基于陰陽理論探討鐵死亡對食管癌的影響*

韓冰,梁路瑤,賀佳文,汪世婷,盧佳萱,王瑞平

1.南京中醫(yī)藥大學,江蘇 南京 210009; 2.山東中醫(yī)藥大學,山東 煙臺 264001; 3.南京中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院,江蘇 南京 210009

食管癌是全球癌癥第六大死亡病因。從既往數(shù)據(jù)來看,每年約有480 000新診斷病例,約半數(shù)食管癌患者失去手術機會或遠處轉移,這也導致每年約有400 000例患者死亡[1]。癌前狀態(tài)或早期病變患者一般采用內(nèi)鏡下治療,中晚期食管癌患者一般采用多學科綜合治療,如手術、放療、化療、免疫、靶向等聯(lián)合治療[2]。接受內(nèi)鏡下黏膜切除術的患者5年生存率為97%～98%[3],中晚期患者經(jīng)多學科綜合治療后總體的五年生存率約10%,術后5年生存率為15%～40%[4]。減少食管癌的發(fā)生率、延緩食管癌的進展是當前面臨的難題。

鐵死亡是一種以氧化損傷為特征的細胞死亡方式,其過程是在多系統(tǒng)、多代謝、多基因共同控制下發(fā)生的,主要與鐵代謝、脂質(zhì)代謝、谷氨酸代謝等失調(diào)密切相關。有研究發(fā)現(xiàn),針對鐵死亡抑制因子的靶向藥物與經(jīng)典抗癌藥物聯(lián)合使用可以促進癌細胞鐵死亡,同時也發(fā)現(xiàn)鐵死亡的相關基因能預測食管癌預后[5-6]。因此,分析鐵死亡在食管癌中的發(fā)生發(fā)展機制可以更好地為臨床治療食管癌提供新靶點和治療方向。

《素問·陰陽應象大論》載:“陰陽者,天地之道也,萬物之綱紀,變化之父母,生殺之本始,神明之府也。治病必求于本?！泵鞔_指出,醫(yī)治疾病不外乎陰陽二者。有學者認為,食管癌的基本病機以氣陰兩虛為主,久病傷及脾腎之陽[7]。也有學者將食管癌的吞咽困難與陰陽相結合,認為食管癌的本質(zhì)是陰邪成形,吞咽困難為陽氣不推[8]。鐵死亡具有雙向調(diào)節(jié)作用,包括正負雙向作用。負向作用:癌細胞對Fe2+的代謝需求強于正常細胞,體內(nèi)Fe2+積累有利于營養(yǎng)癌細胞,且Fe2+的積累促進鐵死亡,鐵死亡在腫瘤微環(huán)境中引起免疫抑制而促進腫瘤生長;正向作用:誘導鐵死亡可以誘導細胞死亡,包括腫瘤細胞,對腫瘤生長增殖起到抑制作用。這與中醫(yī)陰陽特征有異曲同工之妙[9]。目前,鐵死亡與食管癌的關系的相關報道較少,限制了中醫(yī)藥從鐵死亡防治食管癌的應用。因此,本文試從中醫(yī)陰陽理論探討鐵死亡對食管癌的影響,闡釋中醫(yī)藥通過干預鐵死亡論治食管癌的科學內(nèi)涵,以期為臨床防治食管癌提供新思路和新方向。

1 中醫(yī)陰陽理論

陰陽思想屬于哲學范疇,最早體現(xiàn)于商末周初成書的《周易》中,其卦象符號及卦象符號的變化就是陰陽觀念的表達,從先秦至春秋戰(zhàn)國時期,人們逐漸認識到陰陽相互作用對萬事萬物的發(fā)生發(fā)展有重要意義[10]?！端貑枴り庩栯x合論》云:“陰陽之變,其在人者,亦數(shù)之可數(shù)?！泵鞔_指出人類生命活動的基本規(guī)律離不開陰陽。《素問·陰陽應象大論》曰:“陽化氣,陰成形。”現(xiàn)代學者將其應用于腫瘤,認為腫瘤體陰用陽,“體陰”表現(xiàn)在腫瘤的病因、病位、病機等,“用陽”體現(xiàn)在腫瘤的轉移復發(fā)[11]。

