海のガン：海洋哺乳類の健康と人間の健康のつながり

海のガン

写真：ジョシュ・バルカーセル

「これは少し臭うかもしれません」と、カリフォルニア州サウサリートにある海洋哺乳類センターの科学者、テネヤ・ノリスは言います。リサーチアシスタントのバービー・ハラスカは、ぐったりと濡れた死骸を部屋に運び込み、輝く鋼鉄のテーブルの上に置きました。

研究者たちが、この小さな茶色いカリフォルニアアシカの子供の体を切り開き、内臓を取り出す前から、その動物はほとんど皮膚と骨だけでした。この若いオスは、到着したとき1歳未満でした。10日間持ちこたえましたが、到着時にはすでに深刻な栄養失調の影響を受けており（健康な子供のサイズの4分の1ほどでした）、スタッフは救うことができませんでした。

ノリスは、その個体のヒレを広げます。メスを手に取り、顎から尾まで動物を開く準備をします。この子供は、その数倍の大きさの動物が置けるテーブルの、狭い一角を占めるにすぎません。そして、このセンターは、そのような動物を数多く見てきました。この施設には、毎年、アシカ、ゾウアザラシ、時にはイルカやウミガメなど、数百頭の苦しんでいる動物が運び込まれます。科学者やボランティアは、病気の動物をリハビリさせ、海に戻すために最善を尽くします。しかし、その半数は、代わりに金属のテーブルの上に横たわることになります。それぞれの死は、喪失であり、そして機会でもあります。

ここで死んだすべての動物は、徹底的に研究されます。研究者たちは、数十の研究のために、その体をサンプルに切り分けます。彼らは特に、カリフォルニアアシカの死骸に興味を持っています。それは、この種を悩ませている謎めいた攻撃的なガンを研究するのに役立っているからです。

［画像: リサーチアシスタントのバービー・ハラスカが、海洋哺乳類センターでカリフォルニアアシカの子供の死骸を解剖のために準備しています。解剖は、死因の評価に役立ち、海洋野生生物の科学とリハビリテーションに不可欠な部分です。］

リサーチアシスタントのバービー・ハラスカが、海洋哺乳類センターでカリフォルニアアシカの子供の死骸を解剖のために準備しています。解剖は、死因の評価に役立ち、海洋野生生物の科学とリハビリテーションに不可欠な部分です。

この病気は、成体のオスとメスの生殖器官で始まります。死ぬ頃には、腫瘍が脊椎に浸潤し、椎骨を「どろどろ」にしてしまうことがあると、ノリスは言います。彼女は、脊椎をナイフで簡単に切断できた死んだ動物を調べたことを説明します。

海洋哺乳類センターで死亡した成体のカリフォルニアアシカの4分の1以上がガンに罹患していると、獣医学部長のショーン・ジョンソンは述べています。これは、野生動物の中で最も高いガン率の一つであり、センターの科学者たちがこの病気を研究の優先事項としている理由です。この重点は、性的に伝染し、ガンを引き起こす可能性のあるウイルスを特定するなど、いくつかの有望な発見につながっています。

研究者たちがカリフォルニアアシカの病気の全容を解明できれば、他の動物、人間を含む、一部のガンがどのように発生するかを説明するのに役立つかもしれません。結局のところ、ガンを引き起こすウイルスは人間にも襲いかかります。同時に、人間の病気への感受性、特に環境ストレスが比較的軽微な感染症を生命を脅かす病気に変える可能性があるという理解は、科学者たちが環境がアシカのガンにどのような役割を果たす可能性があるかを理解するのに役立っています。言い換えれば、一方を理解せずに、両方の種の健康に対する脅威のセットを完全に理解することはできないかもしれません。

