張婷 羅志強(qiáng) 胡真全 綜述 蔡曉麗 審校
近30年來,惡性腫瘤的死亡率均呈明顯上升趨勢(shì)。據(jù)GLOBOCAN 2018 統(tǒng)計(jì),全球每年新發(fā)胃癌103.4 萬例,死亡78.3 萬例,死亡率居全部惡性腫瘤的第3 位[1]。1983年西藏胃癌首次普查簡況報(bào)告中指出,胃癌是西藏死亡率最高的惡性腫瘤,占惡性腫瘤死亡人數(shù)的48.89%。西藏地區(qū)惡性腫瘤死亡率排位與全國大多數(shù)省市自治區(qū)不同,胃癌仍是影響西藏人口最主要的腫瘤死因。這提示高原環(huán)境對(duì)胃癌的發(fā)病率、死亡率均可能產(chǎn)生影響。因此,系統(tǒng)分析西藏高原環(huán)境與胃癌發(fā)病率及死亡率的關(guān)系,能為該地區(qū)胃癌的防治工作提供依據(jù)。但目前國內(nèi)外對(duì)于西藏高原地區(qū)人群胃癌的研究仍十分有限。
青藏高原平均海拔4000 米以上,被稱為“世界的屋脊”“第三極”。早在上個(gè)世紀(jì)70年代關(guān)于該地區(qū)惡性腫瘤的統(tǒng)計(jì)資料顯示,胃癌居惡性腫瘤死因的第1 位,調(diào)整死亡率為27.23/10 萬,明顯高于當(dāng)時(shí)全國的平均水平(15.41/10 萬)[2]。拉薩市部分醫(yī)院2000年至2009年惡性腫瘤住院病例,共2727 例,該時(shí)間段胃癌仍處于惡性腫瘤住院患者前2 位,按性別區(qū)分后,胃癌在男性中排第2 位,在女性中排第3 位[3]。2013年至2017年西藏自治區(qū)人民醫(yī)院共收治惡性腫瘤患者1929 例,不同年份間分析,胃癌一直處于該院惡性腫瘤住院患者前3 位[4]。由上述統(tǒng)計(jì)分析該地區(qū)胃癌高發(fā),可能與當(dāng)?shù)鼐用耧嬍沉?xí)慣、衛(wèi)生條件、幽門螺桿菌感染、遺傳因素有一定關(guān)系。
目前,國外已有多項(xiàng)研究探索高原地區(qū)癌癥的死亡率同高原環(huán)境的關(guān)系[5-6]。Jiang 等[7]發(fā)現(xiàn)居住在高海拔地區(qū)的藏族胃癌患者表現(xiàn)出廣泛的mtDNA 突變譜。線粒體是細(xì)胞內(nèi)半自主的細(xì)胞器,在細(xì)胞能量代謝、活性氧(ROS)的產(chǎn)生和細(xì)胞凋亡中起著重要作用。由于線粒體中可以產(chǎn)生大量的活性氧,mtDNA 極易發(fā)生突變。藏族人群幾代人都生活在極度寒冷和缺氧的氣候中,胃癌的發(fā)病率較高。Garrido 等[8]認(rèn)為高原缺氧條件與缺氧誘導(dǎo)因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)有關(guān)。HIFs 是一種具有轉(zhuǎn)錄靈活性的異源二聚體,具有十分廣泛的靶基因譜,是在細(xì)胞缺氧的情況下引導(dǎo)機(jī)體細(xì)胞為適應(yīng)缺氧而做出的一系列反應(yīng)的一類因子。多項(xiàng)研究結(jié)果顯示,腫瘤細(xì)胞增殖過程中大體都具有缺血缺氧的特點(diǎn)。缺氧的腫瘤組織會(huì)引起HIFs 的表達(dá)上調(diào)。HIF-1α 是細(xì)胞對(duì)氧反應(yīng)最重要的調(diào)節(jié)因子。