雙胞胎腫瘤跨胎傳播:癌症如何從一個胎兒傳給另一個?

雙胞胎腫瘤跨胎傳播:癌症如何從一個胎兒傳給另一個?

還沒出生,腫瘤細胞就已經從一個胎兒進入另一個胎兒體內。一對同卵雙胞胎姊妹先後死於同一種癌症——但這場病,只有一個人是「自己長」出來的。科學家揭穿真相的工具不是影像,而是 DNA。

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兩個胎兒,同一個胎盤,同一顆腫瘤

阿米莉亞(Amelia)和阿瑪亞(Amaya)是單絨毛膜雙羊膜囊同卵雙胞胎:各自有獨立的羊膜囊,卻共用同一個胎盤。孕期前段一切平穩,直到第 33 週,胎兒磁振造影發現胎兒 A 的臉上長出腫塊。第 34 週,兩名嬰兒經剖宮產提前出生。

疾病早已不只停留在臉部。胎兒 A 的腦、肝等多個器官都出現病灶;胎兒 B 出生時皮膚就有結節,之後病變逐步累及軟腦膜,出生僅 8 週便發生顱內出血。兩名嬰兒都在出生後不久離世,家屬同意將遺體用於研究——科學家因此同時拿到兩個孩子的腫瘤、正常組織與胎盤樣本。

問題很簡單:兩個基因幾乎相同的孩子,是各自長出同一種癌症,還是一個人的癌症「搬」到了另一個人身上?在顯微鏡下,兩種可能看起來一模一樣。

一個暫時叫不出名字的診斷

兩姊妹的皮膚病灶切片幾乎一樣:皮下結節邊界不清,密密麻麻的小圓藍細胞裡看得到活躍的核分裂,卻沒有指向特定分化方向的形態特徵——兒童多種惡性腫瘤都能呈現這種小圓細胞樣貌。

免疫組織化學縮小了範圍。腫瘤細胞強烈表現 CD56,但單憑這項指標不足以認定神經母細胞瘤;PHOX2B 與肌源性標誌物都是陰性,排除了神經母細胞瘤與橫紋肌肉瘤。綜合形態與免疫表現,最符合的診斷是未分化肉瘤。

分子檢測給出關鍵一擊:兩姊妹所有腫瘤樣本都帶有同一個基因融合——MN1 與 ZNF341,並以 RNA 定序確認。病理一致、驅動基因融合相同:兩顆腫瘤有關聯。但對同卵雙胞胎而言,這仍未回答最重要的問題——兩處腫瘤是各自獨立發生,還是同一個源頭?

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DNA 就是出生證明

同卵雙胞胎來自同一個受精卵,基因組幾乎相同——但每個細胞並非永遠相同。胚胎發育時細胞不斷分裂,會悄悄累積新的體細胞變異;某個細胞出現的變異,會遺傳給它的後代細胞。比較這些變異分布在哪些組織,就能辨認不同的細胞譜系,追溯它們共同的祖先。

團隊正是這樣辦案的:對 45 份樣本做全基因組定序——包含腫瘤、正常組織與胎盤,並以雷射顯微切割富集胎盤滋養層細胞。

結果毫無懸念。無論腫瘤取自胎兒 A 還是胎兒 B,都帶有標記 A 胎來源的發育期變異。胎兒 B 體內的腫瘤細胞,保留的是 A 胎細胞譜系的遺傳特徵。癌症始於胎兒 A,之後轉移到胎兒 B;胎兒 A 臉上的腫塊,幾乎可以確定是原發部位。

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何時、經由什麼路徑跨越

一個細節暴露了時間。胎兒 A 的腫瘤早已分化出多個分支,不同分支分別播散到不同器官——這顆癌在她體內發展已久、來源複雜。胎兒 B 的皮膚與顱內腫瘤,只包含 A 腫瘤的一部分分支,且彼此構成相近。如果兩人各自獨立發病,B 的腫瘤不該呈現這種「截取 A 腫瘤一部分」的狀態。最合理的解釋是:一次相對較晚的子宮內傳播,把一批癌細胞整體送進了胎兒 B。其中至少包含兩個不同的細胞分支,代表這次轉移涉及的不止一個腫瘤細胞。