プレッシャーの下で

太平洋岸の600マイルのどこかに、病気または負傷した海洋哺乳類が打ち上げられると、ボランティアは海洋哺乳類センターに連絡します。センターが救助が必要かつ実行可能だと判断した場合、トラックが派遣されます。車両には、PINNIPD（アザラシ、アシカ、セイウチの略称）やBG ELIE（センターに等身大の彫刻もあるゾウアザラシ）のようなユニークなナンバープレートが付いています。ボランティアは、ネットと木の板を使って、病気または負傷した各生き物を動物用クレートに誘導し、トラックに乗せてサンフランシスコをゴールデンゲートブリッジで隔てられた丘陵地帯であるマリンヘッドランズへ運びます。

センターは、低木のマニザニータが点在する乾燥した茶色の丘の上に、海を見下ろすように位置しています。その遠隔地は、冷戦時代のミサイルサイロとしてのこの場所の過去の生活を思い出させます。センターから見えるビーチでは、太平洋の波がロールし、高い岩の塊に打ち寄せています。通常の年では、年間600から800頭の異なる動物がセンターを訪れます。しかし、これらは通常の年ではありません。特にカリフォルニアアシカ（Zalophus californianus）を中心に、病気の動物の急増が見られます。この種は北米西海岸沿いに生息しています。昨年、センターは1,800頭の動物を受け入れましたが、そのうち1,300頭がカリフォルニアアシカでした。どちらの数も、センターの40年間の運営において記録的なものでした。

この急増には、さまざまな環境条件が影響しています。「ブロブ」と呼ばれる異常に暖かい水のパッチが、2013年から2015年まで北東太平洋にありました。2015年には、Pseudonitzschia という藻類の大量発生もありました。これらの微細な植物は、食物連鎖を駆け上がり、アシカのようなトッププレデターに濃縮される毒素であるドウモイ酸を生成します。これにより、てんかん発作や脳損傷を引き起こす場合があります。

「カリフォルニア沖では、生態系は本当にストレスにさらされています」とジョンソンは言います。そのストレスは、カリフォルニアアシカに特に大きな打撃を与えています。これらの困難な環境条件の中で、「メスは、子にミルクを生産するのに十分な食料を見つけることさえ非常に、非常に苦労しています」と彼は言います。母親が餌を与えるのに苦労しているため、子供たちは早すぎる時期に独り立ちしてしまう可能性があります。彼らは陸地に打ち上げられ、飢えと衰弱しています。ノリスの解剖台の上の子供のように。過去3年間で、ジョンソンによると、すべてのカリフォルニアアシカの子供の80〜90％が死亡しました。米国海洋大気庁（NOAA）はこれを「異常な死亡事象」と呼んでいます。

［画像: 患者の継続的なケアの一環として、獣医は海洋哺乳類センターの現場で、アシカの子供のヒレのX線写真を検査するためにポータブル技術を使用しています。］

患者の継続的なケアの一環として、獣医は海洋哺乳類センターの現場で、アシカの子供のヒレのX線写真を検査するためにポータブル技術を使用しています。

そして、ガンがあります。科学者たちは1970年代にカリフォルニアで初めてこの病気に気づき、現在では米国の西海岸全体のアシカに影響を与えていることを知っています。

1980年代から90年代半ばにかけて、海洋哺乳類センターの研究者は、死亡後に検査した成体のカリフォルニアアシカの18％にガンが見られました。1998年から2012年までは、その数は26％に増加しました。これは、野生でのガンの発生率が増加していることを意味するかもしれませんが、単に研究者がより注意を払うようになっただけかもしれません。今では何を探すべきかを知っているので、明らかな腫瘍がない動物でも早期のガンを発見できます。有毒な藻類の大量発生は、そうでなければリハビリを必要としなかった若い成体の動物をセンターに送っています。

現在、カリフォルニアアシカの個体数は十分大きいため、ガンによる損失を吸収できるとジョンソンは言います。しかし、飢えた子供たちやその他の課題が個体数を激減させた場合、ガンの相対的な影響は劇的に増加する可能性があります。そして、病気がより一般的になっているか、単に横ばいであるかどうかにかかわらず、ジョンソンは一つのことだけは確実だと知っています。「それは減少していません。」

