2012년부터 미국 버몬트주와 캐나다 퀘벡주 경계에 있는 멤프레마고그 호수의 어부와 생물학자들은 불안한 현상을 목격했습니다. 갈색메기( Ameiurus nebulosus ) 의 피부에 검은 반점이 솟아오르는 것이 점점 더 많이 나타나기 시작한 것입니다. 2014년에는 개체 3마리 중 거의 1마리꼴로 이러한 병변이 발견되었습니다. 처음에는 지역적인 오염 문제나 바이러스 때문인 것으로 여겨졌지만, 알고 보니 훨씬 더 기이한 원인이었습니다. 마치 기생충처럼 물고기 간에 전염되는 암이었던 것입니다.
버몬트 대학교 연구진이 학술지 네이처 에 발표한 이번 발견은 담수 생물에서 전염성 암이 발생한 최초의 사례 이자 , 태즈메이니아 데빌의 안면 종양, 개 성병 종양, 이매패류의 전염성 백혈병에 이어 동물계 전체에서 네 번째로 알려진 사례입니다. 이 소식은 전 세계적으로 큰 화제를 불러일으켰지만, 과학자들은 인간에게는 아무런 위험이 없다는 점을 강조하고 싶어합니다.
소유자에게 속하지 않은 종양.
무슨 일이 일어나고 있는지 이해하기 위해 줄리 드래곤과 마크 헨더슨이 이끄는 연구팀은 종양의 전체 유전체 서열을 분석하고 동일한 물고기의 건강한 조직과 비교했습니다. 그 결과는 명확했습니다. 서로 다른 개체에서 유래한 암세포들이 숙주 물고기에는 나타나지 않는 수십만 개의 유전적 변이를 공유하고 있었던 것입니다. 일반적인 암의 경우, 각 종양은 환자 자신의 세포에서 유래하기 때문에 유전적으로 고유합니다. 그러나 이 연구에서는 종양들이 사실상 서로 동일했는데, 이는 악성 세포가 한 물고기에서 다른 물고기로 전이되었을 때만 설명될 수 있습니다.
드래곤은 "처음에는 바이러스나 오염물질일 거라고 생각했습니다."라고 인정하며, "하지만 종양 세포의 유전체가 숙주 세포의 유전체보다 서로 더 밀접한 관련이 있다는 것을 알게 되었을 때, 전염성 클론성 암이라는 것을 깨달았습니다."라고 덧붙였다. 다시 말해, 종양 세포 자체가 감염성 병원체처럼 작용하여 새로운 숙주에 침입하고 그 안에서 증식한다는 것이다.
물고기 사이에서 흑색종은 어떻게 전염되나요?
정확한 전염 기전은 아직 연구 중이지만, 연구진은 번식기를 핵심 시기로 지목했습니다 . 산란기에 메기는 얕은 물에 모여들어 매우 밀접한 접촉을 유지합니다. 헨더슨은 "이 질병은 크고 생식 능력이 성숙한 물고기에서만 발생하는 것으로 보인다"며, "아마도 번식 행동의 어떤 측면이 암 확산을 유발하는 것일 수 있다"고 설명했습니다.
더욱이, 해저에 서식하며 비늘이 없는 저서어류는 퇴적물과 끊임없이 접촉하는데, 이 퇴적물 에 떨어져 나온 종양 세포가 축적될 수 있습니다. 또한, 해양 및 수중 오염 이나 호르몬 변화가 물고기의 면역 체계를 약화시켜 감염에 더 취약하게 만들 수 있다는 점도 연구에서 지적합니다 .
동물에서 발견된 네 번째 전염성 암
지금까지 과학계에서는 자연에서 전염되는 암의 사례를 단 세 가지만 기록해 왔습니다. 가장 오래된 것은 개에서 발생하는 성병성 종양(CTVT)으로 , 짝짓기를 통해 전염되며 전 세계적으로 6.000년에서 11.000년 동안 유행해 왔습니다. 다음으로는 90년대 이후 물림을 통해 전염되어 태즈메이니아 데빌의 개체 수를 급감시킨 안면 종양(DFTD)이 있습니다. 세 번째는 조개나 홍합과 같은 이매패류에서 발생하는 여러 전염성 백혈병 으로 , 해수를 통해 전파됩니다.
