2008年，當住院醫師薩姆‧貝賈蒂（Sam Behjati）在醫院的婦產科病房進行日常巡視時，同事緊急把他拉進一間病房，他看見一名母親興高采烈地抱著一個很健康的新生兒。貝賈蒂非常驚訝，因為就在幾個月前，醫生才告知這名母親天大的壞消息：例行性的產前檢查——分析胎盤的樣本——顯示，她的胎兒有額外的13號染色體副本，這通常對新生兒來說是致命的。然而，產後檢查顯示，嬰兒擁有23對正常染色體，貝賈蒂說：「我走出病房時心想，這怎麼可能？」

　　貝賈蒂看到的是「局限性胎盤鑲嵌現象」（CPM）案例，也就是胎盤的基因組與胎兒的基因組不符——由於胎盤和胎兒源自同一個受精卵，這是一個奇怪的現象。科學家知道「局限性胎盤鑲嵌現象」已經有幾十年，估計不到2％的妊娠會出現這種狀況。

　　但根據貝賈蒂在《自然》（Nature）期刊發表的一項研究，人類胎盤通常是由不同的基因型組成，而這種奇怪的異質性其實可能是在保護胎兒免受基因傷害。這項發現不僅揭示了胎盤本身的幾個謎團，而且還說明了它與癌症的潛在關聯。

　　這項研究描繪了迄今為止最清晰的胎盤基因組模樣——不同於貝賈蒂所見過的任何其他人類組織，他稱其為「人類基因組的狂野西部」。當科學家對來自37個胎盤的86個樣本的DNA進行測序時，發現每組細胞在基因上都不相同，而且充滿通常只會在兒童惡性癌症中才出現的基因突變。

　　貝賈蒂解釋說：「每個胎盤都被組織成大塊的複製體，並且彼此相鄰。這就像許多不同腫瘤共同形成胎盤的鵝卵石圖形，非常令人震驚。」

　　這些發現進一步證實了胎盤是生物學上的奇特現象，甚至其起源也很特殊：胎盤被認為是在9000萬年前出現，當時一系列共生的反轉錄病毒侵入了古代哺乳動物的基因組，經過好幾代才形成了這個器官。劍橋大學生殖生物學家、該研究共同作者史蒂夫‧查諾克—瓊斯（Steve Charnock-Jones）說：「胎盤是一個奇怪的器官，因為母親投入了大量資源形成胎盤，最後又捨棄了它。」幾十年來，生物學家對於這種明顯浪費的安排一直很困惑：為什麼自然選擇會讓哺乳動物出現資源密集型的特徵，卻又如此低效率呢？

　　為了嘗試回答這個問題，貝賈蒂和同事透過比較胎盤樣本中的突變模式與相應的臍帶樣本（從胎兒細胞發育而來），來追溯胎盤細胞「何時」與「在哪裡」產生。科學家發現，細胞分裂成胎兒與胎盤的時間比預期得早——在受精卵最初的幾次細胞分裂。未參與研究的南佛羅里達大學演化生物學家德里克‧懷德曼（Derek Wildman）解釋說，這些發現表明，懷孕初期的胎盤有自己的發展過程，而且不同於胎兒發展的路線。

　　但在關鍵的前幾周，當單個基因缺陷就可能破壞妊娠時，胎盤也可能成為變異基因的「垃圾掩埋場」。貝賈蒂認為，在初期發育過程中，當一些分裂細胞隨機發生基因突變時，它們可能發生在胎盤而非胎兒。他的團隊發現了這個理論的證據：在一次活體組織檢查中，科學家觀察到帶有3個10號染色體副本的胎盤細胞——兩個來自母親，一個來自父親。但胎盤與胎兒的其他細胞都有兩個染色體副本（均來自母親），這表明錯誤始於受精卵，但後來被修正了。

　　胎盤的修補程序繼續攜帶這些初期突變，而胎兒依然不會受到基因傷害。懷德曼假設，這對胎盤來說並不是問題，因為「它不受成功生產後器官必須要能活85年的限制」。由於固有的短暫性質，胎盤可能不具有跟其他人類細胞相同的基因檢查與平衡機制。

　　貝賈蒂指出，對這些突變的另一種可能解釋是，在人類懷孕的前16周，胎盤的生長速度必須超過胎兒的生長速度，因此，當胎盤在子宮內膨脹時，積累這些突變可能很值得，正如貝賈蒂所說，它「長得快，死得早」。

　　英屬哥倫比亞大學研究人類早期發育的醫學遺傳學家溫蒂‧羅賓森（Wendy Robinson）表示，這是一個有趣的理論，但她不同意「胎盤只是胎兒的基因垃圾桶」的觀點。她說：「細胞分裂在懷孕初期非常迅速，可能會對跟不上的細胞採取硬性選擇，所以只有好的細胞才能幫助胎兒。因此，這並不是說把不好的細胞轉移到胎盤，而是在選擇嬰兒體內較優質的細胞，拋棄其他不好的部分。」

　　懷德曼指出，無論胎盤的作用為何，新發現的異質性強調了胎盤能夠躲避母體免疫系統的檢測與破壞，這件事非常神奇。科學家早就注意到癌症與胎盤之間的相似之處——它們如何避開免疫系統、它們的入侵策略，以及它們細胞DNA上指導著基因活動的化學標記。羅賓森表示，兩者的行為很相似：為了成功懷孕，胎盤必須侵入母體的子宮內膜，利用母體的血液供應並創造自己的血管網路——而所有癌細胞也都是這麼做的。

　　匹茲堡瑪姬婦女研究所的胎盤遺傳學研究中心主任約爾‧薩多夫斯基（Yoel Sadovsky）說：「研究癌症的人應該會對這項研究非常感興趣，因為這可能表明，兒童癌症與胎盤具有相同的原始物質，允許異常細胞繁殖，但無法在正常的胚胎組織中繁殖。」

　　雖然胎盤和癌症都具有侵入性，但兩者有一個關鍵差異：胎盤通常知道什麼時候該停止生長（如果胎盤繼續侵入子宮肌肉或膀胱等附近器官，就會發生極為罕見的「植入性胎盤」）。查諾克—瓊斯說，雖然胎兒的生長在懷孕末期迅速加速，但胎盤最劇烈的生長發生在懷孕初期，而如果胎盤在懷孕末期繼續發揮腫瘤的作用，從胎兒身上吸取寶貴的資源，這將會是一個大問題。

原文出處：Quanta