現(xiàn)在,越來越多的人都了解到一個(gè)事實(shí):癌細(xì)胞本來是我們身體里的正常細(xì)胞,“學(xué)壞”了才變成了癌細(xì)胞。
正常細(xì)胞究竟為什么會(huì)學(xué)壞呢?環(huán)境因素?不良生活方式?遺傳?
但是今天,癌細(xì)胞借美國(guó)抗衰老暨再生醫(yī)學(xué)科學(xué)院研究員成長(zhǎng)博士之口發(fā)出了大聲的吶喊:
“歸根結(jié)底,是求生欲讓我變壞!”
通過今天的講座,大家可以了解到:
癌癥其實(shí)是一種代謝病
成長(zhǎng)博士在本文中指出癌癥基因論面臨的瓶頸,并向大家提出了一個(gè)國(guó)際上的研究新方向:癌癥代謝論。
癌癥代謝論認(rèn)為癌癥的主要起因是細(xì)胞產(chǎn)能器官——線粒體功能障礙而導(dǎo)致的疾病。
線粒體卡通示意圖
當(dāng)細(xì)胞的線粒體產(chǎn)能系統(tǒng)嚴(yán)重所損后,無法為細(xì)胞產(chǎn)生足夠的ATP,為了活下去,細(xì)胞必須找到替代性的能量來源。于是線粒體發(fā)出救急(SOS)信號(hào)給細(xì)胞核DNA,通過基因突變、基因重組等,把糖酵解、谷氨酰胺酵解等無氧代謝相關(guān)的生物酶激活,打開替代能源通道,維持細(xì)胞的生存。這一過程最初可能是自然界最原始的用來對(duì)付氧氣不夠時(shí)的物種存活機(jī)制,最終演變成癌。
所以理論上來說,如果能極度限制飲食中葡萄糖的攝入以及阻斷糖酵解的通道,那就可以大大限制癌細(xì)胞能量供應(yīng),至少可以抑制它繼續(xù)生長(zhǎng)
GIF講者介紹
成 長(zhǎng)
醫(yī)學(xué)博士
生物化學(xué)/分子生物學(xué)博士
美國(guó)抗衰老暨再生醫(yī)學(xué)科學(xué)院研究員
癌癥綜合治療研究員
美國(guó)南卡哥侖比亞市成博士綜合健康中心主任
卡他爾王國(guó)女王醫(yī)院抗衰老醫(yī)學(xué)專家顧問
提供抗衰老/功能醫(yī)學(xué)在保健養(yǎng)生,慢病治療,癌癥綜合治療中的服務(wù)
本期詳解
基因突變致癌論的困境
到目前為止,人類還沒有徹底了解,到底是什么原因?qū)е掳┌Y發(fā)病。如果對(duì)一個(gè)疾病沒有理論上的認(rèn)知,不了解這個(gè)疾病是怎么發(fā)生的,治療就是盲人摸象。
目前大家公認(rèn)的癌癥發(fā)病原因,和基因突變有關(guān)。癌癥基因突變論預(yù)測(cè)每個(gè)癌癥都有一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)驅(qū)動(dòng)基因。不同的癌癥可能有不同的驅(qū)動(dòng)基因。從1990年開始,歷時(shí)約10年,耗資30億美元的人類基因組測(cè)序(HGP),以及從2005-2006年開始的癌癥基因測(cè)序(The Cancer Genome Atlas,TCGA),讓人們滿懷期待,希望能找到癌癥病因——即找到驅(qū)動(dòng)基因,從而找到有效的治療。
目前醫(yī)學(xué)界在一些癌種中的確找到了驅(qū)動(dòng)基因,如EGFR、ALK、HER-2等,開發(fā)的靶向藥物使很多患者獲益,但靶向藥物治療僅能針對(duì)一部分人群,且往往幾年內(nèi)會(huì)出現(xiàn)耐藥。
令人失望的是,研究者不僅沒在大部分癌中找到共同的致癌突變,即便在同一癌瘤中不同癌細(xì)胞,也很難找到共同的致癌突變,原發(fā)癌與轉(zhuǎn)移灶細(xì)胞也少有共通性。
例如肺癌,兩個(gè)同樣罹患肺癌的患者,取兩人的病變組織做基因檢測(cè),結(jié)果可能發(fā)現(xiàn)肺癌與肺癌之間的基因突變不一樣;一個(gè)肺癌病人,如果他有兩個(gè)病灶,各取一份病變組織進(jìn)行基因檢測(cè),兩個(gè)病灶的基因突變?nèi)钥赡懿灰粯樱桓猩跽?,一個(gè)肺癌患者,如果他只有一個(gè)病灶,按理來說病灶中所有的癌細(xì)胞起源于同一個(gè)癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)化克隆,但如果從不同方向穿刺不同部位的病變組織,基因檢測(cè)出來的突變基因可能照樣不盡相同。
科學(xué)家們無法證明一個(gè)癌種,乃至一個(gè)患者同一個(gè)病灶內(nèi)的癌細(xì)胞有共同的致癌突變,這是癌癥基因突變論現(xiàn)在所遇到的瓶頸。找不到驅(qū)動(dòng)基因,癌癥就沒法解釋,所以很多科學(xué)家開始再重新回顧這個(gè)問題。正在這時(shí),一個(gè)存在了幾十年的理論走進(jìn)了學(xué)者們的視線。
“瓦博格效應(yīng)(Warburg effect):為什么癌細(xì)胞大量消耗葡萄糖卻不能高效產(chǎn)能?”
腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生能量的方式極為特別: 健康細(xì)胞依靠線粒體氧化糖類分子釋放出有用的能量, 而大多數(shù)腫瘤細(xì)胞則通過通過產(chǎn)能率相對(duì)較低糖酵解作用為自身供能。這種作用機(jī)制不需要氧氣也不需要線粒體參與。惡性,生長(zhǎng)迅速的腫瘤細(xì)胞通常的糖酵解率比他們的正常組織高達(dá)200倍。
這個(gè)理論由諾貝爾獎(jiǎng)得主奧托·瓦博格在1920年代提出,近些年來又增加了很多新的實(shí)驗(yàn)證據(jù),可以說是癌癥代謝論的理論基礎(chǔ)。
Otto Heinrich Warburg
又被譯作奧托·沃伯格
1931年因發(fā)現(xiàn)細(xì)胞呼吸氧化轉(zhuǎn)移酶榮獲諾貝爾獎(jiǎng)
癌癥代謝論
癌癥代謝論認(rèn)為癌癥真正的發(fā)病原因是:致癌因素,諸如化學(xué)毒素、氧化自由基等,損傷了人體細(xì)胞里的線粒體。
線粒體是細(xì)胞里的一個(gè)很小的器官,有點(diǎn)像手機(jī)里的電池,線粒體是細(xì)胞中制造能量的結(jié)構(gòu),是細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸的主要場(chǎng)所。正常細(xì)胞在有氧時(shí),主要(90%)靠線粒體內(nèi)三羧酸循環(huán)-氧化磷酸化供能。通過多種酶的催化作用,把有機(jī)物徹底氧化分解(通常以分解葡萄糖為主),產(chǎn)生二氧化碳和水,釋放能量,合成大量ATP。
致癌因素進(jìn)入人體后不僅會(huì)損傷基因,更容易損害線粒體,因?yàn)榫€粒體裸露在細(xì)胞內(nèi),且線粒體內(nèi)的有氧代謝和氧自由基的產(chǎn)生密切相關(guān)。當(dāng)線粒體被致癌因素?fù)p傷后,它的產(chǎn)能功能就下降。如果損傷輕微可以自行修復(fù),細(xì)胞就能存活。如果損傷嚴(yán)重,例如砒霜中毒,砒霜進(jìn)來后會(huì)把線粒體的產(chǎn)能代謝阻斷,阻斷過度細(xì)胞就會(huì)死亡。
但是,線粒體如果受到的是中度損傷,細(xì)胞既不能自行修復(fù),也不能立刻死亡,這樣的中度損傷日積月累,最后細(xì)胞的產(chǎn)能就越來越少。每一個(gè)細(xì)胞就是一個(gè)生命,每個(gè)生命都希望生存下來,盡管它在整體上受到人體大環(huán)境的控制,但每個(gè)細(xì)胞本質(zhì)上都有自己的生存欲望。為了生存,細(xì)胞必須找到替代性的能量來源。
GIF大家都知道能量代謝可分有氧代謝和無氧代謝,絕大部分情況下,細(xì)胞的能量代謝都有氧氣參與,在線粒體內(nèi)通過三羧酸循環(huán)-氧化磷酸化產(chǎn)能,極少數(shù)才通過無氧代謝產(chǎn)能,它不是主要的能量來源。然而,當(dāng)細(xì)胞線粒體受損嚴(yán)重,不能產(chǎn)生足夠的能量來維持細(xì)胞生存,它就必須依靠這種替代性的能量代謝途徑,其中之一就是糖酵解。另外還有一個(gè)谷氨酰胺酵解,也是不需要氧氣參與,不需要線粒體參與的能量代謝途徑。