2 鐵死亡

鐵是一種微量元素,屬于金屬離子,在人體內(nèi)參與合成含有血紅素和鐵硫的蛋白質(zhì),參與呼吸、氧化還原反應、催化、DNA合成和轉錄的重要輔助因子[12]。鐵死亡是一種脂質(zhì)過氧化驅動的氧化細胞死亡,其啟動需要兩個關鍵信號:Fe2+在體內(nèi)的積累和谷胱甘肽過氧化酶4的抑制[13]。Fe2+在體內(nèi)的積累主要是鐵代謝紊亂和細胞內(nèi)外鐵積累的結果[14]。Fe2+的增多主要是通過自噬造成鐵蛋白降解,釋放Fe2+,促使脂質(zhì)活性氧快速積累,促進脂質(zhì)代謝,脂質(zhì)攻擊生物膜中的多不飽和脂肪酸以剝奪氫離子,使其進入過氧化狀態(tài),使得脂質(zhì)變成脂質(zhì)過氧化物[5],從而引起鐵死亡[15-16]。谷胱甘肽過氧化酶4的抑制主要通過外在調(diào)節(jié)轉運蛋白的活化途徑或是內(nèi)在酶途徑,外在調(diào)節(jié)轉運蛋白的活化途徑:通過抑制胱氨酸/谷氨酸反向轉運蛋白系統(tǒng)(cystine/glutamate antiporter system X-,system Xc-)活性抑制胱氨酸的吸收,影響谷胱甘肽的合成,引起谷胱甘肽過氧化酶4活性下降,細胞抗氧化能力下降,脂質(zhì)活性氧積累;內(nèi)在酶途徑:鐵死亡誘導劑直接作用于谷胱甘肽過氧化酶4并抑制其活性[17]。過量鐵會導致組織損傷并增加患癌風險,而脂質(zhì)代謝、谷胱甘肽過氧化酶4抑制、鐵死亡關鍵調(diào)節(jié)因子參與鐵死亡發(fā)生發(fā)展[18],在鐵死亡干預腫瘤的治療及預后過程中起著重要意義,因此,誘導鐵死亡可以抑制腫瘤活性[19]。

3 鐵死亡與食管癌

無限增殖及惡性轉移是食管癌的兩大特征,也是治療中最重要的關注點。誘導腫瘤細胞死亡、防治持續(xù)增殖是食管癌亟需解決的問題。研究表明,鐵死亡誘導劑可以引起腫瘤細胞死亡,避免腫瘤無限增殖,同時在鐵死亡的整個代謝過程中也包含了許多基因調(diào)控點,為豐富食管癌的靶向治療提供了新思路[5]。

3.1 脂質(zhì)代謝與食管癌長鏈N-6PUFA的花生四烯酸是促炎脂質(zhì)介質(zhì)的前體[20],而脂質(zhì)過氧化物作為花生四烯酸的中間體參與細胞信號轉導,調(diào)節(jié)細胞增殖、遷移等[21]。腫瘤細胞的無限增殖增加了對局部的營養(yǎng)和氧氣的需求,為了滿足這一需求,腫瘤微環(huán)境中的脂質(zhì)被激活,并用于腫瘤細胞和相關免疫細胞中的主要能量來源和關鍵調(diào)節(jié)因子[22]。研究顯示,食管癌患者的腫瘤微環(huán)境中免疫細胞的功能亦與異常脂質(zhì)代謝密切相關,異常脂質(zhì)代謝為腫瘤的快速增長提供營養(yǎng)物質(zhì)和能量,與脂質(zhì)過氧化密切相關,而脂質(zhì)過氧化驅動鐵死亡的發(fā)生[23-24]。由此可以推測,鐵死亡參與食管癌的發(fā)生發(fā)展。

