在俄亥俄州东巴勒斯坦市发生载有化学品的火车脱轨起火事故后，居民暴露于氯乙烯、丙烯醛和二噁英等致癌物。由于肿瘤发展通常较缓慢，确定事故对当地居民癌症风险的影响可能需要数十年时间，但存在更快速的答案来源：居民的狗同样暴露于致癌环境，而狗类癌症发展速度远快于人类。
研究发现，通过观察犬类及其癌症发展可更深入了解人类癌症。这不仅因为犬类与主人共享许多环境致癌暴露途径，科学期刊《Knowable Magazine》还报道，研究者发现两种物种癌症发展的生物通路存在显著相似性。
犬类癌症进展速度更快的特点意味着研究人员测试新疗法时能比人类临床试验更快获得结果。支持者指出这将使科学家、犬只及其主人都受益。
北卡罗来纳州立大学遗传学家马修·布里恩（Matthew Breen）表示："人类最好的朋友也是人类最好的生物医学伙伴。这就像拥有一个移动的生物监测装置，能帮助我们预判未来25年内的自身医疗前景。"
犬类在癌症研究前沿
人犬生物医学联系由来已久。兽医长期使用人类开发的药物治疗犬类患者，医生们也依靠犬类测试临床应用前的疗法和手术技术。例如，保留患者肢体的骨肉瘤治疗技术最初就是先在犬类中开发的。
如今这种跨物种研究已不再是偶然获益。研究者发现犬类肿瘤与人类肿瘤如此相似，以至于犬类可能成为理解许多人类癌症的最佳参照。
犬类与人类癌症最重要的相似性之一在于它们都是自发产生：经过多年的细胞层面斗争，细胞积累的基因损伤破坏了正常分裂控制机制，新兴肿瘤逐步进化出逃避免疫系统的机制。这种复杂性意味着存在许多不同的致癌通路，不仅肿瘤间存在差异，甚至单个肿瘤内部细胞间也存在差异。
传统的小鼠癌症研究方法遗漏了许多这种异质性，因为该体系更加人工化：研究人员通常需要将肿瘤植入免疫系统被抑制的近交系小鼠体内。
新的基因研究强化了犬类与人类癌症相似性的证据。马萨诸塞大学陈医学院基因组学家埃莉诺·卡尔森（Elinor Karlsson）及其同事分析了来自32种不同类型的15,000多个人类肿瘤和7种不同类型的400多个犬类肿瘤的基因序列。
研究目的是识别癌症特有但正常细胞中不存在的基因突变。这些突变可能不是遗传获得，而是生命周期中积累的基因损伤结果，其中部分损伤可能导致癌症。
卡尔森指出，两个物种的损伤特征看起来异常相似："从遗传学角度看，驱动癌症发展的基因基本相同。"例如，许多犬类肿瘤携带已知驱动人类癌症的基因突变，如肿瘤抑制基因PTEN（常出现在乳腺癌和前列腺癌等癌症中）和细胞分裂调节基因NRAS（参与黑色素瘤和其他癌症）。值得注意的是，突变常出现在两个物种基因的相同或相近位置，表明可能引发类似的功能障碍。
近期类似发现来自加州致力于犬类癌症研究的FidoCure公司。科学家正在研究具有特定基因突变的肿瘤对人类疗法的反应。团队审查了1,108只癌症犬只的记录，发现携带特定突变的犬只若接受针对该突变的人类药物治疗，存活率更高。这暗示两种物种癌症的基础生物学可能相似，如果成立，研究者应该能反向操作——利用犬类作为测试平台开发人类新疗法。
美国国家癌症研究所比较肿瘤学项目主任兼兽医肿瘤学家艾米·勒布朗（Amy LeBlanc）指出，已有数种最初在犬类开发的癌症疗法正在人体临床试验中或已获批用于人类。例如针对脑癌的免疫疗法、靶向淋巴瘤的病毒疗法，以及针对多发性骨髓瘤、淋巴瘤和脑肿瘤的药物疗法。FidoCure的研究结果表明这些疗法可能只是更多此类药物的开端。
加速答案获取路径
