“上火”與腫瘤的相關(guān)性探討

包潔 竇曉兵 徐莉 何志興 周佳 謝冠群 范永升?

中醫(yī)的“上火”是易感體質(zhì)在辛熱藥食、過(guò)度勞累、精神緊張、氣候變化等因素作用下，引起以頭面部口、舌、牙齦、咽喉、眼、鼻等部位皮膚黏膜出現(xiàn)紅腫熱痛、潰瘍?yōu)橹?，并可伴有全身癥狀的一種輕微且易反復(fù)的疾病。以牙齦與咽喉腫痛、口腔潰瘍、目赤干澀等為其常見(jiàn)癥狀。一項(xiàng)由中國(guó)大陸和臺(tái)灣地區(qū)學(xué)者共同研究并發(fā)表的文章表示，口腔潰瘍與癌癥密切相關(guān)，可能是特定癌癥的一種前兆或危險(xiǎn)因素，尤其是頭頸部癌癥［1］。哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院康景軒教授在《吃出健康的智慧》一文中提到：“上火”與炎癥密不可分，長(zhǎng)期處于發(fā)炎狀態(tài)是許多重大疾病的重要誘因。湯釗猷院士也認(rèn)為，炎癥有很多促癌因素，防治慢性炎癥可以起到防癌的作用。本課題組在進(jìn)行“上火”的機(jī)理研究中也發(fā)現(xiàn)，“上火”的發(fā)病機(jī)制與腫瘤的發(fā)生有著許多相似之處，現(xiàn)探討如下。

1 氧化應(yīng)激增強(qiáng)

氧化應(yīng)激是指機(jī)體在遭受各種有害刺激時(shí)，體內(nèi)高活性分子如活性氧（ROS）和活性氮自由基（RNS）產(chǎn)生過(guò)多，體內(nèi)的氧化-抗氧化平衡失調(diào)所引起的細(xì)胞和組織的生理病理反應(yīng)。放射、感染性疾病和熱應(yīng)激等多種因素都可能導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)ROS濃度的增高，從而激發(fā)細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激反應(yīng)，對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生破壞作用［2］。本課題組在研究“上火”的機(jī)理時(shí)發(fā)現(xiàn)，“上火”人群的活性氧自由基（O2-）、脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物丙二醛（MDA）較正常人群顯著升高，而“上火”人群體內(nèi)的抗氧化物質(zhì)—超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽（GSH）含量顯著下降，提示“上火”狀態(tài)下體內(nèi)氧化應(yīng)激反應(yīng)增強(qiáng)。

近年來(lái)，氧化應(yīng)激在腫瘤發(fā)生和發(fā)展中的作用逐漸明確，氧化應(yīng)激不僅誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞中DNA突變，介導(dǎo)原癌基因的激活或抑癌基因的失活，導(dǎo)致細(xì)胞異常增生而形成腫瘤［3］。SARSOUR等［4］的研究表明，還原酶錳超氧化物歧化酶（MnSOD）可作為一個(gè)代謝調(diào)控開(kāi)關(guān)，在細(xì)胞增殖周期內(nèi)，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)氧化還原平衡和葡萄糖消耗，而缺乏MnSOD的調(diào)節(jié)則可致細(xì)胞的異常增殖。SOD3的過(guò)度表達(dá)，可抑制小鼠異種移植乳腺癌的轉(zhuǎn)移，表明增加細(xì)胞外超氧化物的表達(dá)是一種潛在的抗腫瘤方式［5］。因此，關(guān)于腫瘤的治療，有研究者建議使用抗氧化劑在腫瘤基質(zhì)中阻止線粒體的自噬，有效切斷腫瘤的能量供應(yīng)，從而提高腫瘤化療的細(xì)胞毒性［6］。

