惡液質(zhì)的糖代謝治療
腫瘤患者的能量消耗及缺失較大,如果營(yíng)養(yǎng)不能及時(shí)補(bǔ)充,就有可能出現(xiàn)惡液質(zhì)。針對(duì)惡液質(zhì)的腫瘤患者進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)支持時(shí),《2004臨床腸內(nèi)腸外營(yíng)養(yǎng)操作指南》中明確指出:腫瘤患者營(yíng)養(yǎng)支持原則為每天攝入總能量25~30kcal/ (kg·d),氮量0.12~0.15g/(kg·d),糖脂比以(1~2) : 1為宜,可選用高脂肪低碳水化合物的配方產(chǎn)品或腫瘤專用型配方產(chǎn)品。如此,既可改變患者的營(yíng)養(yǎng)狀況,又能避免高糖攝入刺激腫瘤生長(zhǎng)。此外,許多新的腫瘤治療研究將目光投向抑制腫瘤的糖代謝, 糖代謝途徑中的糖酵解關(guān)鍵酶有可能成為治療研究的新靶點(diǎn),通過(guò)藥物控制腫瘤細(xì)胞的無(wú)氧代謝有望實(shí)現(xiàn)控制腫瘤細(xì)胞分裂增殖的治療目的。
1.控制葡萄糖供應(yīng)由于腫瘤細(xì)胞代謝需要攝取大量葡萄糖,降低環(huán)境中葡萄糖濃度對(duì)腫瘤細(xì)胞具有選擇性的毒性作用。在低葡萄糖濃度培養(yǎng)條件下,腫瘤細(xì)胞都出現(xiàn)快速凋亡。在異體移植腫瘤試驗(yàn)中,通過(guò)給予胰島素短暫減少血流和間質(zhì)中葡萄糖濃度對(duì)于移植瘤具有抑制效果。腫瘤中最常見的GLUT1呈現(xiàn)過(guò)表達(dá),通過(guò)干擾其活性可抑制腫瘤細(xì)胞的糖酵解。
2.抑制關(guān)鍵酶在惡性腫瘤中高表達(dá)的糖酵解酶如HK-II,乳酸脫氫酶(lactic dehydrogenase,LDH),磷酸果糖激酶(phosphofructokinase,PFK)和磷酸甘油醛脫氫酶(phosphoglyceraldehyde dehydrogenase, GAPDH)等均可能作為治療惡性腫瘤控制惡液質(zhì)的靶點(diǎn);例如甲磺酸伊馬替尼是特異性BCR-ABL的酪氨酸激酶抑制劑,可降低白血病細(xì)胞中HK和6-磷酸葡萄糖脫氫酶的活性,抑制有氧糖酵解,進(jìn)而完成對(duì)腫瘤的治療。
HK-II是目前研究最多的腫瘤細(xì)胞糖酵解酶,有研究顯示HK-II抑制劑對(duì)肝移植瘤及肺轉(zhuǎn)移瘤有明顯的抑制作用,而對(duì)正常組織細(xì)胞無(wú)損害,其不僅能降低腫瘤細(xì)胞ATP水平,還能提高活性氧家族(reactive oxygen species, ROS)和線粒體功能損害而促進(jìn)細(xì)胞死亡。
3.糖酵解轉(zhuǎn)向有氧氧化當(dāng)細(xì)胞從糖酵解獲得ATP轉(zhuǎn)向通過(guò)線粒體氧化磷酸化獲得能量時(shí),可以提高腫瘤細(xì)胞對(duì)藥物的敏感性。例如,通過(guò)PDK1抑制劑來(lái)激活PDH,促進(jìn)乳酸轉(zhuǎn)變?yōu)楸岫M(jìn)入線粒體氧化,這對(duì)線粒體氧化磷酸化損傷的腫瘤細(xì)胞尤為有效,但對(duì)線粒體功能完整的腫瘤細(xì)胞的效果有限,要想達(dá)到更好的抗腫瘤作用,則需要同時(shí)應(yīng)用線粒體呼吸活性抑制劑。
小分子二氯醋酸鹽(dichloroacetate,DCA)是一種代謝調(diào)節(jié)劑,多年來(lái)被應(yīng)用于治療罕見的代謝紊亂,比較安全。有研究顯示它能調(diào)節(jié)腫瘤細(xì)胞糖代謝,逆轉(zhuǎn)腫瘤的線粒體超極化和糖酵解的表型,減緩癌細(xì)胞生長(zhǎng),改善惡液質(zhì)。更重要的是,DCA能殺滅癌細(xì)胞(包括非小細(xì)胞肺癌、乳腺癌、膠質(zhì)腦細(xì)胞瘤、子宮內(nèi)膜癌、前列腺癌等),卻沒(méi)有明顯影響非癌組織,因?yàn)檫@些組織的代謝沒(méi)有改變。
長(zhǎng)久以來(lái),人們認(rèn)為癌細(xì)胞通過(guò)整個(gè)細(xì)胞獲得能量,而不是通過(guò)特定的細(xì)胞組織線粒體,這種糖原酵解能量效率非常低下,需要消耗大量糖原。該現(xiàn)象可能是由于腫瘤無(wú)法為其線粒體獲得足夠的氧以維持正常工作,為了生存下去,這些細(xì)胞便關(guān)閉了它們的線粒體,而開始通過(guò)糖原酵解獲得能量。然而線粒體另一個(gè)關(guān)鍵作用是能激活不正常細(xì)胞的自我毀滅過(guò)程。當(dāng)細(xì)胞將線粒體關(guān)閉后, 這些細(xì)胞就可以“永生”了,由于它們比其他細(xì)胞都活得長(zhǎng)久,于是漸漸地成為了主宰。DCA能逆轉(zhuǎn)癌細(xì)胞的這種獨(dú)特特性,喚醒癌細(xì)胞的線粒體, 新激活的線粒體便會(huì)使腫瘤細(xì)胞的糖酵解過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)橛醒跹趸?,從而啟?dòng)這些非正常細(xì)胞的自我毀滅程序,解除腫瘤細(xì)胞的凋亡抵抗?fàn)顟B(tài),達(dá)到消滅腫瘤的目的。還有研究表明DCA具有免疫調(diào)節(jié)活性,能通過(guò)誘導(dǎo)白介素12-干擾素γ通路調(diào)節(jié)Th-1細(xì)胞功能,從而達(dá)到治療腫瘤的目的。目前正在進(jìn)行DCA對(duì)腫瘤的臨床試驗(yàn),應(yīng)用在人體的正電子發(fā)射斷層掃描(positron emission tomography,PET)技術(shù)監(jiān)測(cè)代謝干預(yù)的效果,增強(qiáng)了這種治療的可行性
總之,利用腫瘤細(xì)胞Warburg效應(yīng)進(jìn)行抗腫瘤的靶向治療是一項(xiàng)極具價(jià)值的研究,糖酵解過(guò)程是正常細(xì)胞和惡性腫瘤細(xì)胞糖代謝的共同途徑,篩選 和確定腫瘤細(xì)胞特異性表達(dá)的糖酵解酶及其功能是解決腫瘤治療的關(guān)鍵問(wèn)題。同時(shí),由于腫瘤細(xì)胞特異性及微環(huán)境的多變性,糖酵解酶表達(dá)及活性可能會(huì)發(fā)生多種變化,因而單一糖酵解的靶向治療作用相對(duì)有限,針對(duì)多個(gè)糖酵解靶點(diǎn)的聯(lián)合治療可能會(huì)獲得更好的治療效果。
