Carlo Maley是亚利桑那州立大学生物计算、安全和社会生物设计中心的研究员
马利还是亚利桑那州立大学免疫治疗、疫苗和病毒治疗生物设计中心和进化机制生物设计中心的研究员
他是亚利桑那州立大学生命科学学院的副教授和亚利桑那癌症进化中心的主任
学分:亚利桑那州立大学生物设计研究所 人体内的细胞可以被认为是微小的射箭目标，每一个都容易受到致命的癌症之箭的伤害
给定动物的细胞越多，寿命越长，积累有害细胞突变的几率就越大，最终可能导致癌症
或者至少，这是直觉告诉我们的
然而，许多携带大量细胞的大型动物，包括大象和鲸鱼，不仅能活到老年，而且癌症发病率非常低
这个生物之谜被命名为佩托悖论
简而言之，自相矛盾的说法是物种的大小和寿命应该与癌症发病率成正比，然而跨物种的真实数据表明这种关联并不成立
在《自然》杂志上发表的一项新研究中，亚利桑那州立大学生物计算、安全和社会生物设计中心的研究员卡洛·马利和他的国际同事一起，探索了佩托悖论的最新含义，并强调了科学在生命之树中对癌症的了解
研究人员分析了同类中最大的跨物种数据库——一个来自动物园记录的成年哺乳动物池，包括191个物种的110，148个个体
其目的是评估各种哺乳动物的物种特异性癌症死亡率，以严格的定量方式重新审视佩托悖论的主张，并探索与人类和动物对抗该疾病相关的可能的癌症抑制机制
这项研究提供了迄今为止对佩托悖论最深入的评估
这些发现提供了确凿的证据，证明不同物种的癌症死亡率风险在很大程度上与体重和成人预期寿命无关
这一悖论的解决方案在于这样一个事实，即物种的更大规模和更长寿命的进化伴随着抗癌有效机制的共同进化
马利还是亚利桑那州立大学免疫治疗、疫苗和病毒治疗生物设计中心和进化机制生物设计中心的研究员
他是亚利桑那州立大学生命科学学院的副教授和亚利桑那癌症进化中心的主任
无休止的战斗 与癌症的斗争最近取得了一些胜利
根据美国癌症协会的数据，2020年的年度统计数据显示，癌症死亡率出现了有史以来最大的单年降幅
然而，尽管在癌症的诊断和治疗方面取得了重大进展，这种疾病仍然是头号杀手，据估计，去年美国有超过60万人死于这种疾病
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单独的
这一祸害不仅限于人类
事实上，这项新研究报告了跨物种的重大癌症负担，特别是在一些由人类护理的哺乳动物中，成年人群中癌症死亡人数可能达到惊人的20-40%
尽管癌症是地球上所有多细胞物种都存在的事实，但这种疾病在选择受害者时并不民主
一些物种的癌症发病率明显更高或更低，原因仍在研究中
这项新研究探索了一些令人惊讶的情况，包括一些食肉哺乳动物异常高的癌症易感性
研究发现，这种差异与饮食密切相关，食用其他哺乳动物的哺乳动物癌症发病率最高，尽管其他因素也起着重要作用
更多细胞，更多问题？ 多细胞生物，从简单到高度复杂，在细胞分裂时面临挑战
当DNA复制机制不能忠实复制遗传密码的60亿个碱基对时，细胞突变就会出现
辐射等环境因素也会破坏DNA的完整性，导致突变
大多数这样的突变对生物体的健康没有明显的影响
然而，有些会引发毁灭性的连锁反应，导致癌症，一种经常致命的疾病
当生物体变大，在体内获得更多细胞时，这个问题可能会加剧
另一个关键因素是随着时间的推移突变的积累，年龄是癌症的一个关键风险因素
这种趋势很容易在各种物种中观察到，包括狗和人类
但是，尽管这一常识性规则适用于特定的物种，但研究人员在观察广泛多样的物种时发现了完全不同的东西，在这些物种中，大型长寿物种通常被视为在癌症发病率较低的情况下蓬勃发展
流行病学家理查德·佩托首次表达了这一明显的矛盾
他研究了人类和老鼠的癌症发病率，发现这两个物种的癌症发病率大致相当
鉴于人类的细胞数量大约是老鼠的1000倍，寿命是老鼠的30倍，这就出现了一个难题
更令人惊讶的是，大型长寿野生动物似乎没有表现出明显更大的癌症倾向
看来大自然已经在大型长寿物种中解决了癌症问题，并得出了许多解决方案，这些方案因所涉及的物种而异
这些癌症抑制机制可能为抑制包括人类在内的其他动物的癌症提供线索
探索悖论 尽管佩托悖论的基本见解早已得到认可，但科学证实一直是一项挑战
到目前为止，从样本量、年龄分布、物种相关性和死亡原因等方面来看，现有数据都不足以得出支持佩托悖论的可靠结论
目前的研究利用了一个被称为动物信息管理系统(ZIMS)的大数据集，该数据集汇编了关于成年非家养哺乳动物的年龄、性别、死亡/存活状态和死后病理数据的详细信息
这个丰富的跨物种信息库对于彻底分析佩托悖论至关重要
在动物园对食肉动物的调查中发现了高癌症风险
这可能是由于使用孕激素和其他形式的激素避孕以及动物园动物推迟怀孕
这两个因素都与人类癌症的发展以及非家猫的癌症发展有关
然而，研究人员确定，避孕措施不能完全解释食肉动物患癌症风险增加的原因
如果可以的话，数据中明显的性别偏见是显而易见的，女性食肉动物的癌症发病率更高
相反，一个关键的决定因素似乎是饮食
饮食即命运？ 食肉动物通常食用高脂肪、低纤维的食物，这是已知的癌症风险因素
因为食肉动物处于食物链的顶端，它们能够以比食物链较低的动物更集中的水平摄入污染物或其他致癌化合物
此外，食用肉类会使食肉动物暴露于与癌症形成过程有关的各种病原体
特别是病毒会带来相当大的癌症风险，所有癌症中有10-20%被认为是由病毒引起的
对动物园数据的进一步分析表明，在食肉动物中，与很少或从不食用其他哺乳动物的食肉动物相比，那些经常食用其他脊椎动物的食肉动物患癌症的几率最高
数据表明，食肉饮食，尤其是富含哺乳动物猎物的饮食，在癌症风险方面成本很高
可能影响这些动物癌症发病率的其他因素包括微生物多样性低、圈养条件下的体育锻炼程度或其他生理因素
与食肉动物相比，反刍动物患癌症的风险在哺乳动物中最低
与动物交谈 研究结果证实了佩托悖论的中心假设
数据显示，不同物种的癌症死亡率风险和体重之间没有显著关联，这表明大型动物对癌症抵抗机制的自然选择是显著降低其致癌风险的原因
这些不同的机制已经成为深入研究的焦点，因为它们具有预防这种致命疾病的潜力，无论是在野生动物中还是在人类中，尽管仍有许多未知
这项研究为这一领域的进一步探索提供了基础，并突出了动物学数据对未来癌症研究的力量
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