研究者たちが見ているアシカの病気率は正常とはかけ離れており、彼らはその理由を知りたいと思っています。「野生の個体群は、このようなガンを持つべきではありません」とジョンソンは言います。

ウイルスの発見

センターの屋外の囲いの中では、患者たちはプールで泳いだり、日当たりの良いコンクリートの上で犬のようにくつろいだりしています。頭の上に識別用の黄色い「帽子」タグを付けたゾウアザラシの子供たちは、丸くてディズニー風の目で周囲の様子を眺めています。作業員や訪問者はゴム長靴を履き、種間での交差汚染を避けるために消毒用の足浴槽に入ります。

囲いの中のいくつかの動物は、ボランティアが厚いピンク色の「魚のミルクシェイク」の食事で太らせている飢えたアシカの子供たちです。他の動物は感染症、ボートとの衝突による傷、またはドウモイ酸中毒による脳損傷を抱えています。動物が回復すれば、スタッフは喜んでそれらを波打ち際に戻します。ここの患者の約半数が回復しますが、アシカの回復率はそれほど高くありません。昨年は、解放されるまでに回復したのは約35％でした。

センターの患者の中に現れた最初のガンを持つカリフォルニアアシカ（スタッフが「ボビー」とニックネームを付けたオス）は、1978年でした。1980年代から1990年代初頭にかけて、数十頭がリハビリ中に死亡し、研究者たちはそれらすべてに同じ種類の腫瘍を生殖器系に見つけました。

腫瘍は子宮頸部または陰茎に最初に形成され、その後転移し、しばしばリンパ節や脊椎に転移します。病気の動物は通常、性器と後肢が腫れています。ガンが脊椎に浸潤し、部分的な麻痺を引き起こしている場合、後肢を引きずって移動しなければならないことがあります。病気の動物の体内では、「黄色いガン組織の塊があるだけです」と、海洋哺乳類センターの上級科学者であるフランシス・ガランドは言います。

「アシカ自身は愛情深い動物です。互いに親切です。とても愛らしいです」とガランドは言います。「ガンでアシカが運び込まれ、痛みに苦しんでいるのを見ると…それは苦痛であるだけでなく、なぜそれが起こっているのかを理解しようと駆り立てられます。」

［画像: 海洋哺乳類センターでリハビリ中のアシカの患者のペアがプールを共有しています。］

海洋哺乳類センターでリハビリ中のアシカの患者のペアがプールを共有しています。

過去20年間で、センターはガン研究への取り組みを強化してきました。科学者たちは、病気の原因と、それがどのように広がるかに主に焦点を当ててきたとガランドは言います。彼女が1990年代半ばにセンターで働き始めたとき、科学者たちは原因がウイルスである可能性を疑い始めていました。

それは奇妙な考えではありませんでした。動物界全体で、ウイルス感染から始まるガンに苦しむ生物がいます。人間では、ウイルスは子宮頸がん、ホジキン病、リンパ腫、肝臓がんなど、がんの15〜20％に関与しているとされています。

ガランドたちは、死んだアシカから採取したガン組織のDNAを徹底的に調べ、これまで知られていなかったヘルペスウイルスを発見しました。このウイルスは、ガンを持つすべてのアシカの腫瘍と生殖器系に現れますが、体の他の部分にはほとんどなく、健康なアシカではまれに見られます。科学者たちはウイルスがガンを引き起こすことを決定的に証明していませんが、証拠は積み重なっています。

［画像: 海洋哺乳類センターのスタッフは、衰弱したアザラシやアシカに毎日体重の約10％の餌となる魚を与えています。］

海洋哺乳類センターのスタッフは、衰弱したアザラシやアシカに毎日体重の約10％の餌となる魚を与えています。

その証拠はまだガンに苦しむ動物を治すのに近づいていませんが、病気を理解することは、より早期の診断と、その広がりを助けるための対策の開発につながる可能性があります。現在、センターに疑わしい症状で到着したカリフォルニアアシカは、超音波検査やその他のガン検査を受けます。動物が陽性の場合、残念ながら安楽死させられるとガランドは言います。他にできることはありません。「病気が進行し、痛みを伴い、治癒しないことを知っています。」

