铁元素

在很多人的印象中，癌症晚期的病人都是一幅极度消瘦、皮包骨头的模样。这是因为很多癌症晚期患者，体内的骨骼肌会大量地丢失，不但造成患者虚弱无力，长期卧床，严重影响生活质量，也是导致癌症患者死亡的一个重要因素。 近日，意大利都灵大学的Paolo E Porporato等人研究发现，癌症造成的肌肉丢失，与线粒体中铁的缺乏有关[1]。小鼠模型中，补铁可以帮助荷瘤小鼠保持肌肉的质量和功能，延长小鼠生存时间。人类患者中，补铁也能有效增强患者的肌肉力量。 在一个健康人中，骨骼肌大约能占全身重量的40%。我们的日常活动，包括行走、进食、呼吸的动力都来自于骨骼肌。在遇到跌倒等意外情况时，强壮的骨骼肌也能让我们迅速做出规避动作，减轻身体受到的伤害。 但在癌症等慢性消耗性疾病进展到晚期时，很多患者都会出现以大面积的骨骼肌萎缩为标志的一组综合征，被称为恶液质。恶液质不但会让患者的力量大幅减退，难以完成日常活动，严重影响患者的生活质量，还会造成胰岛素抵抗、肝功能障碍、全身慢性炎症、消化吸收不良等一系列后果[2]。 由于身体极度虚弱，恶液质还会让癌症患者难以耐受治疗的副作用，导致不得不减少治疗剂量或终止治疗，甚至直接导致患者死亡。据统计，晚期癌症患者中恶液质的发生率在80%左右，大约20%的癌症相关死亡是恶液质导致的[3]。 恶液质的各种表现 为什么癌症会导致恶液质？2013年时，奥地利医生H. Ludwig注意到，晚期癌症患者经常出现铁元素的缺乏，而且癌症患者缺铁与体能较差相关[4]。 缺铁大家可能都知道会导致贫血。其实除了红细胞以外，肌肉也是我们体内一个用铁大户。肌肉中含有与血红蛋白非常类似的肌红蛋白，可以在肌肉中储存氧气，以备不时之需。更关键的是，肌肉作为耗能大户，还含有大量线粒体，而线粒体中的很多酶也都以铁作为活性中心的。 在癌症患者中，持续存在的慢性炎症会阻碍铁的吸收，吸收的铁还会滞留在网状内皮细胞中，身体里可利用的铁大幅减少。会不会正是缺铁导致了癌症患者的恶液质？   人体中铁的分布 研究人员首先分析了一组恶液质胰腺癌患者的肌肉组织中转铁蛋白受体1（TFR1）的表达水平，这一蛋白负责将铁转运到细胞内部。试验结果很出乎意料，这些癌症患者体内TFR1的表达水平是降低的。 在小鼠中这一结果也得到了重复。无论是通过放血和无铁饮食造成的缺铁，还是肿瘤造成的恶液质，都会让小鼠肌肉中的TFR1水平显著降低。不过在缺铁的小鼠中，肝脏的TFR1水平升高，这可能反映了机体在缺铁时优先保证肝脏的策略，毕竟肝脏作为人体的代谢中枢，确实比骨骼肌更为重要。 不过这样一来，骨骼肌就惨了。在恶液质小鼠中，骨骼肌线粒体中的铁含量和血红素含量显著降低，多种酶活性下降，“能量通货”ATP的产量也大幅减少。这也导致骨骼肌细胞中氧化应激水平升高，造成氧化损伤。 那补铁能否改善甚至逆转肿瘤患者的恶液质呢？研究人员首先给结肠癌小鼠静脉注射了补铁剂羧基麦芽糖铁。 补铁显著改善了结肠癌小鼠的身体状况，皮毛更加光滑，眼眶分泌物更少，握力更强，肌肉的横截面积也更大。而且补铁还显著延长了小鼠的生存期。试验中没补铁的8只小鼠从第10天开始大量死亡，第13天全部死亡。而补铁组的8只小鼠第13天时有7只存活，最长一只存活了31天。   补铁显著延长了小鼠的生存时间 在人类患者中，补铁也产生了有益的作用。研究人员给参与试验的恶液质患者注射了补铁剂，短短3天之内，所有患者的惯用手的握力都得到了增强，超过一半患者的非惯用手力量也有所增强。 对晚期癌症患者来说，有条件的话可以让医生查一下自己缺不缺铁，并开一些补铁的药物。没条件的话，鉴于晚期癌症患者中缺铁的高发生率，也可以在自己消化能力允许的情况下多吃一些红肉、肝脏等富含铁元素的食物。 不过研究人员也强调，不同类型的肿瘤对铁的依赖性不同，补铁能否在其它肿瘤患者中产生类似的益处，仍有待进一步的研究。 参考文献： [1]. Wyart E, Hsu M Y, Sartori R, et al. Iron supplementation is sufficient to rescue skeletal muscle mass and function in cancer cachexia[J]. EMBO reports, 2022: e53746. [2]. Porporato P E. […]