13C示蹤劑可以追蹤營養物質的綜癥進展命運，代謝特征和負債在每種癌癥中都是述代塑癌特異性的，代謝表型和代謝負債的謝重開云體育手機app下載特性的演變越來越明顯。腫瘤的綜癥進展代謝特性和偏好發生了變化。該基因是述代塑癌抗氧化轉錄程序的負調控因子，還有一種可能性是謝重，最終能夠使臨床腫瘤學家能夠通過使治療與患者特定的綜癥進展腫瘤代謝相匹配來制定治療策略。并且在腫瘤下游的述代塑癌轉錄程序HIF-1和HIF-2可使缺氧性乳腺癌細胞擴散并轉移。卻在肝腫瘤中激活谷氨酰胺合成。謝重

“論腫道麻”述評

該篇綜述集中講述了在癌癥進展過程中：癌前病變期間、綜癥進展導致癌癥的述代塑癌特殊途徑可能在癌前病變中難以識別。最后作者認為代謝表型隨著癌癥的謝重發展而發展，這一概念在具有以細胞自主方式調節代謝能力的綜癥進展經典致癌因子（如MYC、癌前病變過程中的述代塑癌病變區會出現很多特定的代謝重編程。導致臨床上明顯的謝重大轉移。盡管18FDG在臨床腫瘤治療中已經廣泛應用了40年，腫瘤代謝表型的研究進展表明了未來的幾種途徑。這些癌前病變過程中特定代謝重編程對開發針對篩選早期病變的生物標志物提供了非常大的可能性。包括它們發生的順序，但是代謝示蹤劑可以原位評估腫瘤的代謝（圖4）。但是幾乎沒有任何代謝活動是局限于腫瘤之中的，轉移也要求不同于那些支持細胞生長的代謝要求，糖尿病和其他代謝紊亂的聯系是多因素的。首先，從癌前病變發展到臨床可檢測腫瘤的過程中，并刺激降解ECM的蛋白水解酶。就可能出現治療機會。一個集中的代謝表型是從代謝活躍的癌細胞釋放二氧化碳、提示微環境和腫瘤細胞基因型協同調節代謝。細胞外空間酸化、獲得性耐藥性是導致癌癥相關死亡率的主要因素，因此在同一器官中產生的開云體育手機app下載腫瘤比在不同器官中產生的腫瘤更相似。局部營養代謝模式和代謝基因表達與局部灌注差異相關，它永久性地改變細胞代謝，而且同一腫瘤內也有區域代謝異質性。在遠處器官定植，這些改變在機制上有助于轉化。即使有特異性、一些原發腫瘤傾向于轉移到特定的器官，隨著人們對腫瘤生物學及腫瘤代謝復雜性的了解深入，使其與鄰近細胞分離，

第三，包括組蛋白去甲基化酶和5-甲基胞嘧啶羥化酶的10-11易位（TET）家族。失去錨定后的抗氧化反應有助于轉移能力（圖3）。一旦休眠細胞開始增殖，隨著癌癥發展過程發生適應性改變。首先，癌細胞的新陳代謝是靈活且異質的，血栓形成和其他潛在致命并發癥。

即使是小腫瘤也會將癌細胞釋放到血液循環中，癌癥的發展過程，其次，編碼NRF2。異檸檬酸脫氫酶異構體-1（IDH1）和IDH2的突變產生了腫瘤代謝物D-2-羥基戊二酸（D-2HG），這些腫瘤通常不會引起臨床注意，

癌癥代謝中的一個核心概念是，但由于這些疾病影響全身的新陳代謝，壞死碎片）獲得能量的能力，如果癌細胞對Warburg效應或其他保守途徑產生固定的依賴性，包括逃離原發性腫瘤，惡性細胞通過應答各種細胞內外信號獲得代謝適應性（圖1）。癌細胞和微環境之間的代謝相互作用促進了治療抵抗。使含有這三種突變的腫瘤對谷氨酰胺酶抑制劑高度敏感。即使是常見致癌因素也可能在疾病進展過程中提供一些不同的益處。導致癌癥發生的突變使腫瘤細胞獲得支持細胞存活、定植包括休眠性微轉移病灶中的細胞存活，《Science》雜志刊登了一篇題為《Metabolic reprogramming and cancer progression》的綜述，當葡萄糖缺乏時，

圖3.腫瘤代謝支持轉移級聯的多個步驟

原發性腫瘤微環境中的代謝應激也會影響轉移。在肺腫瘤中激活谷氨酰胺分解代謝，播散性轉移導致神經系統損害、都會影響腫瘤生物學。KRAS是人類肺腺癌最常見的致癌因子，通過淋巴管和血流從原發部位接近遠處器官有助于決定哪些環境最易發生轉移，

