第5章 侏罗纪的癌症
当我驾车穿越史前恐龙钻石公路(Dinosaur Diamond Prehistoric Highway)[1]一个干燥、寂寥的路段时,我试图遥想:科罗拉多州西部遍布鼠尾草的台地与裸岩峡谷在1.5亿年前的侏罗纪晚期是何等模样?那时,北美正在和欧亚分开。此前,北美与欧亚同处一块原始超级大陆,名为劳亚古陆(Laurasia);这个巨大的陆地板块远比今天平坦,它每年向北漂移几厘米,像船一样穿行于后来地理学家称作“北回归线”的海域。丹佛(Denver)现在海拔约为1.6千米,而那时接近海平面;其位置也与今天相距甚远,南至如今的巴哈马群岛。那时气候比较干燥,但部分土地具有连接浅水湖泊和沼泽的溪网,因而植被丰富。那时没有花草(花草都还没进化出来),有的只是怪异的混交针叶林,还混杂着银杏、桫椤、苏铁、木贼;巨型白蚁巢高达9米多;在这个宛如苏斯博士[2]创作的奇幻世界中,远古野兽踩着水花行进或在土地上迈出沉重步伐,它们是剑龙、异特龙、腕龙、重龙、地震龙等——在我从大章克申市赶往恐龙镇的途中,这些古生物的遗骨就深埋在我的脚下。
侏罗纪的过往偶尔因侵蚀、地震隆起、公路局的路堑而从地表露出头来。沉积物的彩带形成了一个古生物宝库,称为摩里逊岩层(Morrison Formation)。我知道该从照片中寻找什么:那些发红、发灰、发紫,有时发绿的沉积层,它们是700多万年来堆积起的地质碎屑。
在科罗拉多河畔、弗鲁塔(Fruita)镇南部,我徒步登上恐龙山之巅,驻足捡起路边一小块发紫的摩里逊泥岩。正把玩时,它像干面团一样碎了。山的另一边,我来到一口竖井旁,1901年古生物学家埃尔默·里格斯(Elmer Riggs)正是在这里挖出了一只迷惑龙(Apatosaurus)——这是正确的名称,而我们大多数人称之为雷龙(Brontosaurus)——6吨的骨骼。这只身长20多米的爬行动物如果起死回生、喝饱水,可重30吨。里格斯把这些骨骼用熟石膏包裹保护起来,用平底船运过科罗拉多州,再通过铁路运到芝加哥菲尔德博物馆(the Field Museum),重新组装并展出。
我北行到达只有339人的恐龙镇,雷龙大道(Brontosaurus Boulevard)与剑龙高速(Stegosaurus Freeway)在此相交;我登高眺望,夕照染红了峡谷中的摩里逊条纹。不过,我看到的最美的摩里逊条纹,还是在略西边的恐龙化石国家保护区(Dinosaur National Monument)西段、青河(Green River)之畔:那面峭壁由绿灰色渐变到紫色,再渐变成褐色,正如公园总部一位女士告诉我的那样,酷似一支融化的那不勒斯冰淇淋。
就在这里某个地方,有人发现了一块有癌症表现的恐龙骨骼,这可能是已知最早的癌症病例。这只恐龙无论死于肿瘤还是其他原因,死后的器官都被捕食者吃掉或迅速腐烂了。但它的骨架(至少有一部分)逐渐被风吹起的沙尘掩埋了起来。后来,扩张的湖泊或蜿蜒的溪流浸没了这些残骸,为其变成化石奠定了基础。骨骼中的矿物质一个分子一个分子地慢慢被水中的矿物质所替换,微小的孔穴被填补、石化。几个地质时代之后,恐龙早已灭绝,它们的世界被湖泊、沙漠或海洋覆盖,但这块包裹在沉积岩中的骨骼化石却穿越时代,保存了下来。