2 能量代謝紊亂

能量代謝是指物質(zhì)代謝過(guò)程中所伴隨的能量的釋放、轉(zhuǎn)移、貯存和利用。作者結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)“上火”人群進(jìn)行了代謝組學(xué)研究。經(jīng)多變量分析發(fā)現(xiàn)，與正常人群相比，“上火”人群血清代謝譜出現(xiàn)了顯著的變化，多種氨基酸、碳水化合物、有機(jī)酸、磷脂等代謝發(fā)生紊亂。“上火”人群外周血中三磷酸腺苷（ATP）含量明顯上升，三羧酸循環(huán)中間代謝物顯著增加，反映了“上火”后機(jī)體能量代謝處于比較旺盛的狀態(tài)。此外，“上火”人群多發(fā)生局部炎癥，如潰瘍、咽炎、牙齦炎等，炎癥部位物質(zhì)分解代謝加快，組織耗氧量增加，同時(shí)局部出現(xiàn)微循環(huán)障礙，影響氧供應(yīng)，引起無(wú)氧呼吸增強(qiáng)，釋放的乳酸未能及時(shí)被清除，發(fā)生堆積，導(dǎo)致血中乳酸等出現(xiàn)上調(diào)。代謝組學(xué)研究表明“上火”后血清代謝譜發(fā)生了特異性改變，“上火”人群體內(nèi)脂質(zhì)代謝、能量代謝、氨基酸代謝等出現(xiàn)了異常。

乳酸脫氫酶（LDH）是糖酵解通路中的關(guān)鍵酶，同時(shí)也是惡性腫瘤的標(biāo)志物，在丙酮酸向乳糖的轉(zhuǎn)換過(guò)程中發(fā)揮重要的作用，實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞的“Warburg效應(yīng)”——有氧糖酵解，其標(biāo)志就是糖酵解和合成代謝的增加。?dralevi?等［7］的研究顯示，在結(jié)腸癌細(xì)胞系中同時(shí)敲除LDH的兩種亞型LDHA和LDHB，可以完全抑制細(xì)胞內(nèi)LDH的活性和乳酸的產(chǎn)生。同時(shí)，氧化應(yīng)激可通過(guò)改變代謝的關(guān)鍵酶、誘導(dǎo)代謝相關(guān)基因組改變以及激活信號(hào)通路等促進(jìn)腫瘤的代謝，從而誘導(dǎo)腫瘤的進(jìn)一步發(fā)展［8］。Rabinovitch等［9］認(rèn)為，ROS可以通過(guò)抑制腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）上游的肝激酶B1（LKB1），抑制細(xì)胞中的AMPK信號(hào)通路，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞代謝出現(xiàn)“Warburg effect”。氧化應(yīng)激還可通過(guò)激活低氧誘導(dǎo)因子（HIF-1）增加葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體和糖酵解酶（HK2）和LDHA等促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的糖酵解。

3 miRNA表達(dá)異常

microRNA（miRNA）是一類長(zhǎng)度在22個(gè)核苷酸左右的非編碼單鏈RNA，可通過(guò)多元化的途徑對(duì)靶基因進(jìn)行調(diào)控。一個(gè)miRNA可以調(diào)控多個(gè)靶基因的表達(dá)，也可以通過(guò)形成多個(gè)miRNAs組合來(lái)精密調(diào)控某一個(gè)靶基因的表達(dá)。主要是對(duì)細(xì)胞增殖、分化、調(diào)亡、致癌、抑癌、胰島素等內(nèi)分泌激素的分泌和膽固醇代謝等諸多生物過(guò)程進(jìn)行調(diào)節(jié)［10］。作者通過(guò)LC Sciences miRNA Microarray-Single基因表達(dá)譜芯片檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，與正常人群相比，“上火”人群中hsa-miR-150和hsa-miR-615-5p存在顯著差異。

miR-150定位于人類染色體19q13.33上，其最初被發(fā)現(xiàn)在T淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞以及巨噬細(xì)胞中高表達(dá)，其表達(dá)失調(diào)與多種癌癥發(fā)生、感染以及自身免疫疾病密切相關(guān)。近年來(lái)，研究發(fā)現(xiàn)miR-150在大腸癌、肺癌及胰腺癌等惡性腫瘤中表達(dá)異常，并通過(guò)多種分子機(jī)制促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、侵襲及轉(zhuǎn)移，有望成為腫瘤精準(zhǔn)診斷和治療的候選分子標(biāo)志物。