3.2 谷胱甘肽過氧化酶4的抑制與食管癌谷胱甘肽過氧化酶4是唯一能夠減少生物膜內(nèi)脂質(zhì)氫過氧化物的酶,當谷胱甘肽過氧化酶4受到抑制,容易催化鐵死亡。system Xc-是由溶質(zhì)載體家族7成員11(SLC7A11)和溶質(zhì)載體家族3成員2(SLC3A2)兩個亞基組成的異二聚體,是一種氨基酸轉運蛋白,存在于磷脂雙層中,是重要的抗氧化系統(tǒng)的一部分,胱氨酸、谷氨酸通過system Xc-以11的比例交換進出細胞[25]。胱氨酸在細胞中還原成半胱氨酸參與谷胱甘肽的合成,谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸、甘氨酸組成的三肽還原劑,是谷胱甘肽過氧化酶4完成正常功能的輔助因子[26]。食管癌干細胞是促使癌細胞無限增殖、轉移的關鍵。研究發(fā)現(xiàn),食管癌干細胞依賴于谷胱甘肽過氧化酶4存活,當谷胱甘肽過氧化酶4受到抑制導致體外持續(xù)細胞鐵死亡,而在體內(nèi)可以防治腫瘤復發(fā)[27]。因此,上調(diào)谷胱甘肽過氧化酶4和system Xc-能保護食管食管癌干細胞免受鐵死亡,從而防治腫瘤復發(fā)轉移[28]。

3.3 鐵死亡關鍵調(diào)節(jié)因子與食管癌腫瘤抑制因子P53是一種轉錄因子,通過誘導細胞周期停滯、衰老、細胞凋亡在腫瘤生長、增殖中發(fā)揮抑制作用。在多數(shù)消化道腫瘤(包括食管癌)患者中發(fā)現(xiàn)P53發(fā)生突變,目前,突變的P53免疫組織化學蛋白的表達多被用來評估食管癌的預后[29]。一方面,P53通過抑制SLC7A11的表達使得谷胱甘肽生成減少,抑制谷胱甘肽過氧化酶4,增強鐵死亡;另一方面,P53可以下調(diào)細胞中ROS的產(chǎn)生,防止氧化應激的誘導造成DNA的損傷或死亡,抑制鐵死亡的發(fā)生[30-32]。有研究發(fā)現(xiàn),P53不僅可以下調(diào)細胞中ROS的產(chǎn)生,也會促進中度氧化損傷的存活和修復,有可能通過鐵死亡促進癌細胞的消除[33]。

4 中醫(yī)陰陽理論下的鐵死亡對食管癌的影響

食管癌發(fā)病與飲食習慣密切相關,癥狀多見吞咽受阻,飲食難下,日久脾胃無物運化,精微不能運達周身,病久及腎,脾腎陽虧,氣化無權。《古今醫(yī)統(tǒng)大全》論述噎膈:“脾胃陽大衰者,脈沉細而寒。”指出食管癌與脾陽虧虛密切相關[34]。“扶正重在益氣養(yǎng)陰,潤滑食管”,認為食管癌的發(fā)病主要是以氣陰兩虛、食管干枯為主,治療時應重視滋養(yǎng)陰津[7]。萬物皆可分陰陽,運動、外向、上升、興奮等屬陽,靜止、內(nèi)守、下降、抑制等屬陰。結合鐵死亡在人體中形成的特性,將活性氧(陽)、脂質(zhì)代謝(陽)、谷胱甘肽過氧化酶4(陰)、P53(陰)等從陰陽角度論述。

4.1 陰陽對立制約詮釋鐵死亡與食管癌陰陽對立制約指陰陽雙方在整體中相互斗爭、排斥、制約,是陰陽理論最基本的規(guī)律?！额惤?jīng)附翼》提出:“動極者鎮(zhèn)之以靜,陰亢者勝之以陽?！泵鞔_指出陰陽是相互對立制約的關系?；钚匝?、谷胱甘肽過氧化酶4是鐵死亡形成過程中的關鍵因素,活性氧(陽)攻擊生物膜中的多不飽和脂肪酸(PUFA)以剝奪氫離子,使其進入過氧化狀態(tài)(陽盛),而谷胱甘肽過氧化酶4(陰)是唯一能夠減少生物膜內(nèi)脂質(zhì)氫過氧化物的酶,以抑制過氧化狀態(tài)。二者在促進鐵死亡的過程中相互拮抗。從二者功能來看,和陰陽對立制約有異曲同工之妙。有研究通過體外細胞培養(yǎng)發(fā)現(xiàn),食管鱗狀細胞癌干細胞中增加了Fe2+、脂質(zhì)過氧化,從而引起活性氧增多、谷胱甘肽過氧化酶4減少,即活性氧對谷胱甘肽過氧化酶4是“制約太過”,谷胱甘肽過氧化酶4對活性氧是“制約不及”,最后引起鐵死亡,從而導致癌細胞死亡[28,35]。