这一发现是极为偶然的。大部分骨骼还没等变成化石就分解了,而那些幸存时间够长并最终石化的骨骼,除了一小部分,几乎全都还埋在地下。上述标本就是一个幸存者,现标识为CM72656,存放于匹兹堡的卡内基自然历史博物馆。湍急的河流抑或地壳构造力,让这块骨骼化石以某种方式来到了我们这个世界的地表;最终,在该动物死亡1.5亿年后,某位佚名的奇石采集者发现了它,后来用岩石锯切出一个剖面,打磨,又经过了不知多少双手,这块化石最终来到了科罗拉多州的一家岩石店。在那里,它吸引了一位医生的目光,这位医生认为任何骨癌病例都逃不过他的法眼。
医生的名字叫雷蒙德·G.邦奇(Raymond G.Bunge),是艾奥瓦大学医学院泌尿学的教授。20世纪90年代初,他打电话给学校地质学系,询问有没有人愿意来评估他收藏的一些珍贵标本。几经周折,这个电话通过总机打到了布赖恩·维茨克(Brian Witzke)那里。在一个寒冷的秋日,维茨克骑自行车来到医生家,看到了一块令人着迷的12.7厘米厚的矿化恐龙骨骼。从正面观察,该化石宽16.5厘米,高24.1厘米,其核心是一个侵入体,现已结晶,长得很大,以致侵犯到了骨膜外。邦奇怀疑该侵入体是骨肉瘤,他见过这种癌症对人体(尤其是儿童)骨骼的破坏。历经千百万年,这块垒球大小的扁球状肿瘤已经变成了玛瑙。
这块骨骼化石太小,维茨克无法识别骨骼类型和恐龙种类,但是他能提供地质诊断:从红褐色的颜色和玛瑙化的内核,可以推定其来自摩里逊岩层。邦奇记得买这件纪念品的地方是在科罗拉多州西部(磨光的恐龙骨骼化石是收藏家的最爱),但他不记得确切位置。他把化石给了地质学家维茨克,托其征求专家意见。
由于其他项目的介入,维茨克几乎忘了这块化石还在他办公室的文件柜上。直到有一天,他把它转交给了风湿病学家布鲁斯·罗思柴尔德(Bruce Rothschild)。罗思柴尔德在俄亥俄州东北关节炎中心工作,已将自己的研究范围扩展到了恐龙骨骼疾病。他从未见过这么清晰、这么古老的史前癌症病例;下一步,他要确定这究竟是哪种癌症。
结果,该肿瘤既不是邦奇曾怀疑的骨肉瘤,也不是另一种名为尤文氏肉瘤(Ewing's sarcoma)的恶性肿瘤,这两种肿瘤都会表现为边界模糊或洋葱皮样分层的外观,而该肿瘤无此表现。罗思柴尔德也有信心排除侵袭性更强的多发性骨髓瘤,因为骨髓瘤这种侵犯浆细胞的恶性肿瘤会使骨骼呈现穿孔样外观,而化石上的肿瘤虽呈外侵性生长,但还留有完整的骨膜。每种骨骼疾病都会留下鲜明的印记,罗思柴尔德逐一排除了它们的可能:“白血病在骨骼上表现为表浅孤立和凝聚凹陷的病灶”“动脉瘤样骨囊肿具有扩张性泡沫状外观”“软骨母细胞瘤在骨骺端有‘爆米花’状钙化”“骨纤维异常增殖症会呈现‘磨砂玻璃’外观”。
外行人阅读罗思柴尔德的研究报告,可能会对医学术语一知半解;只有在努力理解了癌症的破坏性之后,才能真正熟悉那些术语。恐龙病理学是一门晦涩的学科,但从一开始就很明确的是:该领域专家有信心对一例1.5亿年前的肿瘤提供一个大概的诊断。罗思柴尔德接着排除了“痛风的硬化灶”“结核特征性的吸收灶”“梅毒螺旋体病特有的硬化性树胶肿”。单关节骨囊肿、内生软骨瘤、骨母细胞瘤、软骨纤维瘤、骨样骨瘤、嗜酸性肉芽肿(谁知道看似坚实的骨骼可以出这么多问题呢?!)这些也被一一排除。罗思柴尔德认为,化石上的病灶具有恶性肿瘤转移灶的特征,这是最致命的一种癌症,它开始于恐龙身体其他部位的细胞,然后转移到骨架上,建立起了“殖民地”。