miR-615-5p是近年來(lái)新鑒定的與癌癥發(fā)展相關(guān)的內(nèi)源性微小RNA［11］。全基因組DNA甲基化序列分析發(fā)現(xiàn)，miR-615-5p啟動(dòng)子區(qū)域甲基化程度較為異常，提示其可能參與結(jié)腸癌等的發(fā)生和發(fā)展［12］。之后有報(bào)道顯示，miR-615-5p表達(dá)于肝硬化和癌變的肝組織中，且過(guò)表達(dá)miR-615-5p可延緩肝細(xì)胞肝癌的發(fā)展［13］。近3年來(lái)，多種癌變組織和正常組織中miRNA組測(cè)序分析均表明，miR-615-5p在癌變組織中異常表達(dá)，可作為多種癌癥發(fā)生發(fā)展的潛在生物學(xué)標(biāo)記［14］。

4 腸道菌群失調(diào)

近年來(lái)，微生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展讓人們?cè)絹?lái)越關(guān)注腸道菌群對(duì)人體健康的影響。宿主健康狀態(tài)下，腸道菌群處于動(dòng)態(tài)平衡，益生菌通過(guò)營(yíng)養(yǎng)、空間爭(zhēng)奪和產(chǎn)生細(xì)菌素等方式壓制致病菌，維持宿主健康。宿主腸道環(huán)境改變可破壞益生菌與致病菌的平衡，導(dǎo)致整個(gè)生態(tài)群落失衡，影響宿主健康。作者采用橫斷面調(diào)查研究方法，收集了129例“上火”人群的糞便樣本。同時(shí)根據(jù)年齡、飲食和性別等因素，匹配收集了85例健康志愿者糞便樣本。糞便中提取DNA及采用Illumina MiSeq測(cè)序檢測(cè)腸道菌群的結(jié)構(gòu)。比較“上火”與健康人群的腸道菌群差異，明確“上火”人群腸道菌群結(jié)構(gòu)特征。結(jié)果表明，“上火”人群腸道菌群的糖代謝、脂生物合成和免疫系統(tǒng)疾病相關(guān)功能顯著上調(diào)；甘氨酸、等氨基酸代謝、運(yùn)輸和分解代謝、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白折疊和過(guò)氧物酶體等基礎(chǔ)代謝相關(guān)功能下調(diào)。

腸道菌群與人類多種惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展有著密切的聯(lián)系，多種研究均提示，腫瘤的發(fā)生常伴隨著菌群的失調(diào)，主要表現(xiàn)為益生菌數(shù)目的減少與機(jī)會(huì)致病菌或有害菌數(shù)目的增加，而服用益生菌則可以幫助恢復(fù)腸道菌群平衡，起到抗腫瘤作用。有研究［15］提示結(jié)直腸癌患者體內(nèi)乳桿菌、雙歧桿菌、類桿菌數(shù)量較正常人群減少，但腸桿菌、腸球菌、梭桿菌的數(shù)量增多。無(wú)菌動(dòng)物的結(jié)腸癌發(fā)生率低，給無(wú)菌動(dòng)物移植失調(diào)的腸道菌群后，其結(jié)腸癌的發(fā)生率升高［16］。研究認(rèn)為，乳酸菌可以改善腸炎患者的腸道菌群，調(diào)節(jié)腸道內(nèi)環(huán)境，從而降低結(jié)直腸癌的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)［17］。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，給予乳酸菌可以顯著降低高脂飲食者腸癌的發(fā)生。長(zhǎng)期攝入富含乳酸菌的食物可降低結(jié)直腸癌的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)［18］。許多動(dòng)物實(shí)驗(yàn)均證實(shí)了腸道菌群失調(diào)可以促進(jìn)肝細(xì)胞癌進(jìn)展，且益生菌的服用可以調(diào)節(jié)腸道菌群來(lái)延緩其發(fā)展。Guishuai等［19］發(fā)現(xiàn)：給肝癌動(dòng)物模型喂食益生菌（乳桿菌、嗜熱鏈球菌和雙歧桿菌等的混合劑）后，動(dòng)物血清中脂多糖（LPS）減少，腸道的慢性炎癥減輕，改善了腸道微環(huán)境，進(jìn)一步減緩了肝癌的進(jìn)展。也有研究表明，給小鼠喂食益生菌混合物后，其腸道內(nèi)普氏菌數(shù)量增加，肝癌的生長(zhǎng)速度減緩，可能是通過(guò)減少炎癥反應(yīng)及腫瘤血管生成實(shí)現(xiàn)的［20］。