4.2 陰陽消長闡述鐵死亡與食管癌陰陽消長平衡是陰陽在整體的數(shù)量或多或少的動態(tài)發(fā)生變化,是事物運動的基本形式,消長平衡形成的前提是陰陽對立制約。食管癌細胞的無限增殖(陽)是惡性腫瘤的關鍵特征之一。有研究發(fā)現(xiàn),鐵死亡(陰)不僅導致細胞死亡,也導致癌細胞死亡[28]。食管癌細胞的無限增殖是陽,鐵死亡誘導腫瘤細胞死亡是陰,當鐵死亡(陰長)大于食管癌細胞的無限增殖(陽消)時,可以在一定程度上對食管癌的治療有益?！端貑枴り庩枒蟠笳摗份d:“陰靜陽躁,陽生陰長,陽殺陰藏。”即描述了治療疾病的本質(zhì)在于調(diào)節(jié)陰陽,因此,基于陰陽理論從鐵死亡論治食管癌有可能成為今后治療的新方向。

4.3 陰陽交感互藏揭示鐵死亡與食管癌陰陽交感互藏指陰陽之間相互發(fā)生作用,相互蘊含著另一方,是事物發(fā)生、發(fā)展、運動、轉化的前提。鐵死亡在食管癌的腫瘤微環(huán)境中引起免疫抑制而促進腫瘤生長;而誘導鐵死亡既誘導細胞死亡,又誘導食管癌細胞死亡,對食管癌細胞的生長、增殖起到抑制作用。鐵死亡在引起免疫抑制時屬“陽”,在誘導食管癌細胞死亡時屬“陰”。P53抑制食管癌細胞的生長增殖,總體屬“陰”,但是在鐵死亡方面,一方面,P53抑制SLC7A11的表達使得谷胱甘肽生成減少,抑制谷胱甘肽過氧化酶4增強鐵死亡,促進腫瘤生長[36]屬“陽”;另一方面,P53可以下調(diào)細胞中活性氧的產(chǎn)生,防止氧化應激的誘導造成DNA的損傷或死亡,抑制鐵死亡的發(fā)生,是腫瘤抑制的關鍵機制屬“陰”。因此,正確的平衡陰陽至關重要。

中醫(yī)認為,食管癌發(fā)生發(fā)展的本質(zhì)是胃無以腐熟受納,脾無以運化升清,肝失疏泄,腎陽衰敗,命門無火所致[37]。脾腎為先后天之本,一身陰陽之根,脾的運化功能依賴于腎陽之蒸化,腎精的充盛依賴于脾運化而來的水谷之精充盈。食物中的鐵經(jīng)十二指腸消化吸收,經(jīng)腎臟排泄[38]?！鹅`樞·本輸》載:“大腸、小腸皆屬于胃。”腸道是脾胃實現(xiàn)腐熟升清的必要一環(huán),脾胃功能受損,鐵消化吸收障礙,進入十二指腸的Fe3+減少,還原成Fe2+隨之減少,鐵死亡的關鍵物質(zhì)基礎缺少,鐵死亡減少。當腎陽的蒸化功能失常,陰水內(nèi)聚,脾之運化功能隨之受到影響,從而影響鐵死亡。由此可見,從陰陽調(diào)節(jié)鐵死亡論治食管癌有深遠意義。

5 結語

目前,臨床治療食管癌多采取綜合療法。鐵死亡與食管癌的發(fā)生、侵襲密不可分。其機制是脂質(zhì)代謝、谷胱甘肽過氧化酶4的抑制、鐵死亡關鍵調(diào)節(jié)因子直接或間接引起鐵死亡從而抑制或促進腫瘤生長。因此,基于鐵死亡治療食管癌需更進一步研究?！瓣幤疥柮?精神乃治”。陰陽理論是生存之道,治病之本。健脾益腎溫陽,養(yǎng)胃滋陰能有效改善食管癌的癥狀,提高生活質(zhì)量。目前,基于陰陽理論的中藥干預鐵死亡的機制尚未完善,還需進一步研究證實。