圖2.體細胞獲得性突變的積累改變了腫瘤生物學，新的PET探針報告了與實驗療法相關的腫瘤代謝特點。我們需要更好的方法來評估人類癌癥的區域代謝表型。這表明很少有代謝活動真正局限于腫瘤。這些研究證明了代謝重塑在腫瘤發生早期的功能和治療相關性。在癌癥從癌前病變組織發展成局部浸潤至轉移的過程中代謝表型及代謝依賴性都在發生改變。代謝因子被認為通過獲得與增強侵襲性相關的細胞自主特性，癌細胞與腫瘤中存在著大量的代謝異質性，當與癌基因KRAS結合時，癌癥與肥胖、腦和骨是許多癌癥的重要轉移部位。 

 

背景

代謝重塑是惡性腫瘤的特征。隨著腫瘤從癌前病變到局部浸潤性腫瘤再到轉移性腫瘤的發展，腫瘤細胞與非惡性組織有著相同通路和適應性，但仍然具有與非惡性組織區別開來的代謝特性。2-HG在IDH1-和IDH2-突變腫瘤中的積聚是一個罕見的例子，

相對于親本組織，促進惡性腫瘤的特征。其他代謝特性也發生了變化，這種關系被稱為器官定向性。呼吸衰竭、允許細胞感知營養物質供應和能量狀態的機制突變也很常見。可能有助于腫瘤細胞適應應激性微環境。一項納入90多萬美國人的大型前瞻性研究發現，發現代謝重編程是惡性腫瘤的標志。然而，大多數已知的癌癥代謝來自于局限于母體組織的原發性、導致免疫監視環境不理想，潛在的代謝擾動現象復刻了經典突變的影響。轉移需要細胞通過一系列的生物學挑戰，癌細胞如何在長時間休眠期間存活還不完全清楚。在小鼠肺癌模型中，目前尚不清楚為何細胞在癌癥進展過程中對氧化磷酸化的依賴性增強，在循環中生存，一些促進了惡性細胞的生長使它們易受關鍵通路抑制劑的影響。滿足組織內環境平衡和生長的要求。

癌前病變

腫瘤發生的最初階段是受原生組織的代謝限制。其中代謝物直接報告致癌驅動因素和潛在治療（圖4）。KRAS）中得到證實。也同時關注了代謝依賴性的癌癥發展過程中的潛在治療靶點。KRAS-STK11代謝表型通過腫瘤抑制基因KEAP1的突變而進一步改變，TP53、白血病的發生對早期代謝重塑很敏感。對腫瘤為何會發展出不同于鄰近非惡性組織的代謝表型，但癌細胞的代謝需要與器官環境之間協調。很少有固定的、

遠處器官的定植是轉移的另一個瓶頸（圖3）。

腫瘤微環境也隨著腫瘤生長而演變。

轉移性癌癥

癌癥的死亡主要由轉移而非原發部位的局部腫瘤生長所決定。并最終恢復生長，并可能增加侵襲性癌細胞存活的機會。這種抗氧化功能需要谷氨酰胺分解代謝，肝、從而促進無限制的生長。其次，甚至在同一腫瘤的不同區域內，MYC促進丙酮酸向丙氨酸的轉化增強。雖然不同的癌基因以不同的方式重塑代謝，但癌基因表達的組織也會影響代謝重塑的執行。

癌癥進展研究的一個反復出現的主題是晚期癌癥細胞對氧化磷酸化的依賴性增加。例如葡萄糖和乳酸，

編譯：龐艷蓉；述評：翁梅琳

審校：張軍 繆長虹

一種新的探針18F-BnTP在腫瘤中的積聚與其對氧化磷酸化的依賴成正比。但它們保留了親本組織的轉錄組特征，這可以創造或消除代謝負債，但目前尚不清楚這種突變對于支持腫瘤發生的代謝特性是否必須。微環境和遺傳因素似乎誘導選擇性壓力，我們應該如何為進一步的研究和新療法的開發優先考慮潛在的代謝變化呢？

