生物学家揭示某些氨基酸的增强是癌症的早期征兆

根据对参加长期健康研究的1,500人的血液样本的分析，生物学家发现，氨基酸含量高（称为支链氨基酸）激增的人在一到10年内更有可能被诊断出患有胰腺癌。

根据麻省理工学院，达纳-法伯癌症研究所和布罗德研究所的一项新研究，胰腺癌患者在显示任何其他疾病迹象的几年之前，其血液中的某些氨基酸水平非常高。

这一发现表明，肌肉组织在疾病的最早阶段就被分解了，这可能为开发胰腺癌的早期诊断方法提供新的见解。胰腺癌每年可杀死约40,000名美国人，而且通常要等到为时已晚时才被抓住。

这项研究今天发表在《自然医学》杂志上，该研究基于对参与长期健康研究的1500人的血液样本的分析。研究人员比较了最终被诊断出患有胰腺癌的人的样本和未诊断出的人的样本。这些发现是惊人的：氨基酸（称为支链氨基酸）激增的人在一到10年内被诊断出患有胰腺癌的可能性更高。

胰腺癌即使在最早期阶段，也会导致人体蛋白质分解和新陈代谢失调。这对肿瘤意味着什么，对患者的健康意味着什么，这些都是尚待解决的长期问题，麻省理工学院科赫综合癌症研究所成员，生物学副教授马修·范德·海登（Matthew Vander Heiden）说道。研究，该论文的资深作者之一。

该论文的另一位资深作者是达娜·法伯（Dana-Farber）医学肿瘤学助理教授布莱恩·沃尔平（Brian Wolpin）。临床流行病学家Wolpin从几项大型公共卫生研究中收集了患者样本。所有患者在开始参加研究时均已抽血，随后填写了年度健康调查表。

该团队与Broad Institute的研究人员合作，分析了血液样本中100多种不同的代谢产物，这些代谢产物是蛋白质和糖等分子，它们是代谢过程的副产物。

“我们发现，这个真正有趣的特征在预测胰腺癌诊断时就消失了，这是这三种支链氨基酸：亮氨酸，异亮氨酸和缬氨酸的升高，” Vander Heiden说。这些是通常在人体中发现的20种氨基酸（蛋白质的组成部分）中的一种。

该研究中的一些患者在采集血液样本后仅一年就被诊断出患有胰腺癌，而其他患者则在两年，五年甚至十年后被诊断出患有胰腺癌。

Wolpin说：“我们发现，继续发展为胰腺癌的人与那些未罹患该疾病的人相比，存在更高水平的支链氨基酸。”“这些发现使我们假设支链氨基酸的增加是由于早期胰腺肿瘤的存在。”

早期蛋白质分解

范德·海登（Vander Heiden）的实验室通过研究经过基因编程以发展为胰腺癌的小鼠，验证了这一假设。“使用这些小鼠模型，我们发现我们可以在癌症的最早阶段完美地概括这些确切的代谢变化，”范德·海登说。“发生的事情是，当人类或小鼠在最早期发展为胰腺癌时，它会导致人体进入这种改变的代谢状态，从而开始分解远处组织中的蛋白质。”

没有参与这项工作的冷泉港实验室癌症中心教授戴维·图维森说：“这是对胰腺癌生物学至关重要的发现。”“这确实为实验室尝试确定这种代谢分解的机理打开了一个可能的窗口。”

研究人员现在正在调查为什么这种蛋白质分解（在其他类型的癌症中未见）是在胰腺癌的早期阶段发生的。他们怀疑胰腺肿瘤可能正试图满足自己对建立癌细胞所需的氨基酸的食欲。研究人员还在探索这种早期蛋白质分解与被称为恶病质的消瘦疾病之间的可能联系，这种疾病通常发生在胰腺癌的晚期。

还需要回答的问题是该签名是否可以用于早期检测。范德·海登说，研究结果需要更多的数据进行验证，而且仅凭此特征就难以开发出可靠的诊断方法。但是，他认为，进一步研究这种代谢功能障碍可能会发现其他标志物，例如激素失调，这些标志物可以组合起来以产生更准确的测试结果。

范德·海登说，这些发现还可能使科学家们寻求新的治疗方法，这些方法可以通过靶向肿瘤的新陈代谢并切断肿瘤的营养供应来发挥作用。

麻省理工学院对这项研究的贡献是由Lustgarten基金会，美国国立卫生研究院，Burroughs Wellcome基金会和Damon Runyon癌症研究基金会资助的。

出版物：Jared R Mayers等人，“循环支链氨基酸的升高是人类胰腺腺癌发展的早期事件，”《自然医学》（Nature Medicine），2014年； doi：10.1038 / nm.3686

图像：克里斯汀·丹尼尔洛夫（Christine Daniloff）