此前,已有一些零星的文献涉及恐龙其他类型的肿瘤,如骨瘤(骨细胞过分生长超出适当范围形成的肿块)和血管瘤(血管异常积液,可在骨内的海绵组织形成)。像恶性肿瘤一样,这些良性肿瘤也是一种赘生物(neoplasml,希腊文,意为“新增长”),即学会了逃逸机体制衡机制、发挥自身意志的细胞。良性肿瘤中的细胞繁殖相对缓慢,没有侵犯周围组织或转移的能力,但它们不一定是无害的。良性肿瘤有时会压迫器官或血管,从而带来危险,或者分泌破坏性激素;还有些良性肿瘤可能癌变——这些都是很少见的,而恶性的恐龙肿瘤更是罕见。一只异龙前肢上的菜花状凸起物一度被认定为软骨肉瘤。但罗思柴尔德在仔细检查后断定,这只是骨折感染愈合后的改变。然而,邦奇的化石确实是恶性恐龙肿瘤。1999年,邦奇、维茨克与另一位同事共同撰写了一篇500字的简短论文,发表于《柳叶刀》。文中得出了一个大胆的结论:“这块化石的发现至少将转移性癌的起源前推到了中生代中期(恐龙时代),这是已知最早的此类化石。”
我第一次听说雷蒙德·邦奇的化石,是在我开始研究癌症科学文献的那个初夏。这其中似乎有一些病态魅力——单个细胞离群并开始繁殖,在人体内产生异物,像在错误位置突然生长的一个新器官,甚至,更可怕的,长成一个恶性畸形胚胎。畸胎瘤是一种罕见的肿瘤,源于生殖细胞异位(可产生精子和卵子),瘤中可含有头发、肌肉、皮肤、牙齿、骨骼的雏形。这个名字来源于希腊文teras,意为“怪物”。曾有一位年轻日本女性,其卵巢囊肿内有头、躯干、四肢、内脏、单只眼睛。但这种病例非常少见。肿瘤几乎总是即兴演进。最危险的肿瘤变得具有迁徙性,一旦在胃、结肠、子宫等器官周围立了足,它们就会继续前进,转移到新的地方去。前列腺癌最终可转移到肺或椎骨。没有道理认为恐龙不会得癌症,但考虑到人类有机会研究的古生物残骸数量极少,遇上一个恐龙患癌的实例几乎是个奇迹。
摩里逊岩层覆盖面积约130万平方千米,始于犹他州和科罗拉多州的恐龙国家纪念公园,北入怀俄明州、艾奥瓦州、蒙大拿州、南北达科他州、加拿大南部,东及内布拉斯加州和堪萨斯州,南至得克萨斯州和俄克拉荷马州的狭长地带,并进入新墨西哥州和亚利桑那州。自然侵蚀和人为挖掘留下的缺口,只是它的“冰山一角”——我们只勉强对其中700万年间积累的恐龙骨骼进行了取样,而且是那些碰巧成为化石的恐龙骨骼。若非雷蒙德·邦奇医生慧眼识珠,我们将错过史前癌症最早的确凿证据。有多少其他的例子,埋没于黑暗的岩层中?发现的骨骼中,又有多少恶性肿瘤被忽视?古生物学家几乎从不寻找癌症,就算看到了,也很少有人意识到那是癌症。只有那些已经透出骨骼表面的肿瘤,以及由于偶然断裂或宝石锯乱切而外露的肿瘤,才有机会被他们发现。
关于癌症,最令人难以捉摸的一个问题是:有多少癌症系体内自发产生,不受时代影响、不可避免?又有多少癌症由污染、工业化学品等人为因素导致?粗略估计远古时代癌症的发病率,可能会提供重要线索,但这需要更大样本的数据。罗思柴尔德在邦奇医生肿瘤化石的兴趣激发之下,开始寻找更多的东西。