しかし、死の中で、ガランドは、動物たちが情報の金鉱を提供すると言います。「手元にあるため、非常に新鮮なサンプルをたくさん入手できます。」

死因

ノリスによると、やはり臭いについては正しいようです。彼女が今、金属のテーブルで解剖しているアシカの子供は、冷凍・解凍されており、その臭いはロードキルを連想させます。彼女は、新鮮な死骸はもっとカビ臭く、時には魚のような香りがすると言います。開いたドアからは、外の囲いから聞こえてくる犬の鳴き声や鳴き声とともに空気が流れ込んできます。

ノリスとハラスカは、アシカの内臓を取り出して仕分け始めます。彼らは、長いピンク色のループ状の腸を数把引き出します。ハラスカはゴーグルを着用し、ブーンという音のする電動のこぎりで頭蓋骨を切り、動物の脳にアクセスします。

海洋哺乳類センターの研究者は、この金属のテーブルに運ばれてくるすべての動物の死因を特定しなければなりません。そして、それぞれの動物—オットセイ、ゼニガタアザラシ、妊娠中のメス、胎児—は、独自の科学的サンプルを提供します。インフルエンザウイルスがスワブされるかもしれません。尿、母乳、胆汁、または寄生虫が慎重に保存されるかもしれません。これらのサンプルは、国中の研究所に送られ、一部は世界中を旅します。センターの研究者は現在、40の異なる共同研究プロジェクトに参加しているとジョンソンは言います。そして、そのうちの3分の1が、カリフォルニアアシカを苦しめているガンに関連していると彼は推定しています。

今、縁取りされたテーブルの端に血が溜まっている小さなアシカは、ガン被害者ではなく、その解剖は比較的短時間で終わりました。対照的に、ガンを持つアシカ、および他の原因で死亡した少数の成体の「対照」は、より複雑な「ガンプロトコル」を受けます。これらの場合、研究者は広範なサンプルを採取する必要があります。皮膚。血液。脳。腫瘍。ノリスは、ビーツのスライスのように見える腎臓のサンプルを、手袋をはめた手のひらに持っています。彼女は、顕微鏡下でガン細胞を精査する病理医に、このような組織スライスを送ります。いくつかの「対照」サンプルは、より詳しく観察すると、ガンの非常に初期の兆候を示していました。

これまでのところ、科学者たちは病気についていくつかのことを確実に学んでいます。彼らは、ガンを持つ動物がヘルペスウイルスを保有していることを知っています。ガンを持つ動物はすべて特定の遺伝子型を持っており、これが病気の広がりを助ける可能性があります。彼らはまた、他のアシカよりも近親交配が進んでいます。最後に、ガンを持つ動物は、他の原因で死亡した個体よりも、その脂肪にPCBやDDTなどの汚染物質を多く蓄積しています。他の海洋哺乳類に関する研究では、これらの海洋汚染物質が免疫抑制と関連付けられています。

しかし、これらの知識の断片がどのように組み合わさるかは、まだ明らかではありません。科学者たちの最良の推測は、汚染物質への曝露がアシカをヘルペスウイルス感染に対してより感受性があるようにすると、ガランドは言います。ウイルスが定着すると、何らかの方法でガンを引き起こします。

［画像: アシカの子供が、X線検査後に鎮静から回復しています。］

アシカの子供が、X線検査後に鎮静から回復しています。

それを学ぶために、研究者たちは実験室でガン組織のDNAを研究しており、染色体レベルでの変化に焦点を当てています。彼らは、アシカの脂肪中のDDTやPCBなどの汚染物質の濃度を測定し、これらが動物をウイルスに対してより感受性があるようにするかどうかを調べています。フロリダ大学の獣医であり博士課程の学生であるアリッサ・デミングは、アシカヘルペスウイルスの遺伝学を調べています。彼女は、ウイルスが実際にアシカの細胞をガン化させることを証明したいと考えています。次の質問は、どのようにしてそうするのかです。

