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肿瘤的生存和生长依赖于宿主提供的营养。宿主饮食的改变可以改变肿瘤微环境中的营养供应。通过调整饮食或可有效的抑制肿瘤发展,成为癌症治疗中有效的辅助疗法。近日,来自美国哈佛大学医学院Naama Kanarek和Broad研究所的David Sabatini等在《自然》杂志上发表了题为“Dietary modifications for enhanced cancer Therapy”的综述,讲述了这一领域的最新研究进展。

作者指出,针对性地调整肿瘤生长所需的某些特定营养素摄入(如葡萄糖、果糖和氨基酸),可以抑制肿瘤生长或增强抗癌药物的细胞毒性,并提醒在对癌症患者进行治疗时,应考虑癌症患者的饮食习惯和营养状况
饮食调整主要包含两方面内容:一是可以通过适当的限制特定营养素的摄入(如葡萄糖、果糖和氨基酸)来减少肿瘤生长所必需的营养,从而达到抑制肿瘤进展的目的。二是通过营养补充来达到抗癌的目的。
 图1.饮食调整抑制癌症的作用机制
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适当的饮食限制
1.1 禁食
有研究表明,间歇性禁食可预防成年小鼠患淋巴瘤,并延迟即使在生命末期(7-10个月)的Trp53 +/-小鼠中肉瘤和淋巴瘤的进展。另有研究发现,延长禁食周期(48-60小时)和化疗结合治疗可以有效改善小鼠乳腺癌、黑色素瘤、神经胶质瘤和神经母细胞瘤。主要机制可能是通过降低全身胰岛素样生长因子1(IGF1)水平实现。另一种禁食疗法是由定期的低热量和低蛋白饮食替代空腹。该方法更易遵守且不会像长期禁食那样严重损害患者健康,因此要优于长期禁食。
1.2 限制葡萄糖摄入
葡萄糖是能量产生的来源,参与多种代谢途径。葡萄糖可以被肿瘤细胞摄取消耗并维持其高增殖水平。血中高水平的葡萄糖会促进胰岛素的分泌,而胰岛素是目前公认的促癌信号分子。由于葡萄糖水平较容易通过调整饮食来进行控制,因此,葡萄糖是基于饮食调整抵抗癌症较为理想的靶点。
图2 癌细胞中的葡萄糖代谢

限制卡路里的摄入是降低血糖最常用的方式。人体总热量摄入降低50%时,血糖降低15%。尽管热量和饮食限制从减少葡萄糖角度来说对肿瘤患者有所益处,但这可能损害患者身体的整体健康状况,因此并不是推荐给肿瘤患者的最佳方案。
与低热量饮食相比,一种更好的饮食方案是摄入与正常同等热量的饮食,例如生酮饮食。生酮饮食富含脂肪,但碳水化合物含量较低。研究表明,生酮饮食可以抑制多种癌症的进展。该饮食中,碳水化合物仅提供8%的热量,坚持采用生酮饮食,血糖可以降低30%。这样,既降低了血糖水平,减少了循环中的胰岛素,还升高了酮体。酮体不能被癌细胞利用,但却可以为机体其他组织如大脑供能。
但值得注意的是,少数肿瘤细胞代谢偏好脂肪,以脂肪为主的饮食反而会促进其生长。因此,在选择生酮饮食时应注意不同肿瘤的代谢偏好,以实现食疗的益处。
1.3 限制果糖摄入
果糖是一种单糖,在西方饮食中摄入非常丰富。果糖可被肿瘤细胞作为能量来源,多种类型的肿瘤可通过上调果糖特异性转运蛋白GLUT542 来吸收大量的果糖。敲除GLUT5基因可抑制肿瘤进展,这也表明肿瘤对果糖能量来源的依赖。在Apc-/-小鼠模型中,中等剂量的果糖可以激活肠道肿瘤细胞中的糖酵解,并诱导脂肪酸合成、促进癌症生长。这些研究表明,果糖的大量摄入可能致癌,肿瘤患者应限制果糖的摄入。
1.4 限制氨基酸摄入
通常,我们将氨基酸分为“必需”氨基酸和“非必需”氨基酸。肿瘤细胞的生长代谢过程需要大量的“非必需”氨基酸。减少某些特定的氨基酸(如蛋氨酸和丝氨酸)会大大降低肿瘤细胞的适应性。其中,蛋氨酸除在蛋白质翻译中起重要作用外,还是S-腺苷蛋氨酸(SAM)代谢底物,因此,对于依赖SAM的下游甲基化反应很重要。小鼠模型证明,限制蛋氨酸的摄入具有增强肿瘤治疗效果的潜力。
此外,丝氨酸参与核苷酸合成、氧化应激反应和三羧酸循环等多种代谢过程。尽管丝氨酸是人体的非必需氨基酸,但却是肿瘤细胞特有的必须营养物质。有研究表明,对丝氨酸摄入进行控制,可以起到抗肿瘤的作用,然而,在讨论氨基酸限制时应考虑肌肉萎缩对循环中氨基酸水平的缓冲作用,肌肉萎缩可能导致血中其他氨基酸含量增高或无法降低氨基酸含量,因此,进行饮食中氨基酸剥夺而不引起其他有害效应并不容易。
图3. 癌细胞中的丝氨酸代谢
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补充营养物质
与限制某些肿瘤细胞必需的营养物质不同,在饮食中添加重要的营养素,也是抑制肿瘤生长的潜在方案,且补充营养素比限制营养摄入更容易被患者所接受。
组氨酸和甘露糖对癌细胞转化具有选择性细胞毒性。通过调节组氨酸的降解路径通量可以改变癌细胞对常用化疗药物——甲氨蝶呤的反应,例如,补充组氨酸可使白血病对甲氨蝶呤疗法更为敏感。甘露醇是一种单糖,由于其代谢酶与葡萄糖的代谢酶相同,甘露醇的积累可以干扰葡萄糖代谢从而抑制癌细胞生长。甘露醇也可使肿瘤细胞对顺铂、阿霉素等化疗药物的促细胞凋亡作用更敏感。
结语:
尽管此篇综述中介绍了多种可以作为饮食调整靶点的营养物质,且具有明显的抗癌作用,然而,目前并没有针对肿瘤患者明确的饮食调整的指南。此外,在进行食疗时,任何一种单一的饮食方案,都不可能适用于所有肿瘤患者。不同类型的肿瘤代谢活性、首选能量来源和营养依赖性分子方面不尽相同,且不同患者接受相同的饮食方案最终效果也可能存在差异。因此,肿瘤患者的饮食方案需进行个性化配置。同样,作者提出的饮食方案,包括限制葡萄糖摄入和补充特定营养物质等仍需进一步的临床评估,并验证其治疗的有效性。
责任编辑:朱云、顾思冬
《北美华人健康》2020年卷第4期. Volume 2020, Number 4.
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