基因突變在細胞分裂中大致勻速累積,這給出了時間線:驅動腫瘤的基因融合大約形成於孕早期末,傳播到胎兒 B 發生在孕中期後段。也就是說,第 33 週影像發現臉部腫塊時,癌細胞很可能早已進入胎兒 B 體內,只是還沒有症狀。

路徑是胎盤。雙胞胎共用胎盤,血管彼此連通,血液與細胞本來就能雙向交換。一個驚人的旁證支持了這條路徑:胎兒 A 的一份脾臟樣本中,約四分之三的細胞帶有胎兒 B 的遺傳標記——B 的血細胞曾大量湧入 A 的體內。注意兩個流動的方向相反:血細胞混合主要是 B 流向 A,腫瘤傳播是 A 流向 B。正因為每個細胞都帶著來源的遺傳標記,科學家才能把這場交織的雙向流動分辨清楚。

腫瘤譜系時間線,顯示 MN1 融合與跨胎傳播時間點的示意圖

關於雙胞胎本身的意外發現

為了追蹤腫瘤,團隊先重建了兩名胎兒正常細胞的發育譜系——這項基礎工作帶來了超出腫瘤研究的發現。經典理論認為,同卵雙胞胎來自一團細胞對半拆分,雙方細胞貢獻均等。這次分析卻顯示:早期細胞的貢獻並不均等——一條譜系幾乎只形成胎兒 A;另一條同時參與構建兩名胎兒和胎盤;還有一條主要形成胎兒 B 和胎盤;胎盤樣本中更是 B 胎相關細胞占主導。

這樣的分布暗示,姊妹倆的胚胎分離發生在遠比經典模型更早的階段。這只是單一病例,胎盤也未能全部取樣,結論需要更多研究驗證——但單一病例足以提醒我們:教科書上的模型,可能被一個真實故事悄悄改寫。

為什麼雙胞胎值得癌症研究

實體瘤在雙胞胎間傳播,此前只有極個別報導、從未被詳細研究;就算研究最多的白血病,相關雙胞胎隊列全球也只有少數團隊長期追蹤。雙胞胎是觀察癌症起源的天然實驗室:共享基因、共享子宮環境,卻各自獨立發育。

最系統的研究來自英國倫敦癌症研究所。《白血病》(Leukemia)期刊發表的團隊追蹤了近十對「不一致」同卵雙胞胎——只有一方確診急性淋巴細胞白血病(ALL),這是兒童最常見的癌症,約占兒童白血病病例的八成——長達 15 年。結果顯示:共享胎盤的同卵雙胞胎,健康一方的患病風險約為 15% 至 25%;異卵雙胞胎或其他手足,風險不到 1%。

研究同時支持了「兩次打擊」模型:第一次基因突變發生在子宮內,經共享胎盤的血液傳播到兩個胎兒體內;第二次突變發生在出生後,很可能是由常見兒童感染觸發。許多孩子出生時體內就帶著微量「前白血病」細胞——絕大多數永遠不會發病。由此衍生的篩查建議很實際:若雙胞胎一方確診,另一方可在確診後一年內每三個月檢測一次血液中的前白血病細胞,之後降低頻率;風險在確診後第一年至 18 個月內最高,十歲之後通常無需繼續篩查。但第一步其實是確認胎盤類型——只有約六成的同卵雙胞胎共享胎盤。

更罕見的方向是母體傳胎兒。孕婦併發惡性腫瘤的機率約為千分之一,但真正發生癌細胞跨胎盤傳播的病例,全球僅有數十例記載,涉及白血病、黑色素瘤、淋巴瘤等。雙胞胎研究與這些孤立案例指向同一個教訓:癌症有發育起源,胎盤從來不是絕對屏障。

論文作者把研究獻給阿米莉亞和阿瑪亞,並應母親的意願寫下了她們的名字。家屬允許的研究,讓兩名嬰兒短暫生命中未能解開的疾病,留下了一條醫學可以繼續追索的線索——這顆癌症從發生到傳播的完整故事,早在出生之前就已寫定。

 

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References

1. Walkowiak B, et al. Embryonic origin of cancer in newborn twins. Nature Communications, 2026. DOI: 10.1038/s41467-026-78178-5.

2. Ford AM, Colman S, Greaves M. Covert pre-leukaemic clones in healthy co-twins of patients with childhood acute lymphoblastic leukaemia. Leukemia, 2023, 37(1): 47-52. DOI: 10.1038/s41375-022-01756-1.