甘露糖(或甘露糖醇相关代谢物)作为一种天然单糖,近年研究发现其在肿瘤治疗中具有多种潜在益处,但具体效果和机制因癌症类型及治疗方式而异。以下是基于现有研究的综合分析:
一、直接抗肿瘤作用机制
1.抑制肿瘤细胞代谢与增殖
-甘露糖可干扰葡萄糖代谢,竞争性抑制肿瘤细胞的糖酵解过程(Warburg效应)。在非小细胞肺癌(NSCLC)中,11-25mM浓度的甘露糖能显著抑制癌细胞生长并诱导凋亡。在膀胱癌中,甘露糖通过靶向丙酮酸激酶PKM2,抑制其乳酸化修饰,阻断糖酵解关键步骤,导致ATP生成减少和细胞周期停滞(G1/S期)。
-高浓度甘露糖还可诱导癌细胞焦亡(一种炎性程序性死亡),例如在膀胱癌中激活NLRP1/Caspase-1/GSDMD通路,释放促炎因子(如IL-1β),增强抗肿瘤免疫反应。
2.调节信号通路
-在NSCLC中,甘露糖通过阻断OGT/hnRNPR/JUN/IL-8轴,抑制炎症微环境形成,减少促炎因子(IL-6、IL-8、TNF-α等)释放。
-在膀胱癌中,甘露糖促进PKM2核转位,激活NF-κB通路,进一步放大焦亡效应。
二、免疫调节与肠道菌群重塑
1.改善肿瘤微环境(TME)
-甘露糖可促进肿瘤相关巨噬细胞向抗肿瘤的M1型极化,抑制促肿瘤的M2型,同时减少髓系细胞浸润,改善免疫抑制性TME。
在卵巢癌模型中,甘露糖通过富集肠道粪杆菌属(如F.rodentium),增加短链脂肪酸(丙酸、丁酸)产量,增强组蛋白乙酰化,促进Tpex细胞(前体耗竭T细胞)的扩增与分化,进而增强CD8⁺T细胞抗肿瘤功能。
2.增强免疫检查点抑制剂疗效
-甘露糖与抗PD-1抗体联用,在NSCLC、卵巢癌和膀胱癌模型中均显示协同增效:
-提升CD8⁺T细胞浸润,降低PD-L1表达;
-诱导三级淋巴结构(TLS)形成,改善免疫细胞定位与活化;
-在卵巢癌中,联合PARP抑制剂(如奥拉帕利)进一步延长生存期。
三、临床辅助治疗潜力
1.联合放化疗的增效作用
-甘露糖可增强顺铂、阿霉素等化疗药物的敏感性。在膀胱癌中,甘露糖与顺铂或吡柔比星联用显著诱导协同凋亡。动物实验表明,甘露糖联合化疗能缩小肿瘤体积并延长生存期。
2.缓解肿瘤并发症
甘露醇(甘露糖的衍生物)作为渗透性脱水剂,常用于脑瘤治疗,减轻脑水肿和颅内压,改善患者症状。此外,在胰腺癌中可缓解黄疸,提高手术切除率。
四、安全性与应用考量
1.安全性较高
甘露糖存在于天然食物(如水果、藻类),人体耐受性良好。研究未报告明显肝肾毒性或体重下降。
2.个体化反应差异
疗效可能与肿瘤类型及肠道菌群组成相关:
对卵巢癌、NSCLC、膀胱癌效果显著,但对部分白血病或骨肉瘤细胞系效果有限;
患者肠道中粪杆菌属丰度或甘露糖反应基因(如FUT1、SLC35A1)表达可作为疗效预测标志物。
3.临床应用限制
-现有证据多基于动物模型(如小鼠)和体外研究,人体临床试验尚在推进中;
-最佳剂量需个体化(动物实验常用20%饮水浓度或125-250mg/kg注射剂量)。
不同癌症类型中甘露糖的作用机制与效果
下表总结了甘露糖在各类癌症中的主要作用机制、联用方案及效果:
|**癌症类型**|**主要作用机制**|**关键效应**|**协同治疗方案**|
|------------|----------------|-------------|----------------|
|**非小细胞肺癌**|阻断OGT/hnRNPR/JUN/IL-8轴
重塑肠道菌群|抑制肿瘤生长
减少促炎因子
增加益生菌(肠乳杆菌等)|抗PD-1抗体⭐⭐⭐⭐| |**卵巢癌**|富集粪杆菌属
增加短链脂肪酸(丙酸/丁酸)|促进Tpex细胞分化
诱导三级淋巴结构形成|抗PD-1抗体⭐⭐⭐⭐
PARP抑制剂⭐⭐⭐| |**膀胱癌**|靶向PKM2抑制乳酸化
激活NF-κB通路|诱导癌细胞焦亡
增强CD8⁺T细胞浸润|顺铂/吡柔比星⭐⭐⭐
抗PD-1抗体⭐⭐⭐⭐| |**脑瘤**|渗透性脱水作用
降低颅内压|缓解脑水肿
改善神经症状|放疗/手术⭐⭐| >注:协同治疗效果⭐⭐⭐⭐表示增效显著,⭐⭐⭐表示中等增效,⭐⭐表示辅助作用。 结论:谨慎乐观,需个体化应用 甘露糖(及甘露糖醇)通过直接杀伤肿瘤细胞、重塑免疫微环境和调节肠道菌群,在多种癌中展现辅助治疗潜力,尤其在联合免疫检查点抑制剂或化疗时增效显著。但需注意: 不推荐患者自行补充:目前仍属研究阶段,剂量与方案需严格遵循临床试验设计; 适用人群筛选:需结合肿瘤类型、微生物组特征及生物标志物(如PMI酶活性); 脑水肿患者例外:甘露醇作为成熟脱水剂,可安全用于缓解肿瘤相关脑水肿。 未来研究将聚焦于人体试验(如NSCLC和卵巢癌的
重塑肠道菌群|抑制肿瘤生长
减少促炎因子
增加益生菌(肠乳杆菌等)|抗PD-1抗体⭐⭐⭐⭐| |**卵巢癌**|富集粪杆菌属
增加短链脂肪酸(丙酸/丁酸)|促进Tpex细胞分化
诱导三级淋巴结构形成|抗PD-1抗体⭐⭐⭐⭐
PARP抑制剂⭐⭐⭐| |**膀胱癌**|靶向PKM2抑制乳酸化
激活NF-κB通路|诱导癌细胞焦亡
增强CD8⁺T细胞浸润|顺铂/吡柔比星⭐⭐⭐
抗PD-1抗体⭐⭐⭐⭐| |**脑瘤**|渗透性脱水作用
降低颅内压|缓解脑水肿
改善神经症状|放疗/手术⭐⭐| >注:协同治疗效果⭐⭐⭐⭐表示增效显著,⭐⭐⭐表示中等增效,⭐⭐表示辅助作用。 结论:谨慎乐观,需个体化应用 甘露糖(及甘露糖醇)通过直接杀伤肿瘤细胞、重塑免疫微环境和调节肠道菌群,在多种癌中展现辅助治疗潜力,尤其在联合免疫检查点抑制剂或化疗时增效显著。但需注意: 不推荐患者自行补充:目前仍属研究阶段,剂量与方案需严格遵循临床试验设计; 适用人群筛选:需结合肿瘤类型、微生物组特征及生物标志物(如PMI酶活性); 脑水肿患者例外:甘露醇作为成熟脱水剂,可安全用于缓解肿瘤相关脑水肿。 未来研究将聚焦于人体试验(如NSCLC和卵巢癌的