调动宿主对营养限制的适应性反应延缓癌症恶病质
Engaging the host adaptive response to nutrient limitation delays cancer cachexia
在小鼠肺癌恶病质模型中,肿瘤诱导前启动的热量限制可保留瘦体重、减弱多组织炎症与分解代谢转录反应并延长生存;而逐一靶向 IL-6、TNF-α、GDF15、CCL2、LIF、IL17A 等候选因子均未能挽救体重下降或延长生存。
癌症恶病质以不自主的体重下降、食欲减退、脂肪与肌肉消耗和系统性炎症为特征,被理解为肿瘤与宿主共同参与的代谢综合征:即使热量摄入充足,肌肉和脂肪的消耗仍难以停止,据估计它是至少20%癌症死亡的直接原因[1]。寻找单一“恶病质因子”曾是最早的突破口——TNF(恶病质素)正是在搜寻体液介质的努力中被分离出来的,给大鼠反复注射重组TNF足以诱发摄食减少、体重下降和全身脂质、蛋白储备耗竭[2]。然而三十多年过去,恶病质的多因素本质仍未被完全理解[3],临床证据还提示炎症驱动的肌肉蛋白降解可能削弱营养干预的疗效[5],而生酮饮食等代谢策略则主要寄望于削减肿瘤细胞自身的糖酵解通量[4]。单因子靶向与营养支持似乎都卡在原地,宿主整体代谢在其中扮演什么角色,一直缺乏清晰答案。
这项研究在肺癌恶病质的基因工程小鼠模型中开展多组学分析,发现循环代谢物的改变出现在明显体重下降之前。恶病质以负能量平衡为特征[3],虽与禁食同样表现为进食减少,但其系统性代谢变化与禁食截然不同,提示机体并未启动应对负能量平衡的正常保护性反应。与此同时,恶病质伴随深度的肝脏重编程、炎症程序激活、肌肉萎缩与循环细胞因子升高。而逐一靶向候选恶病质因子——IL-6、TNF-α、GDF15、CCL2、LIF与IL17A——既未能逆转体重下降,也未能延长生存。
转折出现在干预的对象与时序上:在肿瘤诱导之前即开始的热量限制,使机体预先建立起一套保护程序,在肿瘤进展过程中减弱了多组织的炎症与分解代谢转录反应、保留了瘦体重并延长了生存。作者据此提出,“代谢预处理”能广泛压制系统性炎症,延缓恶病质的发生与进展。这把干预逻辑从抵消循环中的某个有害因子[2],转向激活宿主对营养限制的适应性防御,也不同于以肿瘤代谢为靶点的饮食策略[4],与将恶病质视为全身代谢综合征的整体视角相呼应[1]。
需要留意的是,上述结论来自单一的肺癌小鼠模型,且保护效应依赖于在肿瘤出现之前启动热量限制;对已经带瘤、甚至已进入恶病质期的患者,这一策略是否可行、是否同样有效,仍是悬而未决的问题。
- 1.Understanding cachexia as a cancer metabolism syndrome · Oncogenesis 2016
- 2.Cachectin/tumor necrosis factor induces cachexia, anemia, and inflammation · J Exp Med 1988
- 3.Gut microbiota and short-chain fatty acid alterations in cachectic cancer patients · J Cachexia Sarcopenia Muscle 2021
- 4.Metabolic reprogramming induced by ketone bodies diminishes pancreatic cancer cachexia · Cancer Metab 2014
- 5.Nuclear transcription factor κ B activation and protein turnover adaptations in skeletal muscle of patients with progressive stages of lung cancer cachexia · Am J Clin Nutr 2013
来源:bioRxiv Cancer Biology · biorxiv.org