在HIF-1α 穩(wěn)定化的結(jié)果中,缺氧的細(xì)胞可以表達(dá)負(fù)責(zé)細(xì)胞增殖、血管生成、轉(zhuǎn)移和代謝的基因。此外,在生長迅速的腫瘤中,氧氣供應(yīng)減少。在這種情況下,HIF-1α 通過改變葡萄糖代謝、增加血管生成以及改善轉(zhuǎn)移條件來幫助這些腫瘤細(xì)胞[9]。Nakamura 等[10]研究分析了91 例胃癌切除術(shù)樣本,結(jié)果顯示,在生存率較差的患者中,HIF-1α 的表達(dá)更高。目前,仍需要新的研究來確定基于直接或間接抑制HIF 途徑的癌癥治療的使用,或在腫瘤控制中使用氧氣作為輔助劑。此外,高原環(huán)境會(huì)引起氧化應(yīng)激損傷,削弱體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng),還可以直接促進(jìn)活性氧自由基的生成。而氧化應(yīng)激損傷導(dǎo)致高原地區(qū)居民發(fā)生肺水腫、早衰、高原性腦水腫、腫瘤等疾病的幾率大大升高。
僅5%~10% 的癌癥是可歸因于遺傳基因缺陷,其余90%~95%與環(huán)境和生存方式密切相關(guān)。就胃癌的人群歸因風(fēng)險(xiǎn)而言,約8%的胃癌可能與家族因素有關(guān)。而大多數(shù)癌癥有潛在的可改變因素如煙酒、飲食、陽光照射、感染、壓力、肥胖和缺乏體育鍛煉等,由此認(rèn)為癌癥是一種可以預(yù)防的疾病。
西藏高原常年氣候寒冷,藏族人群喜飲青稞酒,乙醇并非致癌物,而是一種致癌原。具體來說,當(dāng)乙醇被代謝時(shí),會(huì)產(chǎn)生乙醛和自由基;自由基被認(rèn)為是酒精致癌的主要原因,其通過與DNA 和蛋白質(zhì)結(jié)合,破壞葉酸,導(dǎo)致繼發(fā)性過度增殖。此外,酒精可以激活NFκB 促炎通路[11],這也可以促進(jìn)腫瘤的發(fā)生[12]。
受高原氣候及地理?xiàng)l件限制,西藏廣大農(nóng)牧區(qū)居民普遍飲食較為單調(diào),大部分藏族人群以牧牛為生。人群喜歡進(jìn)食風(fēng)干牛羊肉,而大量食用紅肉是幾種癌癥的危險(xiǎn)因素,尤其是胃腸道癌癥[13]。盡管Dosil Diaz 等[14]的研究表明,肉類降低了肺癌的風(fēng)險(xiǎn),但由于下述原因,肉類通常被視為癌癥的風(fēng)險(xiǎn):肉類烹調(diào)過程中產(chǎn)生的雜環(huán)胺是致癌物質(zhì)。木炭烹調(diào)和/或煙熏肉制品會(huì)產(chǎn)生有害的碳化合物,如熱解產(chǎn)物和氨基酸,其具有很強(qiáng)的致癌作用。如PhIP(2-氨基-1-甲基-6-苯基-咪唑[4,5-b]吡啶)是熟牛肉中含量最多的誘變劑,約占油炸牛肉總致突變性的20%。亞硝酸鹽和硝酸鹽被用于肉類,因?yàn)槠渑c肌紅蛋白結(jié)合,抑制肉毒素的產(chǎn)生;然而,其是強(qiáng)大的致癌物。并且西藏高原地區(qū)牧民居多,放牧?xí)r習(xí)慣飲用牧區(qū)沒有凈化處理的河溝水,且經(jīng)常飲食不規(guī)律。因此,西藏當(dāng)?shù)靥厥獾娘嬍沉?xí)慣等因素導(dǎo)致胃癌的發(fā)病和死亡人數(shù)較多。
