Science子刊：精氨酸是一种廉价的口服药物，可以加强癌症的放射治疗

在一项概念验证的随机临床试验中，精氨酸（蛋白质的氨基酸组成成分之一）治疗可提高脑转移癌患者的放射治疗效果。

　　

11月5日发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上的这项研究报告了31名脑转移患者在接受标准放疗前给予精氨酸的结果。精氨酸可以口服。在长达4年的随访期间，近78%的患者的脑肿瘤完全或部分缓解，而在32名接受放疗前安慰剂治疗的患者中，只有22%的患者有这样的缓解。

这项试验的目的是评估精氨酸作为一种“放射敏化剂”的有效性，它可以增强放射治疗的效果。然而，这些结果和精氨酸的明显作用机制表明，氨基酸可能在更广泛的抗癌治疗中发挥作用。

“基于这些发现，我们应该继续研究精氨酸与放疗联合使用，也应该研究精氨酸与化疗或免疫疗法联合使用，甚至是精氨酸本身。”资深作者Leandro Cerchietti博士说。Leandro Cerchietti博士是血液学和肿瘤医学学部的医学副教授，他参与了阿根廷Angel H. Roffo癌症研究所的试验设计和实施，当时他是该研究所的主治肿瘤学家。该试验由罗福癌症研究所的阿尔弗雷多·Navigante博士共同领导。

精氨酸，又称l -精氨酸，价格便宜，而且很容易获得，通常被认为是安全的，可以相对容易地从血液进入大脑。用它来治疗癌症的想法来自于观察到肿瘤通常通过产生高水平的相关分子一氧化氮(NO)来帮助自身生存。后者调节体内的多个过程，包括血液在血管中的流动，肿瘤细胞通常通过上调一种叫做NO合酶的特殊酶的产生来制造更多的NO，这种酶从精氨酸中合成NO。

减少NO的产生是利用肿瘤对这种分子依赖性的一种可能方法，但效果并不好，部分原因是副作用。研究人员假设，通过添加NO的前体精氨酸来增加NO的生成可能是有益的，因为虽然肿瘤可以使用NO来帮助它们的生长和生存，但它们必须将NO的生成保持在一定的限度以下。

“一氧化氮是一种活性分子,或通过其它活性分子来源于它,可能压力和损伤细胞,所以细胞只能承受这么多,”研究报告的主要作者说博士Rossella Marullo,教官在医学分部的血液学和医学肿瘤学威尔康奈尔医学院。

她补充说，在放射治疗之前，用更多的NO使高NO肿瘤超负荷，可能会削弱肿瘤修复辐射诱导的DNA损伤的能力。她在小鼠身上进行的临床前实验证实了这一效果。

在这项临床试验中，患者在对脑转移瘤进行放射治疗前一小时接受高剂量精氨酸或口服安慰剂治疗。脑转移瘤是指大脑中的肿瘤，代表肺部等原发肿瘤的扩散。

在接受放射治疗6个月后，精氨酸组有82%的神经症状有所改善，或至少没有恶化，而安慰剂组只有20%。大多数接受精氨酸治疗的患者在研究期间死亡是因为他们的癌症扩散到了身体的其他部位。

此外，尽管转移性癌症的预后通常很糟糕，但有些接受精氨酸治疗的患者大脑内外的肿瘤消失了，这表明治愈的可能性。

Cerchietti博士说，这项研究和先前研究的证据也表明，精氨酸不仅能直接抑制肿瘤细胞，还能增强抗肿瘤免疫细胞的活性。

这些令人鼓舞的结果促使研究小组开始并计划进一步研究精氨酸本身或与其他抗癌疗法联合使用。

“原则上，任何过度表达no产生酶的肿瘤都容易受到精氨酸治疗的影响——这类肿瘤很常见，”切尔切蒂博士说，她也是威尔康奈尔医学院(Weill Cornell Medicine)桑德拉和爱德华迈耶癌症中心(Sandra and Edward Meyer Cancer Center)的成员。他警告说，还需要进一步的研究，患者应该咨询他们的医生，在临床试验之外使用任何补品。本研究中使用的精氨酸剂量的配方只有在医疗机构才能获得。

Journal Reference:

1. Rossella Marullo, Monica Castro, Shira Yomtoubian, M. Nieves Calvo-Vidal, Maria Victoria Revuelta, Jan Krumsiek, Andrew Cho, Pablo Cresta Morgado, ShaoNing Yang, Vanina Medina, Berta M. Roth, Marcelo Bonomi, Kayvan R. Keshari, Vivek Mittal, Alfredo Navigante, Leandro Cerchietti. The metabolic adaptation evoked by arginine enhances the effect of radiation in brain metastases. Science Advances, 2021; 7 (45) DOI: 10.1126/sciadv.abg19645852.htm (accessed November 8, 2021).