犬类癌症进展更快意味着临床试验能更快产生结果。例如，肿瘤常会产生异常大量的畸形RNA分子。研究者在小鼠实验中证实，通过疫苗靶向这些分子可以延迟或预防癌症发生。但若要在人体测试预防性疫苗，可能需要数年甚至数十年才能获得结果，而资助机构不太可能仅凭小鼠数据就支持如此漫长且昂贵的研究。
科罗拉多州立大学兽医肿瘤学家道格拉斯·塔姆（Douglas Thamm）指出："从鼠类研究直接跃迁到持续15-20年的人类癌症预防研究将是巨大的飞跃。"
因此，塔姆及其同事在犬类中测试疫苗，将研究时间缩短至五年。目前已收集全部804只犬的数据，研究者正在分析结果，预计2025年底前将得出疫苗有效性的结论。
癌症检测技术同样受益于犬类测试。例如许多金毛巡回犬最终都会发展出血管肉瘤。药物通常能延缓癌症进展，但许多犬只最终会复发。卡尔森团队正在研究是否能通过受影响犬只的血液样本来检测复发，这种技术称为液体活检。
虽然技术仍在开发中，项目联合负责人、塔夫茨大学兽医医学肿瘤学家兼免疫学家谢丽尔·伦敦（Cheryl London）指出，希望能在早期发现复发迹象，使兽医能及时终止失败疗法并尝试新方案。相比之下，她指出在标准疗法明确失败前无法对人类进行实验性治疗。
卡尔森认为，未来液体活检可能用于筛查犬类和人类此前未检测到的癌症。在这方面金毛巡回犬将特别有价值：由于大量犬只终将患癌，研究人员不需要筛选太多动物就能找到足够研究样本。
环境监测哨兵
犬类在癌症研究中还扮演着另一个重要角色：环境监测哨兵。布里恩指出："犬类生活在我们的环境中，呼吸同样的空气，饮用同样的水。狗跑过的草坪和我们孙辈玩耍的草坪接受同样的除草剂处理。"如果这些暴露会增加犬类癌症风险，由于基因通路的相似性，对人类也可能构成威胁。
布里恩指出，人体暴露于各种环境致癌物可能需要25年才能引发全面癌症。"但犬类较短的寿命意味着只需暴露两到三年。"这使得犬类能更快识别可能对人类最具危险性的化学物质。
布里恩及其同事最近对这种哨兵理论进行了实际验证。他们关注可能与膀胱癌相关的环境毒素。团队已知犬类膀胱壁细胞积累的基因损伤常包含BRAF V595E突变，这是膀胱癌的早期生物标志物。此前研究显示环境化学物质与该癌症相关，但具体是哪些物质尚不明确。
为寻找答案，研究团队通过尿液样本筛选出25只具有BRAF V595E突变的犬只，并为其佩戴特制硅胶标签。同时为76只未携带该突变的匹配犬只（品种、性别和年龄相同）发放相同设备。每只犬佩戴五天，期间吸收家居环境中的化学物质。主人随后将标签寄回供研究人员提取分析。
分析发现25种在携带突变犬只体内更丰富的化学物质，这些物质成为潜在致癌候选物。其中包括阻燃剂、增塑剂，以及吸烟、火灾和机动车排放产生的燃烧副产物。布里恩表示："这些都是每个家庭中常见的化学物质。"此前研究发现犬只标签和主人佩戴的硅腕带记录了相似的暴露模式。
类似方法可能帮助评估其他环境暴露的癌症风险，例如东巴勒斯坦火车脱轨事故。为此，卡尔森团队近期向事故现场附近约75位犬主寄送了硅胶标签。研究人员正在测量标签中的化学物质并筛查犬只血液样本，以检测与癌症相关的基因变化。
卡尔森指出，如果暴露于事故化学物质的犬只血液中显示更高突变率，它们和主人可能都需要加强癌症风险监测。
随着研究人员持续探索犬类与人类癌症的关联，他们不断强调这对科学、犬主及其患病宠物的多重益处。这些宠物能获得主人通常难以接触的尖端癌症治疗，主人也因此获得更多陪伴时间。"我们并非以损害动物为代价进行实验，"塔姆强调，"我们是在帮助这些个体。"他表示这也是众多研究者感到欣慰的原因。
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