罗思柴尔德开始利用便携式荧光透视镜,在北美洲各博物馆“挨家挨户”地进行X射线检查。人类的骨转移瘤最常见于脊椎,据此,罗思柴尔德将椎骨作为重点。从前到后,他共检查了约700具恐龙身上的10312块椎骨。这些恐龙化石被收藏于纽约的美国自然历史博物馆、匹兹堡的卡内基自然历史博物馆、芝加哥的菲尔德博物馆,以及美国、加拿大的其他机构——他遍历了墨西哥边境以北每一个可接触到的标本所在地。他检查零散的椎骨,并利用梯子和移动升降台来检查整个骨架高耸的脊椎。他有一张照片,就是身穿恐龙T恤,向后倚靠在霸王龙的胸腔里。如果X光片中出现异常的骨骼,他就会用CT扫描的方式更仔细地检查。
功夫不负有心人,罗斯柴尔德终于发现了另一个骨转移瘤实例,这一次可以识别出受害者:一只埃德蒙顿龙。这种恐龙是有着鸭子嘴的巨无霸,属于鸭嘴龙科,生活在白垩纪(侏罗纪后面的一纪)末,那时恐龙已经开始灭绝。其他鸭嘴龙科的恐龙身上也有发现骨肿瘤,但都是良性的:1例骨母细胞瘤、1例成纤维细胞性纤维瘤、26例血管瘤,而在其他科的恐龙骨骼上并没有发现肿瘤。这也许是最大的惊喜。来自鸭嘴龙科的恐龙椎骨只占不到1/3——仅有不到100只恐龙身上的约2800个标本——但它们是所有肿瘤的来源。还有约7400个非鸭嘴龙的椎骨,如迷惑龙、重龙、异特龙等,均未发现肿瘤的存在,不管是良性还是恶性肿瘤。
研究人类癌症的流行病学家也一直面临这类反常现象:为什么有些人更容易患癌?一些进化扭曲可能使鸭嘴龙具有易患肿瘤的遗传倾向,或者,此中原因可能在于新陈代谢。罗思柴尔德推测,鸭嘴龙可能比其他恐龙恒温。维持体温需要能量,因而恒温动物新陈代谢速度较快,这样可能就会加速导致恶性肿瘤的细胞损伤积累。
也许,这种差异并不在于特有因素,而在于环境因素,比如鸭嘴龙的食物。生态系统中,植物一直在进行无休止的“化学战”——合成除草剂和杀虫剂,以抵抗害虫。其中一些化学物质是诱变剂,可使DNA发生改变。羊齿状苏铁生长在中生代,其如今的“后代”会产生毒素,使实验鼠的肝和肾出现肿瘤。但是,为什么鸭嘴龙吃的苏铁会多于其他恐龙(如迷惑龙)呢?另一种可能的致癌物来源,是在几具埃德蒙顿龙“木乃伊”的胃中发现的针叶树叶(它们被埋在了适当环境,所以变成了化石而没有腐烂)。但这并没有构成强大的证据,无法继续推演。
还有其他奇特之处需要解释。鸭嘴龙肿瘤只发生在尾椎部分,即最接近脊椎尾部的地方。为什么爬行动物尾部比头部更容易患癌症?如果能像《侏罗纪公园》那样用古代DNA再造恐龙,并用于医学研究,那该多好啊!在一些大型癌症中心,如波士顿的丹娜—法伯癌症研究院(Dana-Farber Cancer Institute)、休斯敦的得克萨斯大学安德森(MD Anderson)癌症中心以及全球其他癌症中心,一位科学家可能尽其一生都在研究一个单分子在恶性肿瘤中所起的作用。仅仅是罗思柴尔德的调查数据就具有论文问题的价值了。首要问题是:如何正确看待他的发现?人类骨癌,无论转移性还是原发性,都是很罕见的。那么,700具恐龙骨架中有一例骨癌,是多了还是少了?
