癌细胞为了⽀持其快速⽣⻓、恶性增殖、环境适应性 和其他典型特征的能量需求⽽改变⾃⾝代谢特征的能⼒称 为代谢重编程（Metabolomics Reprogramming）。代谢重编程使癌细胞获得多种适应能⼒，具备了某些明显区 别于健康细胞的代谢特征。癌症代谢改变与癌症发⽣发展 之间的关系涉及复杂的⽣物学过程和多种分⼦机制，⽽对 代谢物及细胞感受代谢物异常在其中的作⽤的阐明能够为 癌症的预防、筛查和个体化治疗提供关键性证据。


关键词：癌症代谢重组；代谢组学；临床医学
｜癌症代谢 Cancer Metabolism

1、代谢异常与癌症发⽣
对癌症研究的⼀个普遍共识，是细胞中遗传基因与环 境互作后多个致癌/抑癌基因突变的累积效应诱导健康细胞 获得转化为癌细胞、继⽽获得⽆限增殖、易转移等能⼒。 已知⼀些⼩分⼦致癌物、紫外线或电离辐射与DNA直接作 ⽤引起DNA发⽣致癌突变能够诱导癌症发⽣，研究者认为炎症和代谢物的改变通过创造⼀个选择致癌基因突变和表 观遗传改变的微环境，间接促进肿瘤发⽣。例如，研究发现葡萄糖缺乏可促使原癌基因KRAS及其信号通路上相关基因突变，⾸次证明细胞代谢异常可以诱导原癌基因突变，为代谢异常可能先于癌症发⽣提供了⼀些理论⽀持。 此外，代谢的改变也会影响细胞核中染⾊质的修饰，进⽽ 影响驱动肿瘤发⽣的染⾊质动态变化和表观遗传变化。甚 ⾄在⼀些肿瘤细胞中没有发现经典的致癌基因和抑癌基因 突变，但细胞仍然有显著区别于正常细胞的异常代谢特征。Kras基因——是重要的原癌基因,它编码的K-Ras蛋⽩像开关⼀样控制细胞外部与细胞⽣⻓、增殖和分化相关的 信号向细胞核内的传递。

既往的研究认为Kras基因突变在癌症发⽣的初期已经出现，它促使正常细胞转化为肿 瘤 细 胞 ， 并且与癌细胞在正常组织中的侵袭和转移有关，Kras基因突变⼴泛存在于多种癌症中。 表观遗传改变——是指在不改变DNA序列的前提下，通过某些机制引起可遗传的基因表达或细胞表现型的变化。癌细胞通过代谢重编程获得多项环境适应⼒以满⾜其 异常分化、恶性增殖、免疫逃逸的能⼒。例如有氧糖酵解 代谢产物乳酸现在被认为能够直接增加某些蛋⽩的稳定性，从⽽促进细胞增殖和⾎管新⽣；肿瘤细胞通过感受环 境代谢物变化增加与肿瘤侵袭转移相关蛋⽩的合成；还能 通过调整⾃⾝的能量感受通路，增强对代谢压⼒的适应， 提⾼在低营养状态下的存活率，这也是肿瘤产⽣抗药性的重要因素之⼀；此外，肿瘤细胞还通过与免疫细胞竞争营 养来抑制抗肿瘤免疫。随着研究持续深⼊，诸多代谢通路 包括糖代谢、脂肪酸代谢、胆固醇代谢、丝氨酸代谢、⼀ 碳单位代谢、胆碱代谢等，也被发现在癌细胞中均发⽣了 （相对于健康细胞的）异常变化。对这些癌症异常代谢特 征的深⼊研究有助于我们获得⽤于癌症精确诊断和精准治 疗的关键证据。