「ヘルペスウイルスは、ウイルスの最も古いクラスの一つです」と、カポジ肉腫を引き起こすヒトヘルペスウイルスを研究しているフロリダ大学の遺伝学者、ロルフ・レンネは言います。「それらはほぼすべての哺乳類、さらにはウニにも存在します。」人間だけでも8種類の異なるヘルペスウイルスに感染する可能性があります。

これらのウイルスは、宿主動物と共に進化する長い時間を費やしており、通常はほとんど害を与えないようにうまく適応しています。なぜなら、死んだ宿主はウイルスにとってあまり役に立たないからです。感染は非常に一般的であり、通常は宿主の免疫応答が抑制された場合にのみガンやその他の重篤な病気を引き起こします。「あなたの免疫システムが機能しなくなると、ヘルペスウイルスが制御を奪うことができます」とデミングは言います。

［画像: 海洋哺乳類センターに保管されている多くの種類の組織サンプルは、さらなる科学的研究のための豊富な情報源となっています。］

海洋哺乳類センターに保管されている多くの種類の組織サンプルは、さらなる科学的研究のための豊富な情報源となっています。

例えば、ヒトのエプスタイン・バー・ウイルスは、成人の約90％に感染するヘルペスウイルスです。一般的には伝染性単核球症を引き起こしますが、宿主の免疫システムが損なわれている場合、ウイルスはリンパ腫やその他のガンを引き起こす可能性があります。別の人ヘルペスウイルスはカポジ肉腫を引き起こします。これは米国では、免疫抑制されたAIDS患者に影響を与えることで最もよく知られています。レンネによると、マラリアやその他の感染症が人々の免疫システムを損なうサブサハラアフリカでは、カポジ肉腫ははるかに一般的であり、実際、男性の間で最も一般的なガンです。PCBやDDTのような海洋汚染物質は、同様の方法でカリフォルニアアシカの免疫システムを損なう可能性があります。

ガンに苦しむアシカが脂肪に汚染物質をより多く蓄積しているという発見は、研究者の注目を集めています。「それは人間の健康の観点からも非常に重要です」とガランドは言います。「これらはアシカがその獲物から摂取している汚染物質です。そして、彼らが食べる魚は、私たちも食べる魚と同じです。」

言い換えれば、彼らの環境は私たちの環境です。そして、科学者が一方の種におけるガンについて学べることは、もう一方の種を助けるかもしれません。

混沌とした世界

ノリスとハラスカが、若いアシカの残骸をすくい取って捨てている間、ハエが飛び回っています。骨抜きにされた死骸は樽に入れられ、レンダリングプラントに運ばれます。研究者たちがすぐに氷に乗せて他の科学者に送らない限り、注意深く集められたその体のスライスや切りくずは、バイアルやプラスチックの袋に入れられ、その後、保管のために冷凍庫に入れられます。

冷凍庫のほとんどは地下にあり、そこではかつて冷戦時代のミサイルが保管されていました。冷凍庫は長い白い列に整然と並び、引き出しには将来の研究のための何千ものサンプルが詰め込まれています。ハラスカが一方のドアを開けると、霜がパチパチと音を立てます。彼女は、リンゴほどの大きさのクジラの眼球が入った袋を指差します。

ガンを研究する科学者たちは、実験室の無菌環境ではなく、複雑で混沌とした、病原菌のいる自然界で生きた動物から採取されたこのようなサンプルを特に高く評価しています。これらの海洋哺乳類の病気は、遺伝子、環境、そして彼らが遭遇した他の動物や寄生虫との衝突からほぼ確実に発生しています。それらの物語は複雑ですが、多くの点で、これらの標本は、人間や他の現実世界で生きる動物におけるガンがどのように発生するかを科学者が理解するのに役立つ、特別に飼育された遺伝的に同一な実験用ラットよりもはるかに優れています。