갈색메기 흑색종은 어류 및 담수 생태계에서 발견된 최초의 사례입니다. 케임브리지 대학교 연구원인 아드리안 바에즈-오르테가는 "10년 전까지만 해도 전염성 암은 극히 드문 것으로 여겨졌습니다."라고 말하며, "하지만 수생 환경은 전염에 더 유리할 수 있습니다. 발견되지 않은 사례가 훨씬 더 많을 가능성이 매우 높습니다."라고 덧붙였습니다.
천연 비소와 소로와의 연관성 가능성
연구진은 암이 호수 주변 51km(35마일)에 걸쳐 그리고 다른 맑은 수역에서도 종양이 고르게 나타났기 때문에 호수 근처에 있는 코벤트리 매립지가 암 의 원인이라는 가능성을 배제했습니다 . 그러나 토양에 자연적으로 존재하는 비소 수치와의 상관관계를 발견했습니다. 헨더슨은 "비소는 뉴잉글랜드 전역에 자연적으로 존재하며, 특히 버몬트 북동부와 메인 주에는 매우 높은 농도로 존재하는데, 이 지역에서도 암 발병 증거가 발견되었습니다."라고 말했습니다.
흥미롭게도, 이 암에 대한 최초의 기록은 1852년으로 거슬러 올라갈 수 있는데, 당시 철학자이자 박물학자인 헨리 데이비드 소로는 자신의 일기에 콩코드 강에서 발견된 "커다란 벨벳 같은 검은 반점"을 가진 메기에 대해 썼습니다. 6년 후, 그는 또 다른 사례를 기록했습니다. 현재 과학자들은 매사추세츠 주의 강과 연못을 조사하여 이 암이 그곳에서 발생했을 가능성을 밝히고 있습니다.
인체에 위험 없음
가장 자주 묻는 질문 중 하나는 이 암이 인간에게 영향을 미칠 수 있는지 여부입니다. 멤프레마고그 호수는 17만 5천 명이 넘는 사람들에게 식수를 공급하지만, 연구자들은 인간에게 알려진 위험은 없다고 단언합니다 . 드래곤은 "암세포는 다른 종을 감염시키거나 생존할 수 없습니다."라고 설명하며, "메기는 취급하고 연구하기에 안전합니다."라고 덧붙였습니다. 디킨 대학교의 베아타 우이바리는 "인간은 외부 세포를 인식할 수 있는 매우 효율적인 면역 체계를 가지고 있습니다. 메기에서 인간으로 전염될 확률은 사실상 0에 가깝습니다."라고 말했습니다.
인간의 경우 종양 전염은 극히 드물며 모자 감염(임신의 0,1%)이나 장기 이식 기증자로부터 유래된 암(수혜자의 0,04%)과 같은 매우 특정한 경우에만 발생합니다. 이는 이 물고기에서 일어나는 일과는 전혀 다릅니다.
장기적인 생태학적 영향은 여전히 불확실합니다. 태즈메이니아 데빌의 암은 치명적이었지만, 개 암은 수천 년 동안 숙주와 공존해 왔습니다. 멤프레마고그 호수에서는 심하게 아픈 메기가 수년 동안 생존할 수 있지만, 이것이 개체군에 어떤 영향을 미칠지는 알려지지 않았습니다. 그러나 분명한 것은 이 발견이 암 진화에 대한 새로운 시각을 열어준다는 것입니다. 드래곤은 "암이 원래 숙주 밖에서 어떻게 생존하고 확산되는지 연구함으로써, 암을 억제하는 요인과 그 장벽이 무너졌을 때 어떤 일이 발생하는지에 대해 많은 것을 배울 수 있다"고 결론지었습니다. 이 물고기들은 자신도 모르게 종양학 연구를 위한 자연 실험실이 된 것입니다.