防癌抗癌,運動起來!《自然》綜述“運動療法”的潛力有多大
2020年12月29日10:13

  來源:學術經緯

  癌症是威脅人類健康的一大殺手,但我們可以改變或控制一些已知的癌症風險因素,例如吸煙、不健康的飲食或缺乏體育活動。越來越多的科學證據提示,這些不健康的生活方式會打破人體的代謝和免疫平衡,從而驅動癌症發生。相反,運動給全身帶來好處,有助於重新建立起體內平衡,不僅是預防癌症的重要因素,還可以在臨床治療中發揮潛力。

圖片來源:123RF
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  近期,《自然》旗下Nature Metabolism上發表的一篇綜述中,科學家們概述了運動如何通過調節免疫和代謝,影響癌症的發生發展,並討論了臨床上如何借助運動來防癌抑癌的未來方向。在這篇文章中,學術經緯將和讀者朋友們分享其中的主要內容。

  預防惡性發展,保護多個器官組織

  除了增強心肺功能和練到“肌肉”外,新近一些研究發現,通過代謝或免疫調節途徑,運動會對其他一些重要的器官產生組織特異性的影響,增強保護,抵抗腫瘤發生。

  以肝臟為例。非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)由慢性代謝失調造成,會增加肝癌的風險,它的特點是甘油三酯在肝細胞內蓄積,伴隨肝臟炎症。在飲食誘導NAFLD的小鼠模型中,相比對照組,4周運動(在跑輪中奔跑)可以抑製肝臟脂肪變性的發展。相關研究顯示,與此同時,運動可以增加激酶AMPK在肝臟中的活性,從而減少合成代謝過程(如脂質合成)並增加分解代謝過程(如脂質氧化)。伴隨著這些代謝變化,從炎症相關基因的表達來看,肝臟炎症得以減輕。

圖片來源:123RF
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  潰瘍性結腸炎是結直腸癌的一個主要風險因素,而動物實驗發現,運動療法可以緩解這種慢性炎症狀態。研究人員讓藥物誘導慢性結腸炎的大鼠連續7周、每週5天、每天游泳,相比對照組,發現可以抑製結腸縮短、結腸壁受損和脾腫大,而且每天游泳時間更長,效果也更好。

運動可以保護多種器官抵抗組織特異性癌變
運動可以保護多種器官抵抗組織特異性癌變

  骨髓的造血功能也會受到運動調節。骨髓造血功能在癌症中升高,並轉為生成更多的髓系細胞。多種癌症中,血液中髓系細胞升高與不良結局有關。而在幾種小鼠模型中開展的研究顯示,跑輪6周可促進造血幹細胞和祖細胞保持靜息,減少髓系細胞生成。

  調節腫瘤微環境,抑製腫瘤生長

  全身代謝和免疫功能相關的多種細胞和分子(例如特定類型的免疫細胞,血液中的葡萄糖等)會由於運動而改變。類似的變化也發生在癌症患者體內,並且會改變腫瘤微環境(TME)。多項臨床前癌症模型的研究顯示,重塑腫瘤微環境中的代謝和免疫網絡,可能是運動抑製或延緩腫瘤生長的重要機製。

運動改變了腫瘤微環境的免疫組成(藍框),降低了先天免疫細胞群的比例,增加了T細胞和天然殺傷細胞的比例,同時改變了腫瘤微環境的代謝(綠框),減少缺氧等
運動改變了腫瘤微環境的免疫組成(藍框),降低了先天免疫細胞群的比例,增加了T細胞和天然殺傷細胞的比例,同時改變了腫瘤微環境的代謝(綠框),減少缺氧等

  科學家們通過多項實驗發現,在給小鼠移植淋巴瘤、黑色素瘤或乳腺癌等不同類型的腫瘤細胞前後,讓動物通過跑步或遊動等方式增加運動,有助於抑製腫瘤的生長,甚至活得更久。還有實驗顯示,運動可以增強局部放療加抗PD-1療法的治療效果,進一步抑製腫瘤生長,並減少腫瘤中具有免疫抑製功能的細胞聚集。

  這些研究的分析提示,運動或許同時調節了全身和腫瘤內的免疫反應,增強免疫細胞的抗腫瘤活性。

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  另一方面,運動還顯示出對腫瘤代謝的影響,改變腫瘤微環境特有的多種代謝物(例如乳酸鹽)、信號通路和轉錄因子信號,以及能量代謝途徑。在有些癌症模型中,給小鼠植入患者來源的腫瘤移植物後,研究人員分析腫瘤代謝物的組成發現,運動小鼠中的腫瘤有數十種代謝物的相對比例發生了顯著改變。

  關於運動如何改變腫瘤代謝與免疫之間的相互作用,進而改變腫瘤發生,也引起了科學家們的關注。這篇綜述的作者指出,相關研究將會是未來的一個重要方向。

  運動療法:已有多項臨床試驗在開展

  除了在臨床前研究中顯示出運動防癌抑癌,已經有幾項臨床試驗開始研究運動療法對癌症的作用。

  文章作者提到,至少有兩項多中心、3期隨機對照試驗,分別在研究為期2~3年的運動干預是否能幫助原發性結腸癌和轉移性前列腺癌患者改善癌癥結局,包括是否能提高無病生存期或總生存期等。還有幾項規模較小的臨床試驗,則關注運動是否能預防原發性癌症的發生率,或是預防癌症複發。

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  研究作者指出,這些初步研究,伴隨著近年來多組學分析技術、單細胞測序和空間轉錄組學等技術的進步,以及使用人工智能的先進計算方法,將會以前所未有的解像度,為我們理解運動在生理、免疫代謝以及腫瘤發生之間的關係提供令人振奮的洞見。

  在這篇綜述的最後,研究作者總結說,不健康的生活方式因素會在機體、組織、細胞和分子等各個水平引起免疫代謝軸失調,成為加速腫瘤形成的原因之一,而運動或許是重塑免疫和代謝網絡及其相互作用的一種策略。加深認識運動在防癌抗癌方面的重要作用,也有望實現改善健康、促進長壽的目標。

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