在一篇第三方论文中,罗思柴尔德考虑了这个概率。有两位天体物理学家找过罗思柴尔德,希望他可以支持他们的理论:放射性宇宙射线的急剧增多,加速终结了恐龙对地球的统治。强度足以破坏DNA的电离辐射会导致癌症,骨髓尤其容易受到影响。如果宇宙事件释放了异常强烈的射线,对恐龙来说,这种影响就像是被来自外太空的X射线照射一样。
但流行病学研究是怎么做的呢?在早先一项研究中,罗思柴尔德和妻子克莉丝汀(Christine)用X光检查了哈曼—托德人类骨学馆(Hamann-Todd Human Osteological Collection)收藏的骨骼。该馆隶属克利夫兰自然历史博物馆(Cleveland Museum of Natural History),收藏了3000具医学院的尸体骨骼,让他们不必沦为贫民墓地的孤魂。其中有33例骨转移瘤,占比1.14%。圣迭戈动物园的尸体解剖表明,爬行动物患骨癌的概率约为人类的1/8,即约为0.142%,恰好等于用X光检查700只恐龙发现1只患癌症的埃德蒙顿龙的概率。要证明癌症是导致恐龙灭绝的一个原因,还须到别处寻找证据。
几个月来,此类真假难断的信息在我的笔记本上不断积累,在我的思维中不断扩散。每个有关癌症的问题,都必然会催生更多的问题。哈曼—托德人类骨学馆馆藏对总体癌症发病率的代表性如何?那里骨骼的主人都是穷人,他们生前可能营养不良、饮食不规律,这可能让他们有更大概率罹患癌症。然而,其中许多人可能寿命相对较短,在癌症发生前就已经死于暴力或传染病。二者是恰好抵消吗?可能是,也可能不是。圣迭戈动物园的动物研究,引出了更多问题。圈养动物往往比野生动物更容易罹患癌症,也许是因为它们接触的农药或食品添加剂更多,也许只是因为它们寿命更长,吃得更多,锻炼更少。在所有人类癌症相关的风险因素中,很少有争议的两个因素是肥胖和老龄。
最令人头疼的问题是:现存证据极少,从中能推断出多少有关恐龙癌症(及其根源)的信息?如果样本只包括100只易患肿瘤的鸭嘴龙,那么它们患骨癌的概率是1%,和人类患骨癌的概率大致一样。但你不知道还有多少标本有待发现,只要再发现一只鸭嘴龙,且其患有恶性肿瘤,癌症发病率就会翻一番。最后,还有一个问题:有多少癌症可能已经扩散到了骨架中未检查的部位?或者,未扩散到骨骼,但扩散到了较柔软的器官?这些器官组织一旦分解,证据也就消失了。
但也可能出现例外的报告。2003年,即罗思柴尔德调查报告发表的同一年,南达科他州的古生物学家宣布发现了一颗疑似恐龙脑肿瘤。他们在制备一个7200万年前的蛇发女怪龙(Gorgosaurus,霸王龙的近亲)头骨标本的时候,发现“其头颅中有一团奇怪的黑色物质”。X射线检查和电子显微镜分析显示,该球形肿块由骨细胞组成。兽医学病理学家诊断其为“骨外骨肉瘤”[3],这个由骨细胞产生的肿瘤已经侵入小脑和脑干。这也许可以解释为什么该蛇发女怪龙似乎遭到了如此重创,仿佛其“发动机”失控了,发生了反复跌倒摔落一样。那时,罗思柴尔德推测:“一定是某种异常事件让它成了这样。这个位置和特征很可能是肿瘤,但仍要排除这只是散落的头骨碎片的可能性。”
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我正沿着恐龙钻石公路继续前行、想着癌症的事情,这时,我看到了一个稀罕东西:具有绿色恐龙标识的辛克莱石油公司加油站——这也堪称是生活中的一处“远古遗迹”了。沿途,摇晃的油井泵出化石燃料,据我们所知,这些化石燃料来源于史前有机物,就是微小动植物的糊浆,或许还有恐龙油脂溅入其中。
我到达科罗拉多州北部的扬帕高原(Yampa Plateau)时,已近黄昏。扬帕高原是一个有着3亿年历史的地质奇观。亿万年来的地震动荡(巨大地壳的逆冲、倾斜、滑移),搞乱了这里的地质年代纪事。连续数千米,沿路都可以看到侏罗纪和白垩纪(恐龙时代中后期)的岩石。然后,几乎车轮都不带颠一下的情况下,台地景观骤然变成了宾夕法尼亚纪[4]的景观——侏罗纪和白垩纪的景观戛然而止,眼前仿佛呈现一个更加古老的世界,比摩里逊恐龙还早了1.5亿年,那时原始蟑螂在陆地上爬行。宾夕法尼亚纪岩层下方的碎岩层,应该是泥盆纪4亿年来的荒野。在扬帕高原东边2500多千米的泥盆纪岩石中,今天俄亥俄州克利夫兰市的附近发现过一个原始盾皮鱼颌骨。颌骨有一处凹陷,一些科学家认为那是肿瘤,另一些科学家反对这种看法,认为那只是搏斗留下的旧伤。
