“上火”與腫瘤的相關性探討

包潔 竇曉兵 徐莉 何志興 周佳 謝冠群 范永升?

中醫(yī)的“上火”是易感體質在辛熱藥食、過度勞累、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的疾病。以牙齦與咽喉腫痛、口腔潰瘍、目赤干澀等為其常見癥狀。一項由中國大陸和臺灣地區(qū)學者共同研究并發(fā)表的文章表示，口腔潰瘍與癌癥密切相關，可能是特定癌癥的一種前兆或危險因素，尤其是頭頸部癌癥［1］。哈佛大學醫(yī)學院康景軒教授在《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。本課題組在進行“上火”的機理研究中也發(fā)現(xiàn)，“上火”的發(fā)病機制與腫瘤的發(fā)生有著許多相似之處，現(xiàn)探討如下。

1 氧化應激增強

氧化應激是指機體在遭受各種有害刺激時，體內(nèi)高活性分子如活性氧（ROS）和活性氮自由基（RNS）產(chǎn)生過多，體內(nèi)的氧化-抗氧化平衡失調所引起的細胞和組織的生理病理反應。放射、感染性疾病和熱應激等多種因素都可能導致細胞內(nèi)ROS濃度的增高，從而激發(fā)細胞內(nèi)氧化應激反應，對細胞產(chǎn)生破壞作用［2］。本課題組在研究“上火”的機理時發(fā)現(xiàn)，“上火”人群的活性氧自由基（O2-）、脂質過氧化產(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—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)氧化應激反應增強。

近年來，氧化應激在腫瘤發(fā)生和發(fā)展中的作用逐漸明確，氧化應激不僅誘導腫瘤細胞中DNA突變，介導原癌基因的激活或抑癌基因的失活，導致細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）可作為一個代謝調控開關，在細胞增殖周期內(nèi)，調節(jié)細胞內(nèi)氧化還原平衡和葡萄糖消耗，而缺乏MnSOD的調節(jié)則可致細胞的異常增殖。SOD3的過度表達，可抑制小鼠異種移植乳腺癌的轉移，表明增加細胞外超氧化物的表達是一種潛在的抗腫瘤方式［5］。因此，關于腫瘤的治療，有研究者建議使用抗氧化劑在腫瘤基質中阻止線粒體的自噬，有效切斷腫瘤的能量供應，從而提高腫瘤化療的細胞毒性［6］。

2 能量代謝紊亂

能量代謝是指物質代謝過程中所伴隨的能量的釋放、轉移、貯存和利用。作者結合氣相色譜-質譜聯(lián)用和液相色譜-質譜聯(lián)用技術對“上火”人群進行了代謝組學研究。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、有機酸、磷脂等代謝發(fā)生紊亂?！吧匣稹比巳和庵苎腥姿嵯佘眨ˋTP）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，炎癥部位物質分解代謝加快，組織耗氧量增加，同時局部出現(xiàn)微循環(huán)障礙，影響氧供應，引起無氧呼吸增強，釋放的乳酸未能及時被清除，發(fā)生堆積，導致血中乳酸等出現(xiàn)上調。代謝組學研究表明“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鍵酶，同時也是惡性腫瘤的標志物，在丙酮酸向乳糖的轉換過程中發(fā)揮重要的作用，實現(xiàn)腫瘤細胞的“Warburg效應”——有氧糖酵解，其標志就是糖酵解和合成代謝的增加。?dralevi?等［7］的研究顯示，在結腸癌細胞系中同時敲除LDH的兩種亞型LDHA和LDHB，可以完全抑制細胞內(nèi)LDH的活性和乳酸的產(chǎn)生。同時，氧化應激可通過改變代謝的關鍵酶、誘導代謝相關基因組改變以及激活信號通路等促進腫瘤的代謝，從而誘導腫瘤的進一步發(fā)展［8］。Rabinovitch等［9］認為，ROS可以通過抑制腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）上游的肝激酶B1（LKB1），抑制細胞中的AMPK信號通路，促進腫瘤細胞代謝出現(xiàn)“Warburg effect”。氧化應激還可通過激活低氧誘導因子（HIF-1）增加葡萄糖轉運體和糖酵解酶（HK2）和LDHA等促進腫瘤細胞的糖酵解。

3 miRNA表達異常

microRNA（miRNA）是一類長度在22個核苷酸左右的非編碼單鏈RNA，可通過多元化的途徑對靶基因進行調控。一個miRNA可以調控多個靶基因的表達，也可以通過形成多個miRNAs組合來精密調控某一個靶基因的表達。主要是對細胞增殖、分化、調亡、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程進行調節(jié)［10］。作者通過LC Sciences miRNA Microarray-Single基因表達譜芯片檢測發(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淋巴細胞、單核細胞以及巨噬細胞中高表達，其表達失調與多種癌癥發(fā)生、感染以及自身免疫疾病密切相關。近年來，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異常，并通過多種分子機制促進腫瘤細胞的增殖、侵襲及轉移，有望成為腫瘤精準診斷和治療的候選分子標志物。

miR-615-5p是近年來新鑒定的與癌癥發(fā)展相關的內(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啟動子區(qū)域甲基化程度較為異常，提示其可能參與結腸癌等的發(fā)生和發(fā)展［12］。之后有報道顯示，miR-615-5p表達于肝硬化和癌變的肝組織中，且過表達miR-615-5p可延緩肝細胞肝癌的發(fā)展［13］。近3年來，多種癌變組織和正常組織中miRNA組測序分析均表明，miR-615-5p在癌變組織中異常表達，可作為多種癌癥發(fā)生發(fā)展的潛在生物學標記［14］。

