癌症脂質生化遺傳學家研究 關於癌症的代謝爭論

摘錄自《癌症代謝療法:了解、預防與治療癌症,更有效率的方式

癌症是一種異常能量代謝的疾病。為了要在呼吸作用不足下存活,腫瘤細胞必須適應藉由發酵作用的能量生成。細胞質內與粒線體中兩方的發酵氧化還原對偶則建立起強大的協同作用。這些氧化還原對偶是經由穿梭系統所連結的,而這些穿梭系統驅動腫瘤細胞以葡萄糖與麩醯胺酸作為可發酵代謝燃料,來產生能量代謝。對於發酵作用的適應讓腫瘤細胞得以在缺氧環境下存活與生長。

目前,關於原始癌細胞中能量代謝的角色,我認為有三個主要的假說。第一個假說是懷豪斯所提出的,這個假說認為癌細胞儘管有著正常的呼吸作用功能,卻會表現出需氧醣解作用。

這個觀點也與癌症的基因起源一致,認為致癌基因與抑瘤基因的異常是需氧醣解作用發生的終極原因。更確切的說,基因缺陷導致在癌細胞中所看到的需氧醣解作用與代謝缺陷。唐與他的同事在他們最近的論文中對這個觀點做了總結:「今天,我們了解癌細胞在需氧的條件下,所顯示的醣解作用相對提高,被錯誤的解釋為呼吸作用損傷的證據,而不是醣解作用調控損傷的證據。」根據這個觀點,致癌基因與抑瘤基因的異常表現是癌細胞醣解作用損傷與代謝程序改寫的終極原因。

這個癌症起源的觀點與呼吸作用不足是癌症起源的代謝理論不一致。瓦爾堡主張受損呼吸作用在癌細胞中比受損發酵作用更是常見。呼吸作用比發酵作用要複雜許多,因為其需要粒線體結構完整,而且比發酵作用需要更多的酵素步驟。瓦爾堡這麼說:「這是現今生化學的基礎事實之一,三磷酸腺苷能在含有結晶化發酵酶的同質性溶液中合成,但沒有人能在呼吸酶被破壞下的同質性溶液中合成三磷酸腺苷,而其結構總是伴隨著有氧磷酸化作用。」簡單的說,癌症中呼吸作用損傷的可能性遠大於發酵作用(醣解作用)損傷。

為了要能接受懷豪斯假說,則必須要忽視或貶損佩德森與其他人所提出的癌細胞中,粒線體結構與呼吸作用受損的大量證據。此外,也必須忽視來自細胞核與細胞質轉換實驗(nuclear/cytoplasmic transfer experiments)中,顯示正常粒線體能重新改寫癌細胞核程序來形成正常組織的證據。

但正常細胞核並無法重新改寫腫瘤細胞質的程序來形成正常細胞。這些實驗排除了癌症染色體(體細胞突變)起源的可能性,並強烈顯示染色體外、非細胞核系統(粒線體)的重要性。

第二個假說認為癌細胞中醣解作用的提高抑制了呼吸作用。在這個假說下,癌症呼吸作用被認為是被壓抑住的,但這個壓抑的發生是在需氧醣解作用出現之後。換句話說,許多在腫瘤粒線體與功能上所見到的異常是需氧醣解作用的結果而非其成因。

庫耶茲法、瑪祖雷克與羅西格諾爾團隊似乎發現支持這個假說的一些變型。雖然這個假說與瓦爾堡許多的發現一致,也看似符合癌症的基因起源,因為致癌基因與抑瘤基因的變異被認為是腫瘤醣解作用提高的原因。要接受這個假說,則必須忽視來自細胞核與細胞質轉換實驗的證據:是染色體外的程序,而非細胞核突變造成腫瘤形成。

與前二個假說相比較,我們支持瓦爾堡的原始假說,附帶腫瘤細胞也能在醣解作用之外使用粒線體發酵作用來補償呼吸作用不足的警示。雖然支持我們假說的證據仍算是初步,我相信這將會協助釐清癌症的代謝起源。

我認為癌症是細胞核基因所驅動的程序的這個看法,妨礙了投入癌症粒線體起源的研究。一旦癌症的基因起源被拒絕後,我們的假說能與大部分癌症的特徵吻合。因此,在癌症的代謝理論能夠被完整接受之前,對癌症基因起源的批判再評估是必須的。