「私たちの海洋哺乳類の病気をどのように見て、そこから学んだことを人間の医学に、そしてその逆にも応用できるでしょうか？」とジョンソンは尋ねます。彼にとって、この種を超えた探求は、センターで進行中の最もエキサイティングな研究です。

人間の医学と獣医学が互いに情報を提供できるという考えは、「ワンヘルス」として知られる哲学の一部です。これは、それらのそれぞれを真に理解するためには、人間、動物、そして環境の健康を同時に考慮する必要があるという考えです。人間の病気は孤立して存在するのではなく、デミングは「人間も動物です」と言います。この哲学は、医師が高度に専門化する傾向がある医学界では、まだ広く普及していません。しかし、国立衛生研究所（NIH）はこの考え方を取り入れ始めています。NIHは2015年に、自身の研究にワンヘルスを組み込むためのワークショップを開催しました。その「比較生物医学科学者」プログラムは、人間と動物の両方の健康について新しい研究者を同時に訓練しています。

このようなアプローチを使用することで、アシカのガンに関する研究は、人間を含む他の種におけるガンに関する大きな疑問に答えるのに役立ちます。そして、それらを引き起こす可能性のあるウイルスについても同様です。カポジ肉腫を引き起こすヒトガンウイルスとの関連をすでに明らかにしている場所の一つは、レンネの研究です。

［画像: 丁寧にラベル付けされた組織サンプルが、海洋哺乳類センターに保管されているいくつかの冷凍庫の棚に並んでいます。］

丁寧にラベル付けされた組織サンプルが、海洋哺乳類センターに保管されているいくつかの冷凍庫の棚に並んでいます。

［画像: ガンを持つアシカの病変組織の顕微鏡画像。写真提供：海洋哺乳類センター］

ガンを持つアシカの病変組織の顕微鏡画像。写真提供：海洋哺乳類センター

カポジ肉腫を引き起こすヘルペスウイルスを実験室で研究することは困難です。「非常に近い動物モデルはありません」とレンネは言います。だからこそ、デミングが彼女の博士研究について協力するようアプローチしてきたとき、彼の興味はそそられました。アシカとその常駐ヘルペスウイルスは、人間とそのウイルスにとって優れたモデルであることが判明しています。

アシカヘルペスウイルスのゲノムに関するデミングの研究は、すでにヒトのエプスタイン・バー・ウイルスとカポジ肉腫ウイルスとの顕著な類似性を示しています。これら3つは同じ亜科に属しており、アシカウイルスはヒトヘルペスウイルスにおける2つのガン誘発遺伝子に相当する遺伝子を持っています。これらの遺伝子は、宿主細胞を不死で絶えず分裂する状態に押し込むのを助けます。これは、アシカウイルスが宿主でガンを引き起こすだけでなく、ヒトウイルスと同様のメカニズムを使用してそうすることを示唆しています。

現在、レンネとデミングは、ウイルスがマイクロRNA、遺伝子活性を調節する微細な遺伝物質を使用してアシカの遺伝子を標的としているかどうかを調べています。レンネは、カポジ肉腫ウイルスでもこのケースであることを見つけています。もしアシカウイルスでもこれが当てはまるなら、レンネは、この種のヘルペスウイルスが非常に異なる哺乳類種間でガンを引き起こす一般的なメカニズムがあるという確固たる証拠があると述べています。

博士研究を開始する前に、デミングはサンディエゴのシーワールドで臨床獣医として働いていました。彼女は、ガンを持つアシカを見て、安楽死させることしかできないことに落胆することがよくありました。しかし今、海洋哺乳類センターでの彼女の研究は、これらの動物の死を研究の機会に変えています。「私たちに生産的なことをさせてくれます」と彼女は言います。

ある意味で、センター自体も死を機会に変えています。今日、致命的なミサイルはなくなり、かつてそれらを保護していた壁には、この海岸で命を落とした動物の無数のサンプルが収められています。それらの血液と骨の断片を武器に、科学者たちはこの生態系と、それを共有するすべての動物の健康を守ることを望んでいます。

写真：マイケル・ノーラン撮影