5 Th17/Treg失衡

免疫系統(tǒng)由多種組織器官、細(xì)胞及其分泌的細(xì)胞因子等組成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)及抵抗外來(lái)病原菌侵入等方面發(fā)揮重要作用［21］。免疫細(xì)胞是發(fā)揮免疫功能的基礎(chǔ)。Th17細(xì)胞及其產(chǎn)生的IL-17與自身免疫性疾病和炎癥性疾病的發(fā)生密切相關(guān)［22］。Treg細(xì)胞為體內(nèi)對(duì)效應(yīng)性T細(xì)胞發(fā)揮免疫抑制作用的一類調(diào)節(jié)性T淋巴細(xì)胞亞群，在維持機(jī)體免疫耐受以及多種免疫性疾病的發(fā)生發(fā)展過(guò)程中起著重要的作用［23］。作者選用RayBiotech生物素標(biāo)記抗體芯片檢測(cè)實(shí)熱“上火”和陰虛“上火”患者外周血細(xì)胞因子的差異表達(dá)?！吧匣稹被颊哐寮?xì)胞因子蛋白芯片檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，陰虛“上火”人群的細(xì)胞因子與實(shí)熱“上火”人群的細(xì)胞因子存在差異表達(dá)，進(jìn)一步通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，實(shí)熱“上火”組Th17細(xì)胞含量升高且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，同時(shí)血清中IL-17等水平升高明顯，表現(xiàn)出免疫亢奮的特點(diǎn)。而陰虛“上火”中Treg細(xì)胞含量的升高差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。細(xì)胞因子芯片顯示陰虛“上火”組與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞相關(guān)的細(xì)胞因子TGFβ升高，同時(shí)IL-17R也顯著降低。

大量證據(jù)表明慢性感染和炎癥與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)。Th17細(xì)胞在腫瘤微環(huán)境中的免疫調(diào)控作用被認(rèn)為可能具有重要的研究?jī)r(jià)值。已經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn)Th17細(xì)胞廣泛存在于許多不同類型的腫瘤中，包括結(jié)腸癌［24］、胃癌［25］、宮頸癌［26］、白血?。?7］等。大量研究發(fā)現(xiàn)Treg細(xì)胞能夠抑制效應(yīng)性T細(xì)胞增殖、分泌細(xì)胞因子，參與部分腫瘤的免疫逃逸，從而促進(jìn)腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。Th17細(xì)胞能分泌IL-17A、IL-21和IL-22等標(biāo)志性因子刺激腫瘤血管生成和抑制腫瘤免疫，從而促進(jìn)腫瘤生長(zhǎng)。IL-17A會(huì)促進(jìn)成纖維細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生更多的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）和其他促血管生成因子［28］。IL-21通過(guò)TNFα/IL-17通路介導(dǎo)CD8+T細(xì)胞殺傷乳腺癌［29］。IL-22通過(guò)活化腫瘤細(xì)胞的STAT3信號(hào)通路，促進(jìn)腫瘤血管生成、腫瘤轉(zhuǎn)移和細(xì)胞存活［30］。

“上火”在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中無(wú)相應(yīng)的病名，一般具有自限性，可歸納到亞健康以及某些炎癥性病變范疇。研究發(fā)現(xiàn)，“上火”與腫瘤的發(fā)生在氧化應(yīng)激、能量代謝、表觀遺傳、腸道菌群及炎癥免疫等方面有許多相似之處。這些發(fā)現(xiàn)為深入研究“上火”、腫瘤各自的發(fā)生機(jī)制，“上火”與腫瘤的相關(guān)性提供借鑒。對(duì)于反復(fù)發(fā)生口腔潰瘍等“上火”癥狀的人群，及早采取中醫(yī)藥干預(yù)措施，也許對(duì)于預(yù)防某些腫瘤的發(fā)生具有一定的作用。