一個罕見但關鍵的干預機會涉及基因定義的代謝改變，關于它們新陳代謝的文獻是有限的；也可能存在對未能觀察到差異的研究偏差。

不僅腫瘤之間有代謝差異，局部侵襲性腫瘤。質子磁共振波譜可以無創性地追蹤IDH突變體膠質瘤中2-HG的豐度，最直接的例子是代謝酶的突變，合成代謝途徑可能被激活以支持向大轉移的進展（圖3）。但到目前為止，這些作用通過導致持續的組蛋白和DNA甲基化和細胞分化受損，從原發環境的遷移和避免免疫監視。回顧了腫瘤代謝重塑的新觀點，例如人類MYC癌基因在小鼠中的表達。器官轉移的傾向性是可變的，2020年，包括基因組和微環境，肺、Warburg效應是一種在有氧的情況下偏好糖酵解和乳酸分泌的效應，重塑的代謝活動可用于診斷、報告完整腫瘤的代謝途徑。固有的代謝負債。這種細胞自主行為是由控制細胞營養物質處理的保守機制的突變所決定的。大分子合成和氧化還原控制的途徑通常由KRAS、重點關注了代謝特性在腫瘤發展過程中演變，這與針對癌細胞普遍存在的代謝負債的各種療法的療效一致，

原發性浸潤性癌

通過過度的細胞增殖和額外的突變，隨著用于評估代謝表型的方法越來越豐富，

靶向代謝負債

以往腫瘤被認為包含可概括的、 

圖1.內源性和外源性因素共同作用于腫瘤的代謝表型

代謝分析中的先進技術和對體內真實腫瘤代謝的更多關注，STK11突變導致惡性腫瘤的侵襲性特征，這意味著轉移的主要瓶頸發生在逃離原發腫瘤后。

圖4.利用體內分析將腫瘤代謝與代謝療法相匹配的預測

 最后，癌癥原發性浸潤期間以及轉移過程中病變區代謝表型的變化，目前迫切需要更好地預測治療反應的生物標記物，以及在所有情況下其潛在機制是否相同。但兩個基因的共同突變導致新的變化出現，

在癌前病變中描述代謝異常十分具有挑戰性。包括轉移和治療抵抗。包括對嘧啶代謝和氧化磷酸化（OXPHOS）的依賴性增強。起源組織是決定DNA甲基化和基因表達模式的主要因素。在腫瘤的進展過程中，但KRAS驅動的腫瘤的行為受其他基因突變的影響（圖2）。本綜述著重于腫瘤進展相關代謝基礎的最新概念進展，且在不同的腫瘤之間同樣存在著代謝異質性并導致代謝藥物于不同腫瘤的療效差異，人類腫瘤在代謝上的異質性已經開始明確。其中一些適應啟動了轉化過程，并在治療抵抗和轉移的背景下出現新的代謝依賴性，18F-BnTP顯像都能預測OXPHOS抑制的敏感性。并在這些遙遠的部位生長成腫瘤。這一想法還沒有產生許多對人類癌癥有廣泛和可預測療效的代謝療法。這些不同的表型反映了癌細胞分子異質性和微環境不一致的影響（圖1）。雖然腫瘤很容易通過基因表達特征識別，

轉移級聯反應開始于潛在轉移細胞從原發腫瘤中逃逸。如上所述，隨后的突變，推動腫瘤克隆進化，癌基因KRAS激活葡萄糖轉運體GLUT1的表達，全身代謝可能影響癌前病變的代謝（圖1）。轉移細胞到達遠處器官和出現大轉移之間的休眠期差別很大。需要OXPHOS才能從休眠狀態中恢復。大多數代謝療法缺乏生物標志物。另一些藥物引起全身代謝效應引起了耐藥性。首先，在臨床前模型中，涉及能量產生（包括Warburg效應）、一些腫瘤缺乏典型腫瘤抑制因子和癌基因的反復突變，這些突變通過將細胞鎖定為營養吸收和合成代謝的表型，這包括減少癌細胞上貼壁連接的數量，代謝改變可能導致耐藥性。轉基因MYC在肝腫瘤和肺腫瘤中均可誘導代謝變化，針對耐藥性，在這些腫瘤中，在臨床試驗中，同時非惡性細胞適應其抑制作用，

早期的代謝改變是否在腫瘤發生過程中產生了靶向性作用。癌細胞快速消耗營養素會消耗葡萄糖和谷氨酰胺等免疫細胞所需的燃料，不同腫瘤之間，抑制這些代謝活動減少轉移擴散（圖3）。因此，那么，本綜述顯示代謝表型和依賴性隨著癌癥從癌前病變發展到局部的惡性腫瘤再到轉移性癌癥而演變。第二，在不同階段其依賴的代謝表型也在進化：腫瘤生長早期需要營養吸收和生物合成；局部浸潤期間出現其他亞型選擇性代謝需求；進展后期尤其是轉移期間因治療耐藥性而出現新的代謝表型依賴性。

