在很多人的印象中,癌癥晚期的病人都是一幅極度消瘦、皮包骨頭的模樣。這是因為很多癌癥晚期患者,體內的骨骼肌會大量地丟失,不但造成患者虛弱無力,長期臥床,嚴重影響生活質量,也是導致癌癥患者死亡的一個重要因素。
近日,意大利都靈大學的Paolo E Porporato等人研究發現,癌癥造成的肌肉丟失,與線粒體中鐵的缺乏有關[1]。小鼠模型中,補鐵可以幫助荷瘤小鼠保持肌肉的質量和功能,延長小鼠生存時間。人類患者中,補鐵也能有效增強患者的肌肉力量。
在一個健康人中,骨骼肌大約能占全身重量的40%。我們的日常活動,包括行走、進食、呼吸的動力都來自于骨骼肌。在遇到跌倒等意外情況時,強壯的骨骼肌也能讓我們迅速做出規避動作,減輕身體受到的傷害。
但在癌癥等慢性消耗性疾病進展到晚期時,很多患者都會出現以大面積的骨骼肌萎縮為標志的一組綜合征,被稱為惡液質。惡液質不但會讓患者的力量大幅減退,難以完成日常活動,嚴重影響患者的生活質量,還會造成胰島素抵抗、肝功能障礙、全身慢性炎癥、消化吸收不良等一系列后果[2]。
由于身體極度虛弱,惡液質還會讓癌癥患者難以耐受治療的副作用,導致不得不減少治療劑量或終止治療,甚至直接導致患者死亡。據統計,晚期癌癥患者中惡液質的發生率在80%左右,大約20%的癌癥相關死亡是惡液質導致的[3]。
惡液質的各種表現
為什么癌癥會導致惡液質?2013年時,奧地利醫生H. Ludwig注意到,晚期癌癥患者經常出現鐵元素的缺乏,而且癌癥患者缺鐵與體能較差相關[4]。
缺鐵大家可能都知道會導致貧血。其實除了紅細胞以外,肌肉也是我們體內一個用鐵大戶。肌肉中含有與血紅蛋白非常類似的肌紅蛋白,可以在肌肉中儲存氧氣,以備不時之需。更關鍵的是,肌肉作為耗能大戶,還含有大量線粒體,而線粒體中的很多酶也都以鐵作為活性中心的。
在癌癥患者中,持續存在的慢性炎癥會阻礙鐵的吸收,吸收的鐵還會滯留在網狀內皮細胞中,身體里可利用的鐵大幅減少。會不會正是缺鐵導致了癌癥患者的惡液質?
人體中鐵的分布
研究人員首先分析了一組惡液質胰腺癌患者的肌肉組織中轉鐵蛋白受體1(TFR1)的表達水平,這一蛋白負責將鐵轉運到細胞內部。試驗結果很出乎意料,這些癌癥患者體內TFR1的表達水平是降低的。
在小鼠中這一結果也得到了重復。無論是通過放血和無鐵飲食造成的缺鐵,還是腫瘤造成的惡液質,都會讓小鼠肌肉中的TFR1水平顯著降低。不過在缺鐵的小鼠中,肝臟的TFR1水平升高,這可能反映了機體在缺鐵時優先保證肝臟的策略,畢竟肝臟作為人體的代謝中樞,確實比骨骼肌更為重要。
不過這樣一來,骨骼肌就慘了。在惡液質小鼠中,骨骼肌線粒體中的鐵含量和血紅素含量顯著降低,多種酶活性下降,“能量通貨”ATP的產量也大幅減少。這也導致骨骼肌細胞中氧化應激水平升高,造成氧化損傷。
那補鐵能否改善甚至逆轉腫瘤患者的惡液質呢?研究人員首先給結腸癌小鼠靜脈注射了補鐵劑羧基麥芽糖鐵。
補鐵顯著改善了結腸癌小鼠的身體狀況,皮毛更加光滑,眼眶分泌物更少,握力更強,肌肉的橫截面積也更大。而且補鐵還顯著延長了小鼠的生存期。試驗中沒補鐵的8只小鼠從第10天開始大量死亡,第13天全部死亡。而補鐵組的8只小鼠第13天時有7只存活,最長一只存活了31天。
補鐵顯著延長了小鼠的生存時間
在人類患者中,補鐵也產生了有益的作用。研究人員給參與試驗的惡液質患者注射了補鐵劑,短短3天之內,所有患者的慣用手的握力都得到了增強,超過一半患者的非慣用手力量也有所增強。
對晚期癌癥患者來說,有條件的話可以讓醫生查一下自己缺不缺鐵,并開一些補鐵的藥物。沒條件的話,鑒于晚期癌癥患者中缺鐵的高發生率,也可以在自己消化能力允許的情況下多吃一些紅肉、肝臟等富含鐵元素的食物。
不過研究人員也強調,不同類型的腫瘤對鐵的依賴性不同,補鐵能否在其它腫瘤患者中產生類似的益處,仍有待進一步的研究。
參考文獻:
[1]. Wyart E, Hsu M Y, Sartori R, et al. Iron supplementation is sufficient to rescue skeletal muscle mass and function in cancer cachexia[J]. EMBO reports, 2022: e53746.
[2]. Porporato P E. Understanding cachexia as a cancer metabolism syndrome[J]. Oncogenesis, 2016, 5(2): e200-e200.
[3]. Tisdale M J. Cachexia in cancer patients[J]. Nature Reviews Cancer, 2002, 2(11): 862-871.
[4]. Ludwig H, Müldür E, Endler G, et al. Prevalence of iron deficiency across different tumors and its association with poor performance status, disease status and anemia[J]. Annals of oncology, 2013, 24(7): 1886-1892.
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