的起源。图片来源：A. nebulosus图像（棕头鲶鱼），Duane Raver（https://www.fws.gov/media/brown-bullhead）。地图由mapz提供的OpenStreetMap图像生成，获取日期为2025年4月2日，遵循开放数据公约开放数据库许可证（https://www.mapz.com/en/）。为了确定黑色素瘤的原因，研究人员发起了多项研究，包括基因组分析，以确定病鱼和健康鱼之间是否存在差异。初步结果表明，肿瘤的基因组与健康组织的基因组有显著不同。这导致了癌症可能是一种可传播癌症的假说，因为这一基因组观察与已知的通过如传染性寄生虫一般接合新生物在种群中传播的克隆癌症谱系一致。可传播癌症源自单一创始个体的常规癌症，随后癌细胞转移感染新宿主——癌细胞本身就是传播的介质。迄今为止，天然发生的可传播癌症仅在三种动物中观察到：狗、塔斯马尼亚恶魔和若干种双壳类动物。在狗中，犬传染性性肿瘤是一个姓氏已经存在数千年的单一谱系，通常由宿主存活。相比之下，塔斯马尼亚恶魔面部肿瘤病几年内具致命性，并独立产生了两次。双壳类可传播新生物是一种类白血病的癌症，已经至少在十种双壳类动物中独立产生和传播十次，在某些情况下传播至不同于其起源宿主物种的宿主。尽管目前没有发现任何鱼类物种中有可传播癌症的记录，但在20世纪初，一位研究人员观察到来自马萨诸塞州池塘的棕头鲶鱼爆发黑色肿瘤。之后，他们通过与肿瘤细胞接触诱导了健康鱼体内的小肿瘤，表明该癌症可能是由某种传染源引起的，但当时无法识别传播的介质。迄今为止进行的微生物组分析没有发现任何独特于纪念湖中患病棕头鲶鱼的病毒或其他微生物，这让人怀疑传播介质可能是癌细胞本身。可传播癌症的一个指示是癌症基因组比正常细胞基因组的接近程度。