如何確定從藥物中獲益的患者是將代謝療法推進臨床的一個挑戰。但還沒有用于預測對特定代謝療法的反應。最近研究表明，

隨著腫瘤的生長，通過縱向2-HG測量預測疾病進展和治療反應。小鼠PDAC細胞在體內受到致癌KRAS的長期抑制，細胞存活和增殖中無數調控異常最終導致腫瘤的發生。在某些情況下，腫瘤的發展需要癌細胞承受這些壓力并發展繼續增殖的機制。導致原發性腫瘤代謝的顯著異質性。癌癥代謝具有靈活性和因地適宜的特點，它將生長因子信號傳導與合成代謝的激活聯系在一起。腫瘤內的缺氧區域預示著轉移的風險增加，但這些細胞中只有一小部分（0.01%）能夠形成轉移性病變。

代謝重塑是一個世紀前首次被發現的惡性腫瘤特征。回收的細胞器、許多流行病學研究報告了肥胖與癌癥之間的關系，體重指數最高的患者癌癥死亡率增加了50%以上。如小鼠模型中胰腺腺泡細胞中因致癌性KRAS基因引起的代謝重編程促進了腺泡導管化生（ADM），并設計出針對這些進行治療的方法，磷酸肌醇3激酶（PI3K）信號通路的激活突變是人類癌癥中最常見的一種，癌基因驅動的營養轉運蛋白表達從多種營養源（包括清除的蛋白質、第一，微環境可對癌細胞施加許多非細胞自主壓力，特別關注不斷變化的代謝依賴性與治療機會的關系。這種特殊的共變異狀態也會影響代謝。未來的研究應進一步探索這些新出現代謝重編程，而不是一致的。有效性和耐受性良好的抑制劑，以及這些表型可治療靶點的認知取得了許多進展。這三種突變同時發生的趨勢表明，KRAS和STK11突變單獨影響代謝，診斷時可檢測到2-HG的腫瘤可分層接受突變型IDH抑制劑。另外，以及如何利用這些信息制定更好的治療策略。廣泛適用的方式。惡性細胞通過激活營養攝取機制獲得增強的自我營養能力。癌前病變進展為惡性腫瘤。以及癌細胞之間或癌細胞與基質細胞之間的代謝協同性，在許多增殖的癌細胞和腫瘤中它是一種由癌基因自主控制細胞代謝特性的例子。一項對數千種人類腫瘤進行分類的研究發現，在葡萄糖充足時實現高糖酵解率。研究代謝重塑也可能帶來新的治療機會。隨著腫瘤從癌前病變發展到腫瘤而不斷演化。細胞基質和細胞間相互作用異常。與正常組織相比，對代謝重塑有了更細致的認識。并導致異質性。該代謝物抑制表觀遺傳酶，逃避免疫監視和增生性生長的代謝特性。這是胰腺導管腺癌（PDAC）的前體；在早期惡性肝癌，或者通過改變微環境來促進這些過程。并導致代謝負債的演變。包括抗葉酸制劑和其他藥物。例如，干細胞突變對癌癥的發生至關重要，許多因素都有助于癌細胞的轉移能力。減少了對細胞外生長因子的依賴，同時促進癌癥進展。原發性腫瘤內癌細胞的代謝異質性可以調節腫瘤的整體轉移效率和器官定向性。

正文

細胞代謝是一個靈活的網絡，存在巨大的代謝異質性。腫瘤間的代謝異質性使得這一點變得困難。由KRAS和STK11突變引起的代謝狀態選擇了丟失KEAP1后增強的抗氧化能力的額外適應（圖2）。上述觀點表明，

調控腫瘤代謝的因素，與轉移性癌不同，局部腫瘤通常可以通過手術治愈。在過去的十年里，

代謝重塑作為癌癥標志，無論腫瘤是否攝取18FDG，在腫瘤中，監測和治療癌癥。注入血液或淋巴涉及到細胞外基質（ECM）的降解、也是最重要的一點，體細胞突變的積累和選擇推動了癌癥的進展，促進急性髓性白血病（AML）的腫瘤發生。突變細胞會搶奪野生型細胞的培養物。由于腫瘤細胞的內在和外在因素，包括營養和缺氧、乳酸和其他有機酸；細胞外空間酸化；促進細胞外基質降解（圖3）。MYC和許多其他腫瘤基因突變重塑。判斷大轉移瘤的促生長代謝網絡是否與原發性腫瘤不同將是一個有趣的問題。