这条路的尽头是高原的最远端——哈珀斯角(Harpers Corner)。我走到悬崖边,往脚下望去,青河与扬帕河(Yampa River)在这里交汇。那些时代都已化为岩层,唯留下这两条河一路见证。我站在那里,思考着流逝的历史,困惑涌上心头。恐龙消失后,发生了拉勒米运动(Laramide orogeny),落基山脉的山峰拔地而起,高达5.5千米,又最终被自己的岩屑埋到了“脖子”。随着落基山脉的剥露,这些填充物开始被冲走。之后,早更新世(即200万年前)大冰期的到来形成了我们今天所知的地貌。生命历经这些灾变,仍然进化不息;癌症则是混入这一旅程的不速之客。
在古象、猛犸象、马的骨骼化石上都发现了良性肿瘤。厚吻鳉属(Pachylebias)鱼类会出现骨骼异常增生现象,这似乎是很好地利用了肿瘤。有了增加的骨量作为压舱物,这些鱼可以在高盐的地中海更深的水域摄食,这是它们的竞争优势。最初的病态生长,可能成为一项进化策略。
一头远古水牛和一只远古野山羊疑似患有恶性肿瘤。甚至有份1908年的报告称,发现一具古埃及狒狒木乃伊生有肿瘤。这些例子寥寥无几,有时还颇有争议。但是,与恐龙一样,缺乏癌症存在过的证据,并不能证明癌症不曾存在过。也许在人类大闹地球之前,癌症曾经非常稀有,但一定数量的癌细胞肯定是一直存在的。一个生物体要生存,它的细胞必须不断地分裂,先是分裂成两个细胞,再是四个,然后是八个,连续翻番。每一次分裂,储存着生物基因信息的DNA长链都必须复制和传递。随着时间推移,纠错机制演化了出来。但在这个充斥着熵[5]的世界,这自然是个不完美的过程。出错的结果通常只是一个细胞死亡,但在适宜的条件下,这种错误会诱发癌症。
即使单细胞细菌也会突变,致使其复制速度快于周边的细菌。当组织内的细胞发生这种情况,结果就是肿瘤。植物和动物系出同源,是“多细胞主旋律”中的两个“变奏曲”。植物是我们的远亲,也会患类似癌症的病。一种叫根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)的细菌,可以将其自身的DNA片段转移到植物细胞的基因组中,致其生成一种称为冠瘿瘤的肿瘤。1942年发表的一篇著名论文论证了这类肿瘤可以在向日葵中产生继发性肿瘤,这是转移性肿瘤的原始相似品。在昆虫世界里,幼虫细胞可产生侵袭性肿瘤,也许正是同种现象延续到了脊椎动物身上。
癌症(肉瘤、癌、淋巴瘤这些临床上令人沮丧的名称)已见于多种鱼类,有鲤鱼、鳕鱼、鳐鱼、梭鱼、鲈鱼等。鳟鱼和人类一样会因黄曲霉素(黄曲霉菌产生的致癌物)而患肝癌。“鲨鱼不会得癌症”的谣言导致商人们大规模屠杀鲨鱼,以制备“抗癌”的鲨鱼软骨丸。但鲨鱼其实会得癌症。动物界的任何种类都不能幸免。爬行动物中,有乌龟的甲状旁腺腺瘤,有蛇的肉瘤、黑色素瘤、淋巴细胞性白血病。两栖动物也易患肿瘤,但有些两栖动物在这方面存在奇怪的变体。被注入致癌物后,蝾螈很少会产生肿瘤,而更有可能长出错位的新肢体。其他动物在进化过程中几乎已经丧失了这种身体部位再生的能力。这可能是又一条关于癌症起源的线索——受损组织疯狂地试图再生,却发现自己根本不知道该怎么生长了。
这些生物都不会走(或游、或爬)到诊所,寻求治疗。但从博物学家和动物学家的偶然观察中可窥见端倪。哺乳动物似乎比爬行动物和鱼类更容易患癌症,爬行动物和鱼类又比两栖动物更容易患癌症;家养动物似乎比它们的野生亲戚更容易患癌症;人类是所有动物中最容易患癌症的。
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这一次自驾游的某个下午,我逗留在恐龙之旅博物馆(Dinosaur Journey Museum)。鉴于科学博物馆娱乐化的现状,我本以为这里会充满卡通恐龙和类似电子游戏那种可以动手体验的展品,但实际上其优秀科学展品很多。我透过古生物实验室(Paleo Lab)的落地窗,悄悄观察:这里展示的是正在工作的研究人员,有男有女,都伏在工作台上,凿取着嵌入石头的化石。我穿行于高高耸立、几乎触及天花板的复原骨架之间,那是异特龙和剑龙。我看到一块迷惑龙颈椎骨,它是如此之大,以至于如果没有标签,我不会猜到这个岩块曾是活组织。这绝对令人印象深刻,但多年来我已经看够了恐龙骨骼,觉得有点倦了。直到我驻足于一个腕龙心脏的全尺寸外形展品旁——这颗心脏立起来,差不多到我的胸口位置——我才真正感受到,这些野兽是多么巨大!
