综述：利用癌症代谢机制开发有效的治疗方法

《Seminars in Cancer Biology》：Leveraging Cancer Metabolism to Translate into Effective Therapeutics

肿瘤异常代谢影响癌症治疗结果，综述总结代谢对癌症进展的影响、新兴治疗策略及临床应用，提出代谢调控在预防、筛查、诊断和治疗中的潜力，并探讨未来研究方向。

　　

Jie Xu|Linlin Guo|Yi Wang|Xiaoping Li|Ping Yi|Chunming Cheng

重庆医科大学第一附属医院妇产科，中国重庆401120

摘要

异常代谢是恶性肿瘤的典型特征，对癌症治疗的结果有着广泛的影响。近几十年来，关于肿瘤代谢的研究呈指数级增长。迫切需要提供一个蓝图或框架，以加速将癌症代谢研究转化为有效的治疗方法。在这篇综述中，我们总结了代谢对癌症进展的影响以及新兴的代谢疗法，并系统地概述了其在癌症预防、早期筛查、诊断、治疗方面的潜在临床应用以及新的挑战。此外，我们旨在为研究人员和临床医生提供一个更清晰的视角，以便将癌症代谢研究带来的临床应用迅速转化为实际应用。这将对癌症管理产生革命性影响，并显著提高患者的生存率。

引言

癌症仍然是全球最致命的疾病之一[1]。因此，迫切需要有效的癌症治疗方法。异常代谢，包括糖酵解[2, 3]、脂质合成[2, 4]和氨基酸代谢[5, 6]，是肿瘤中的显著异常现象。这种代谢失调对癌症的预后和治疗结果至关重要[7, 8]，因此受到了广泛关注。

肿瘤细胞不仅与宿主细胞竞争营养物质，还会重新编程自身的代谢以加速生长。例如，代谢酶的突变与癌症的发生有关[9, 10]。此外，肿瘤细胞可以改变微环境以支持不受控制的生长[11]。肿瘤细胞还可以合成诸如丝氨酸和甘氨酸等营养物质[12, 13]，这些物质对生存和增殖至关重要[9, 14]。抑制丝氨酸羟甲基转移酶2（SHMT2）已被证明可以抑制人类肝细胞癌和非小细胞肺癌的生长[15, 16]。此外，高水平的葡萄糖和谷氨酰胺摄取会进一步促进肿瘤生长[17, 18, 19]。这些发现表明，针对关键代谢酶可能提供可行的癌症治疗策略。此外，由于营养物质和代谢物在肿瘤中的活性较高，它们可能作为肿瘤追踪剂使用。

肿瘤代谢还影响癌症管理。肿瘤可以改变营养环境并重新编程代谢途径以逃避免疫监视[8]。癌细胞消耗大量葡萄糖作为能量来源[20, 21]。由于有氧糖酵解的增加，乳酸的产生和释放过多会推动肿瘤进展和治疗抵抗，尤其是影响X射线和放射疗法[22]。针对乳酸代谢可能有效提高放射敏感性并改善放射治疗的疗效[20, 21, 22]。包括2-脱氧葡萄糖（2-DG）在内的糖酵解抑制剂在人类癌症中也显示出有限的效果[23]。到目前为止，针对DNA代谢的抗叶酸药物甲氨蝶呤和吉西他滨已被用于人类癌症的多药化疗。美国食品药品监督管理局（FDA）已批准突变异柠檬酸脱氢酶（IDH）1和2的抑制剂用于急性髓系白血病（AML），因为它们能够靶向突变酶，从而逆转2-羟基戊二酸的产生[23, 24, 25]。因此，全面了解癌症代谢有助于识别新的代谢生物标志物和治疗策略。这篇综述系统总结了肿瘤代谢的最新进展，概述了其在癌症预防、早期筛查、诊断和治疗方面的潜在转化和临床应用，并讨论了未来的研究方向。

部分内容摘要

代谢对癌症的影响

癌症患者的病理生理状态和肿瘤携带器官内的营养物质可用性促进了癌症的进展和治疗结果（图1）。全身代谢和肿瘤宿主器官提供的营养物质无意中促进了肿瘤的生长。因此，饮食指导对于癌症预防和治疗至关重要（图1A）。

代谢既影响肿瘤的发生也影响其进展[26]（图1B）。在肿瘤微环境（TME）中，癌细胞...

肿瘤代谢的潜在临床应用

人们越来越认识到代谢通过复杂的机制调节肿瘤进展并影响癌症治疗[8]。肿瘤代谢的潜在临床应用是一个特别重要且有前景的方面。本节总结了肿瘤代谢的临床应用，范围从癌症预防和早期筛查到治疗和治疗后监测。

展望与挑战

代谢在几乎所有生物过程中都起着关键作用，包括癌症进展。肿瘤代谢影响肿瘤生长，并对患者的预后和治疗结果产生影响[387, 388]。癌症代谢研究中的关键问题在于，如何理解和操控肿瘤代谢以增强癌症治疗效果并改善患者预后。正如本综述所讨论的，肿瘤代谢的临床应用涵盖了多个领域，包括已经验证的和实验性的应用（

作者贡献

构思和设计：C.C.；初稿撰写：J.X., L.G., Y.W. 和 X.L.；图表生成和编辑：J.X., C.C.；修订和编辑：C.C., P.Y.；所有作者都阅读并批准了最终稿件。

资助

本研究得到了重庆市教育委员会（cqmudstd202215）和重庆市人才计划（cstc2024ycjh-bgzxm0077）对Ping Yi博士的支持。同时，也得到了Stephenson癌症中心（SCC）的PC Pilot Grant（编号2024-44）和美国国立卫生研究院（NIH）ARTNET Grant（NCI 5U54CA274329）对Chunming Cheng博士的支持。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

致谢

我们感谢Joan Carlos Escolà-Gil博士、Vicenta Llorente-Cortes博士和Noemi Rotllan博士邀请我们为这个特刊撰写关于癌症中脂质代谢改变的文章。