《科学》：糖浆会促进肿瘤生长

3月22日，顶尖学术期刊《科学》上刊登了一项与生活息息相关的研究：科学家们发现在小鼠模型中，富含果糖的玉米糖浆（high-fructose corn syrup）会促进肿瘤的生长！而玉米糖浆正是可乐等含糖饮料中的主要成分之一……

▲高果糖玉米糖浆加强小鼠肠道肿瘤的生长（图片来源：《科学》）

这项研究源自对历史数据的观察。科学家们发现，自从上世纪80年代起，可乐等含糖饮料开始风靡。而几乎是在同一阶段，年轻人中的结直肠癌发病率也在不断上升。一些研究也发现，那些摄入更多含糖食品的人，患上结肠癌的风险也更高。但这些发现还太为初步，最多只能将两者联系起来，无法带来因果关系的判断。

而本研究的目的，则是为了更好地了解饮食与癌症之间的关联。在美国，大部分含糖饮料的甜味来源是富含果糖的玉米糖浆，内含葡萄糖和果糖。而糖分对健康的负面影响，也早已得到了阐明。导致结肠癌的罪魁祸首，会是这些糖浆吗？

为了回答这个问题，研究人员们使用了早期结肠癌的小鼠模型。这些小鼠体内的APC基因被敲除，容易出现结肠癌。“超过90%的结直肠癌患者都有此类APC突变，”本研究的主要负责人之一Jihye Yun教授说道：“去除APC蛋白，就好像是挪走了汽车的刹车，让正常的肠道细胞开始无休止的生长，形成早期肿瘤。”

随后，研究人员每天给这些小鼠喂食400微升的玉米糖浆，大约只有8滴水的体积。从含量上看，大约相当于人类每天喝一罐可乐。对糖浆量的严格控制，是为了避免小鼠产生肥胖症状，干扰分析。后续的结果表明，研究人员的控制很成功。8周到9周后，与对照组相比，摄入糖浆的小鼠，体重没有显著差异。

但在它们体内，却发生着惊人的变化。解剖结果发现，与对照组相比，这些小鼠肠道的肿瘤数目虽然没有明显变化，但肿瘤体积却明显增大，恶性程度也更高。Yun教授说，这些结果表明即便摄入了少量的糖浆，也能促进肿瘤生长。

▲与对照组（黑色）相比，摄入糖浆的小鼠（红色），病情变得更为严重了（图片来源：《科学》）

“我们并没有说玉米糖浆导致了新肿瘤的发生，因为即便是没有添加糖分的正常饮食，这些小鼠也会出现肿瘤，”本研究的第一作者Marcus Goncalves教授提醒道：“但一旦你提供额外的糖分，肿瘤就会长得更大。”

随后，科学家们揭示了背后的分子机理。我们前面提到，玉米糖浆里含有葡萄糖和果糖。利用同位素标记的方法，他们发现结肠癌肿瘤细胞里的一种酶会先对果糖进行代谢，产生一种叫做“果糖-1-磷酸”的代谢产物，而这种代谢产物会促进肿瘤把葡萄糖作为能量源。此外，这种代谢产物也会促进脂肪酸的合成，从另一个维度协助肿瘤生长。

▲糖浆的摄入会促进肿瘤对葡萄糖的利用（图片来源：《科学》）

研究人员们指出，这种作用机制可能不仅仅限于玉米糖浆。在玉米糖浆中，葡萄糖和果糖的比例接近1：1。而平时更为常见的蔗糖，也正是由1：1的葡萄糖和果糖组成。因此他们猜测，蔗糖或许也能产生类似的促癌效果。

这项研究在揭示糖类的潜在危害之外，还带来了潜在的抗癌策略。“我们的研究表明通过调控葡萄糖代谢，两条遗传通路有望逆转玉米糖浆的效果。”本研究的另一位主要负责人Lewis Cantley教授评论道。作为癌症医学转化的专家，Cantley教授也是药明康德合作伙伴Agios Pharmaceuticals的创始人之一。目前，这家新兴生物技术公司已有两款创新抗癌药物得到了美国FDA的批准。

在本项研究里，Cantley教授与其团队提出的两项“控癌”策略也已经得到了动物实验的验证。在带有APC突变的小鼠模型中，科学家们又额外引入了两种基因突变，一种能抑制果糖代谢，另一种能影响脂肪酸合成。实验结果表明，任意一种突变，都能够逆转糖浆的“促癌”效果——即便摄入了糖浆，这些小鼠的肿瘤也没有进一步扩大。

“玉米糖浆是大部分含糖饮料中的主要成分。这项研究发现结直肠癌能利用糖浆作为能量源，加速肿瘤生长，这令人惊讶，” Cantley教授总结道：“许多研究都将结直肠癌与饮食联系了起来，这项研究则揭露了一种直接的分子机制，将糖类摄取和结直肠癌联系起来。”

这些在突变小鼠中取得的结果，能否在人类身上得到重复，依旧是一个需要回答的问题。但基于这些小鼠发现，研究人员们建议，罹患结肠癌的患者，或结肠癌高风险人群，最好还是戒掉含糖饮料。

参考资料：

[1] Marcus D. Goncalves et al., (2019), High-fructose corn syrup enhances intestinal tumor growth in mice, Science, DOI: 10.1126/science.aat8515

[2] High-Fructose Corn Syrup Promotes Colon Tumor Growth in Mice, Retrieved March 21, 2019, from https://news.weill.cornell.edu/news/2019/03/high-fructose-corn-syrup-promotes-colon-tumor-growth-in-mice

[3] High-fructose corn syrup boosts intestinal tumor growth in mice, Retrieved March 21, 2019, from https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-03/bcom-hcs031819.php