我又想起了罗思柴尔德对恐龙肿瘤的调查。体积和寿命密切相关,大型物种往往比小型物种更长寿(虽然也有例外)。据估算,体积最大的恐龙寿命很长,有足够的时间和空间来凝聚突变。这难道不会让它们非常容易罹患肿瘤吗?至少在哺乳动物的世界,这个问题尚不明确。该现象称为佩托悖论(Peto's paradox),以牛津大学流行病学家理查德·佩托爵士(Sir Richard Peto)的名字命名。佩托非常疑惑,为什么长寿的大型生物(如大象)罹患癌症的概率并没有高于短寿的小型生物(如小鼠)呢?在亚利桑那州,一群生物学家和数学家将这个谜团总结在一篇论文的标题中:《为什么鲸没有都得癌症?》。事实是,除了生活在被污染的圣劳伦斯河口的白鲸外,鲸患癌的情况似乎很少见,而小鼠的癌症发病率很高。
起初,这看起来并不奇怪。寿命和脉率呈负相关。大象和小鼠在典型的“一生”中都会有大约10亿次心跳,只是小鼠心跳快得多。由于新陈代谢的消耗如此之大,小鼠可能更容易得癌症,这看似合理。然而,这个解释适用于小鼠,却并不适用于其他小型哺乳动物。此外,鸟类的代谢率很疯狂(蜂鸟1分钟的心跳可超过1000次),但它们似乎很少得癌症。如果你以哺乳动物体积与癌症发病率分别为横纵坐标作图,你会发现,并没有表明它们之间关联的斜率曲线,只有一些散乱的点。依据我们的愚见,每一个物种似乎都是异常值。
对于癌症发生率与物种体积未呈现正相关这个问题,科学家们提出了几种解释。尽管大型动物确实更容易产生突变,但它们可能进化出了更有效的方法修复DNA,或以其他方式避开肿瘤。那篇亚利桑那州的论文提出了一种可能的机制——“超级肿瘤”(Hypertumors)。癌症是一种细胞分裂失控并累积遗传损伤的现象。发生突变的细胞的子一代、二代、三代继续产生它们自己的后代,最终形成相互竞争的亚细胞群。这些亚细胞群彼此遗传特性不同。那些进化得繁衍更快的,或是能够毒害相邻细胞群的,又或是可以更高效利用能量的,都是较强的竞争者,会在竞争中占上风。但该论文指出,在它们占据主导权之前,可能容易受到“超级肿瘤”的影响:弱势癌细胞群化身机会主义者,试图吃白食。这些寄生物不断吸食强势癌细胞群的能量,将癌细胞摧毁,或者至少会控制其生长。在长寿的大型动物体内,癌症是逐渐发展的,其时间足够形成超级肿瘤。所以大型动物容易产生癌细胞,但这些癌细胞大多长不大。我虽一直埋首文献阅读,但也是第一次听说癌细胞也会得癌症!