所以當(dāng)細(xì)胞的線粒體產(chǎn)能系統(tǒng)嚴(yán)重所損后,線粒體發(fā)出救急(SOS)信號(hào)給細(xì)胞核DNA,通過基因突變、基因重組等,把糖酵解、谷氨酰胺酵解等無氧代謝相關(guān)的生物酶激活,打開替代能源通道,線粒體這么做的目的很簡(jiǎn)單,就是產(chǎn)生足夠的能量,維持細(xì)胞的生存。早期的糖酵解產(chǎn)能通道的上調(diào)可能只是臨時(shí)性的。但細(xì)胞為了生存而開始表現(xiàn)出一系列具有癌細(xì)胞特征的現(xiàn)象:無控制的細(xì)胞繁殖,基因組不穩(wěn)定(導(dǎo)致突變?cè)黾樱惚芗?xì)胞死亡等。這一過程最初可能是自然界最原始的用來對(duì)付氧氣不夠時(shí)的物種存活機(jī)制,最終演變成癌,這就是癌癥代謝論的基本發(fā)病理論。
日本動(dòng)畫《工作細(xì)胞》中
變成癌細(xì)胞的正常細(xì)胞
癌癥代謝論帶來的治療新方向
癌癥代謝論并不否認(rèn)基因突變和癌癥發(fā)病的關(guān)系,癌癥代謝論認(rèn)為最初的致病原因是線粒體的受損,DNA突變是繼發(fā)性的。大部分DNA突變是線粒體受損后細(xì)胞及核處于高度不穩(wěn)定狀態(tài)而導(dǎo)致的,當(dāng)然個(gè)別基因突變?cè)诩?xì)胞轉(zhuǎn)變成癌細(xì)胞中可能起到重要的協(xié)同作用(secondary effect)。尤其是那些可能導(dǎo)致糖酵解增加的突變。搞清楚這其中的機(jī)制,治療就可以考慮往這個(gè)方向努力。
如果我們能極度限制飲食中葡萄糖的攝入,就會(huì)對(duì)糖酵解產(chǎn)生干擾,但不一定能把癌細(xì)胞“餓死”。因?yàn)槿梭w還能通過糖異生,將多種非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變成葡萄糖或糖原進(jìn)行糖酵解,盡管數(shù)量極為有限。
GIF甜甜圈,奶茶,快樂肥宅水
當(dāng)代高糖三兄弟
所以從理論上講,醫(yī)學(xué)界可以考慮阻斷糖酵解來殺死癌細(xì)胞。例如利用葡萄糖的衍生物,丙酮酸的衍生物等,與糖酵解相關(guān)的生物酶結(jié)合,讓無氧代謝無法進(jìn)行下去,癌細(xì)胞就無法通過無氧代謝獲得足的ATP,就會(huì)面臨死亡。
剛才還提到了一個(gè)谷氨酰胺酵解,谷氨酰氨也可以通過氧化磷酸化產(chǎn)生能量?,F(xiàn)在國(guó)際上研究的熱門,就是怎樣利用相仿的衍生物,阻斷谷氨酰胺酵解通道。
但不管怎么說,葡萄糖是一個(gè)極大的能量來源,如果降低葡萄糖攝入以及阻斷糖酵解的通道,那就可以大大限制癌細(xì)胞能量供應(yīng),至少可以抑制它繼續(xù)生長(zhǎng)。
本文僅為專家本人觀點(diǎn)
如有疑問請(qǐng)咨詢您本人的主治醫(yī)生
或留言由三七二十醫(yī)轉(zhuǎn)達(dá)成長(zhǎng)博士
相信大家對(duì)于癌癥代謝論已經(jīng)有了一定的了解,后續(xù)三七二十醫(yī)還將推送成長(zhǎng)博士以癌癥代謝論為基礎(chǔ),與大家探討癌癥治療的講座。
聯(lián)系客服