癌症治疗中的饮食问题

该研究由路德维希普林斯顿的阿萨埃尔·罗伊赫曼和分支主任约书亚·拉宾诺维茨领导，可能有助于解释为什么被称为PI3激酶（PI3K）抑制剂的药物——这些药物干扰一种异常激活的生化信号通路，从而促进癌细胞增殖——在固态肿瘤患者中未能导致持续、持久的癌症控制。

拉宾诺维茨说：“许多癌症药物对所有患者的效果并不相同，而一个新兴的可能性是饮食在这种变异性中扮演了角色。我们在这项研究中发现，饮食确实可以在临床前模型中改变癌症治疗的结果，并且以一种意想不到的方式进行，这与其直接的营养效果无关。事实证明，植物性食物中的某些小分子在小鼠体内被共生肠道细菌转化为激活肝脏更快速清除PI3K抑制剂的化合物，从而降低了药物的疗效。”

罗伊赫曼补充道：“虽然我们在这项研究中关注了PI3K抑制剂，但参与清除这些药物的肝脏酶也会分解许多其他药物。这表明我们的发现可能与多种用于治疗癌症和其他疾病的药物类别相关。”

这项研究在《细胞》杂志的当前期刊中报道，开始于一个从完全不同的角度考察饮食与癌症治疗之间相互作用的实验中获得的令人惊讶的结果。

拉宾诺维茨实验室及其他研究人员已经表明，生酮饮食可以显著增强癌症药物在临床前小鼠模型中的反应。这种饮食富含脂肪，碳水化合物（如淀粉和糖）含量极低，且其增强治疗反应的原因被认为与其降低胰岛素和血糖水平的倾向有关。因此，研究人员在实验中哺喂某些高碳水化合物饮食的小鼠（这本应提高血糖水平并激增胰岛素生产）却对此类PI3K抑制剂反应良好，令他们感到惊讶。

深入研究这一意外结果，研究人员发现生酮饮食对PI3K抑制剂反应的增强与碳水化合物、脂肪、血糖或胰岛素几乎无关。相反，实验显示，关键因素是饮食的分子复杂性——是否由“全食物”组成与高度加工的食物相比。

在临床前研究中小鼠所食用的生酮食物是一种高度加工的配方，其中缺乏来自植物的化学物质（植物化学物质）的复杂混合物，特别是来自豆类和大豆的成分。结果发现，肠道微生物将植物化学物质，即大豆中提取的水苏糖，降解为能够诱导排毒肝酶——细胞色素P450的分子。

实验显示，在饲喂标准饮食的小鼠中，这些肝脏酶的升高产生导致PI3K抑制剂的快速清除，从而降低了该治疗方案的抗癌效果。与这些发现一致，研究人员证明，高碳水化合物但低植物化学物质的饮食——以及抑制肠道微生物组的抗生素——增强了小鼠对PI3K抑制剂的活性。

罗伊赫曼表示：“这些发现表明，一些植物性饮食通过与肠道微生物的相互作用，可能通过加速身体对药物的清除来降低癌症药物的暴露。尽管施加这种影响的特定分子在人体中可能不同，但我们的工作突显了饮食和微生物组作为影响癌症药物在体内表现的关键因素。”

此外，这些发现打开了开发癌症治疗新策略的机会，其中包括考虑患者的饮食、微生物组组成和最近使用的抗生素，这些因素改变了共生细菌的生态系统。依赖于进一步的研究，这些策略可以包括对患者微生物组的分析，以及开处方饮食变化和药物干预，以调节癌症治疗的代谢。

除了担任路德维希癌症研究所普林斯顿分支的主任外，拉宾诺维茨还是化学系与路易斯-西格勒综合基因组研究所的教授，以及罗格斯癌症研究所的成员。

这项研究得到了路德维希癌症研究所、抗击癌症联盟、美国国立卫生研究院和新泽西癌症研究委员会的支持。