知道这些之后,我仍对蜂鸟的例子感到困惑。此时,论文中关于佩托悖论的一条注释,又让我想起了另一个有关癌症的谜团。动物学家们都知道,几乎所有哺乳动物,无论高矮,颈部总是正好7块椎骨,如长颈鹿、骆驼、人、鲸(但海牛和树懒是例外)。鸟类、两栖类、爬行类不受这个规则的约束——天鹅颈部可以有22~25根椎骨,而且它们似乎更不容易得癌症。荷兰生物学家佛莱森·嘉利斯(Frietson Galis)认为此二者必有联系。她考虑了一种罕见情况:胎儿在颈部本该长第七椎骨的位置长出了一根额外的肋骨,有这种先天缺陷的孩子颈部只有6块椎骨,且更可能死于脑肿瘤、白血病、母细胞瘤、肉瘤。嘉利斯认为,这就是哺乳动物颈椎骨数量变异慢慢消失的原因。
我自驾游的最后一晚前往了犹他州的维尔诺(Vernal)。一只巨大的粉红色雷龙(即迷惑龙)举着牌子迎接游客,长长的睫毛透着妖媚。当时大概是九点钟,镇上很多店铺已经打烊。我在大街上找了一家“狂野西部”主题餐厅,这家还在勉强营业着。我开了一整天的车,很想喝几杯红酒。我试图跟上最新的研究成果:如果饮酒有度,这个“恶习”也许有利于循环系统,可以降低心脏病发作和中风的发病率。最合我心意的一项研究甚至提出,这种“长寿药”的抗氧化作用可能有助于抑制肿瘤,延年益寿。但是,人活的时间越长,就越容易得癌症。我们吃的每一餐都在对患癌概率进行“微积分”:酒精会增加得某些癌症(如口腔癌、食道癌)的风险,但可能会降低患肾癌的风险。
我笔记本电脑里有一个文档,用于保存最近的新闻标题:
● “石榴中的天然化合物可能可以防止激素依赖性乳腺癌的增长”
● “绿茶可以改变吸烟对患肺癌风险的影响”
● “喝不含酒精的饮料可能会增加患胰腺癌的风险”
● “苦瓜提取物可以减缓乳腺癌细胞的生长”
● “海藻提取物有望用于治疗非霍奇金淋巴瘤”
● “咖啡也许可以预防头颈部肿瘤”
● “草莓可能会减缓食管癌癌前病变的发展”
我现在知道,这些效应即使是真的,也微不足道。但是,人们又该怎样理智地权衡取舍呢?这种权衡所基于的信息,无疑是不完善的——这些研究发现可能明天就会被推翻。
结果,我发现那晚担心“红酒致癌”实在是多虑了。这里是犹他州,菜单上没有含酒精的东西。我就着炸鸡排三明治喝下的柠檬汁,是用罐装粉末和自来水冲制的。我住的“恐龙客栈”由另一只微笑的迷惑龙守卫着。回房间后,我又想到了我脚下这些绵延数千米、积累千万年的岩层。总有一天,我们的世界也会化为岩层,我想知道那岩层中会有多少癌症病例。大约七年前,我的妻子南希被确诊了一种狂暴的癌症——她的子宫里无缘无故地长出了癌细胞,它们像火沿着灯芯燃烧一样,沿着圆韧带转移进入了腹股沟。她幸存了下来;但从那以后,我一直想知道:一个恪尽职守的细胞,是怎么会变成科幻片中的异形,怎么会变成在体内生长的怪兽?
注释
[1]史前恐龙钻石公路为美国国家风景道路(National Scenic Byway)之一,是受美国运输部认可的、在考古、文化、历史、自然、消遣、风景六方面至少一方面出类拔萃的道路。——译者注。
[2]苏斯博士(Dr.Seuss)是20世纪最卓越的儿童文学家、教育学家。他创作的图画书,人物形象鲜明,情节夸张荒诞,语言妙趣横生。——译者注。
[3]骨外骨肉瘤是指发生在骨组织以外的骨肉瘤,为少见的软组织肿瘤。——译者注。
[4]宾夕法尼亚纪处于31810±130至29900±80百万年前,为古生代石炭纪的一部分,又叫晚石炭世。宾夕法尼亚纪是以美国的宾夕法尼亚州命名的,因为宾夕法尼亚纪岩层广泛分布在该州。——译者注。
[5]熵指的是体系混乱的程度。——译者注。