4 腸道菌群失調

近年來，微生物學技術的發(fā)展讓人們越來越關注腸道菌群對人體健康的影響。宿主健康狀態(tài)下，腸道菌群處于動態(tài)平衡，益生菌通過營養(yǎng)、空間爭奪和產(chǎn)生細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，導致整個生態(tài)群落失衡，影響宿主健康。作者采用橫斷面調查研究方法，收集了129例“上火”人群的糞便樣本。同時根據(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測序檢測腸道菌群的結構。比較“上火”與健康人群的腸道菌群差異，明確“上火”人群腸道菌群結構特征。結果表明，“上火”人群腸道菌群的糖代謝、脂生物合成和免疫系統(tǒng)疾病相關功能顯著上調；甘氨酸、等氨基酸代謝、運輸和分解代謝、信號轉導、蛋白折疊和過氧物酶體等基礎代謝相關功能下調。

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，主要表現(xiàn)為益生菌數(shù)目的減少與機會致病菌或有害菌數(shù)目的增加，而服用益生菌則可以幫助恢復腸道菌群平衡，起到抗腫瘤作用。有研究［15］提示結直腸癌患者體內(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。無菌動物的結腸癌發(fā)生率低，給無菌動物移植失調的腸道菌群后，其結腸癌的發(fā)生率升高［16］。研究認為，乳酸菌可以改善腸炎患者的腸道菌群，調節(jié)腸道內(nèi)環(huán)境，從而降低結直腸癌的發(fā)病風險［17］。動物實驗中發(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。長期攝入富含乳酸菌的食物可降低結直腸癌的發(fā)生風險［18］。許多動物實驗均證實了腸道菌群失調可以促進肝細胞癌進展，且益生菌的服用可以調節(jié)腸道菌群來延緩其發(fā)展。Guishuai等［19］發(fā)現(xiàn)：給肝癌動物模型喂食益生菌（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，進一步減緩了肝癌的進展。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，肝癌的生長速度減緩，可能是通過減少炎癥反應及腫瘤血管生成實現(xiàn)的［20］。

5 Th17/Treg失衡

免疫系統(tǒng)由多種組織器官、細胞及其分泌的細胞因子等組成復雜的網(wǎng)絡系統(tǒng)，在維持機體穩(wěn)態(tài)及抵抗外來病原菌侵入等方面發(fā)揮重要作用［21］。免疫細胞是發(fā)揮免疫功能的基礎。Th17細胞及其產(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［22］。Treg細胞為體內(nèi)對效應性T細胞發(fā)揮免疫抑制作用的一類調節(jié)性T淋巴細胞亞群，在維持機體免疫耐受以及多種免疫性疾病的發(fā)生發(fā)展過程中起著重要的作用［23］。作者選用RayBiotech生物素標記抗體芯片檢測實熱“上火”和陰虛“上火”患者外周血細胞因子的差異表達?！吧匣稹被颊哐寮毎蜃拥鞍仔酒瑱z測結果發(fā)現(xiàn)，陰虛“上火”人群的細胞因子與實熱“上火”人群的細胞因子存在差異表達，進一步通過流式細胞術檢測發(fā)現(xiàn)，實熱“上火”組Th17細胞含量升高且差異有統(tǒng)計學意義，同時血清中IL-17等水平升高明顯，表現(xiàn)出免疫亢奮的特點。而陰虛“上火”中Treg細胞含量的升高差異具有統(tǒng)計學意義。細胞因子芯片顯示陰虛“上火”組與調節(jié)性T細胞相關的細胞因子TGFβ升高，同時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。Th17細胞在腫瘤微環(huán)境中的免疫調控作用被認為可能具有重要的研究價值。已經(jīng)有研究發(fā)現(xiàn)Th17細胞廣泛存在于許多不同類型的腫瘤中，包括結腸癌［24］、胃癌［25］、宮頸癌［26］、白血?。?7］等。大量研究發(fā)現(xiàn)Treg細胞能夠抑制效應性T細胞增殖、分泌細胞因子，參與部分腫瘤的免疫逃逸，從而促進腫瘤的發(fā)生、發(fā)展。Th17細胞能分泌IL-17A、IL-21和IL-22等標志性因子刺激腫瘤血管生成和抑制腫瘤免疫，從而促進腫瘤生長。IL-17A會促進成纖維細胞和腫瘤細胞產(chǎn)生更多的血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）和其他促血管生成因子［28］。IL-21通過TNFα/IL-17通路介導CD8+T細胞殺傷乳腺癌［29］。IL-22通過活化腫瘤細胞的STAT3信號通路，促進腫瘤血管生成、腫瘤轉移和細胞存活［30］。

“上火”在現(xiàn)代醫(yī)學中無相應的病名，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)生機制，“上火”與腫瘤的相關性提供借鑒。對于反復發(fā)生口腔潰瘍等“上火”癥狀的人群，及早采取中醫(yī)藥干預措施，也許對于預防某些腫瘤的發(fā)生具有一定的作用。