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近年來，一些研究發現人類胎盤獨特的、侵襲子宮壁的方式，與癌症的嚴重程度有關。一項發表於《自然》的新研究揭示，胎盤中的細胞具有大量的基因突變，十分類似於癌細胞。而胎盤是一個由多個“癌細胞”模組，拼接起來的器官。而在長達9個月的時間內，每一個胎兒時刻都在與它們為伴。

每當一個胎兒降生，其母親體內就會有一個胎盤脫落，並離開子宮。胎盤在孕婦體記憶體在的時間僅9個多月，但它在繁育後代的過程中至關重要。它的一端連線著母親的子宮壁，另一端連線著胎兒的血液系統。胎盤能將兩者的血液系統分開，避免了母親體內的免疫細胞進入胎兒體內，導致其死亡。但與此同時，它又能將母親體內的營養物質、氧氣和抗體等傳遞給胎兒，幫助其正常地生長和發育。

特殊的起源

雖然胎盤極其重要，但相比於人體的其他器官，我們對它的關注較少。近年來，關於胎盤如何出現和其連線子宮壁的獨特方式，引起了一些科學家的興趣。據相關研究，胎盤出現的時間可以

追溯到2億~1.5億年前

，當時一些動物的生育方式開始由卵生轉變為胎生。Edward B。 Chuong是科羅拉多大學的基因組學家，他在分析人胎盤細胞的基因時，發現其中

一些明顯不是人類的基因，而是來自逆轉錄病毒

。

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類似於HIV，這些逆轉錄病毒透過逆轉錄整合到人體的基因組中。在2018年一篇發表於

PLoS

子刊

的文章中，Chuong發現一個來自於逆轉錄病毒的基因，能透過表達合胞素（Syncytin-1），促進胎盤中合胞體滋養層（syncytiotrophoblast）的合成。這是胎盤最外層的細胞，它與子宮壁相連，分離母體和胎兒的血液系統，同時保證兩者之間的物質交換。

在胎盤中，逆轉錄病毒的基因還能控制由胎盤分泌的促腎上腺皮質激素釋放激素（corticotropin-releasing hormone）的水平，進而

控制胎兒的生長狀態和出生時間

。當這種激素的水平異常時，可能會導致早產、新生兒體重過輕等現象。

在Chuong看來，這是一個外來的

病毒基因被人體馴化

的結果。這些逆轉錄病毒的基因整合到哺乳動物的基因組中，和其他基因一起協同發揮功能，進而徹底改變哺乳動物生育後代的方式。這種方式帶來了更多的益處，如增加後代的存活機率。但對人類來說，這種生殖方式在帶來諸多優勢的同時，也展現出意料之外的負面影響。

癌症變嚴重的原因

一些科學家注意到，在不同的哺乳動物中，黑色素瘤的擴散情況並不相同。相比於牛和馬等，人類抵抗腫瘤細胞擴散的能力更弱。耶魯大學的科學家在2019年發表於

《自然·生態與演化》

的研究中揭示了部分原因。哺乳動物胎盤中的合胞體滋養層，能實現母親和胎兒之間的物質交換。但這些細胞入侵雌性子宮內膜的方式，十分

類似於癌細胞進入正常組織中的細胞間質的過程

。另一項

研究

發現，在哺乳動物中，當滋養層細胞的入侵性越強時，其體內的多種癌症（包括面板癌、乳腺癌和軟組織瘤）或許更容易擴散。

耶魯大學的科學家表示，胎盤與子宮壁的連線方式，是各種哺乳動物在後期獨立演化出的結果。而人類的癌症更容易轉移，可能是後期演化中妥協的結果——

細胞的侵襲性更強時，也意味著胎兒能得到更多的營養

，從而更好地發育。但這些滋養層細胞為什麼具有更強的侵襲性？研究人員並沒有給出解釋。

近期，在一篇發表於

《自然》

的論文中，科學家或找到了一個能解釋這一現象的原因：實際上，在胎盤中的滋養層細胞與癌細胞十分相似，有著大量基因突變。這也意味著在母親懷孕期間，胎兒或時刻與這些危險的細胞相伴。

由“癌細胞”組成的胎盤

在研究中，英國維康桑格研究所和劍橋大學的科學家從37個胎盤中分離了86個胎盤細胞組織樣本。透過對這些樣本的全基因組測序，他們發現其中

近一半的細胞存在基因突變，包含大量單鹼基置換

。其中，SBS18在胎盤細胞中最為常見，這種單鹼基置換導致了細胞中近43%的突變。

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除了單鹼基置換，這些胎盤細胞樣本中還存在

其他型別的基因突變

，例如小片段鹼基的插入、刪除，以及基因複製數的改變。近一半的胎盤細胞樣本中至少存在一處基因複製數改變；其中一個樣本還出現了

染色體異常

，擁有3條10號染色體。但在臍帶的間充質細胞（成纖維細胞、肌肉細胞等的混合物）和胎兒細胞中，就不存在這樣嚴重的基因突變情況。

研究人員猜測，由於胎盤是一個暫時、多餘的器官，因此在大多陣列織中，用來

保護染色體和基因組的機制，在胎盤滋養層中並不會發揮作用

。例如，上段中有3條10號染色體的現象，在胎兒體內並不沒有出現，這是由於受精卵中的三染色體救援（Trisomic rescue）過程清除了一條10號染色體。

研究團隊在對胎盤不同區域的滋養層細胞進行測序時，還發現了一個有趣的現象：在單個滋養層細胞群內部，細胞中基因的相似性很高；但不同滋養層細胞群之間，基因突變的差異卻很明顯。這提示

單個滋養層細胞群或由一個祖細胞演化而來

。祖細胞在多次複製時，基因突變會逐漸累積。隨後，它和其他胎盤細胞群拼接成胎盤，形成一個由

具有不同“癌變”特徵的細胞群

拼接起來的“馬賽克”。

該文章的通訊作者、劍橋大學的Steve Charnock-Jones教授說：“這項研究首次證實，胎盤的組織結構與其他人體器官不同。事實上，它就像不同的腫瘤細胞拼接起來的。與人體其他健康的組織相比，

它的基因突變率和一些突變模式高得有點離譜

。”

那麼這些突變的胎盤細胞對胎兒有害嗎？此前的研究表明，胎盤中的

染色體畸變會導致1%~2%的生殖異常

。在胎盤中，細胞的基因突變會導致胎盤功能不全，且還會誘發多種產科併發症，例如早產、胎兒死亡和胎兒宮內生長受限等。

在這項新研究中，科學家發現，一些新生兒易患的癌症（例如成神經細胞瘤和橫紋肌肉瘤）中也

存在大量SBS18型別的單鹼基置換

。當胎兒還在子宮發育時，這些癌症的種子就已經形成，這或與胎盤細胞具有一定的相關性。研究人員表示，這一研究建立起了胎盤基因異常和新生兒狀態之間的聯絡。使用更大樣本進行後續研究，或將有助於揭示在懷孕期間，母親或胎兒出現併發症或其他疾病的原因。

撰文：石雲雷

審校：吳非

參考連結：

https：//whyy。org/segments/the-placenta-went-viral-and-protomammals-were-born/

https：//www。eurekalert。org/pub_releases/2021-03/wtsi-pia030921。php

https：//pubmed。ncbi。nlm。nih。gov/25324490/

https：//link。springer。com/article/10。1007/s13105-012-0227-2

文章連結：

https：//www。nature。com/articles/s41586-021-03345-1