相關(guān)研究顯示[10],大量食用新鮮水果蔬菜、富含硒和鋅的飲用水、充足的鐵和膽固醇可預(yù)防胃癌,而熏制、腌制食品多含亞硝酸鹽會(huì)增加患胃癌的風(fēng)險(xiǎn)。健康的飲食可以降低幽門螺桿菌的定植或毒力水平,預(yù)防或延緩消化性潰瘍或胃癌的發(fā)生。水果和蔬菜對(duì)發(fā)生在不同解剖部位的癌癥的保護(hù)作用現(xiàn)已取得廣泛共識(shí),且水果和蔬菜中提取的活性成分對(duì)癌癥的化學(xué)預(yù)防作用。但是由于受高原氣候及地理?xiàng)l件限制,西藏廣大農(nóng)牧區(qū)居民飲食普遍較為單調(diào),富含各種維生素的新鮮蔬菜和水果的攝入較平原地區(qū)明顯偏少,也致使胃癌的發(fā)病率較高。
西藏地勢(shì)高,紫外線輻射明顯增強(qiáng),可以引起人體表皮細(xì)胞DNA 的損傷。高達(dá)10%的癌癥病例可能由電離和非電離輻射引起,通常來自放射性物質(zhì)和紫外線(UV)、脈沖電磁場。一方面,人類血清中的25-羥基膽鈣化醇大部分來自太陽中波紫外線輻射,具有強(qiáng)大的抗癌活性;另一方面,癌癥發(fā)病的風(fēng)險(xiǎn)可能與太陽紫外線輻射的有害水平有關(guān)。流行病學(xué)數(shù)據(jù)強(qiáng)示紫外線輻射暴露是黑色素瘤和其他癌癥的主要原因,紫外線輻射可促進(jìn)癌基因和抑癌基因的突變[15]。
青藏高原通常高寒缺氧、氣候無常、大部分地區(qū)空氣含氧量只有內(nèi)地的50%~60%。為了適應(yīng)這種缺氧環(huán)境,高原人群存在著相當(dāng)多的生理改變,然而高原環(huán)境中人體血液中的氧氣含量仍明顯降低。在細(xì)胞水平,乏氧誘導(dǎo)因子通路調(diào)控了多種與缺氧有關(guān)的細(xì)胞活動(dòng)。目前許多研究表明,缺氧通路的調(diào)節(jié)與癌癥的發(fā)展密切相關(guān)。其不僅能調(diào)節(jié)癌細(xì)胞的生存和增殖,激活這一途徑,并且可以誘導(dǎo)血管生成,逃避免疫監(jiān)視,促使上皮細(xì)胞向間充質(zhì)轉(zhuǎn)化,甚至發(fā)生遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移[16]。此外,腫瘤自身引起的貧血或治療相關(guān)并發(fā)癥導(dǎo)致的貧血也會(huì)加劇腫瘤的惡性進(jìn)展,并且也與HIF-1、HIF-2 相關(guān)[17-18]。
癌癥生物學(xué)家已經(jīng)認(rèn)識(shí)到免疫逃避是癌癥的六大特征之外的一個(gè)新的特征。已知免疫細(xì)胞在腫瘤發(fā)展和抑制中均很重要。癌癥免疫監(jiān)視現(xiàn)在已經(jīng)演變成癌癥免疫編輯的概念[19]。但是對(duì)于癌癥預(yù)防,癌癥免疫監(jiān)視仍然有效。當(dāng)細(xì)胞處于向癌前細(xì)胞轉(zhuǎn)化的階段時(shí),免疫反應(yīng)可以消滅這些細(xì)胞。免疫治療的成功來自于其能夠分解腫瘤細(xì)胞引起的免疫逃避。腫瘤細(xì)胞通過釋放分子干擾對(duì)腫瘤抗原的免疫反應(yīng),這些分子通常被免疫系統(tǒng)用來自我限制激活。一旦抗原受體(T 細(xì)胞受體)與抗原結(jié)合,在這種情況下腫瘤抗原,T細(xì)胞也需要來自共刺激分子CD28 的激活信號(hào)才能成為有效的殺傷細(xì)胞。T 細(xì)胞活化是免疫反應(yīng)所必需的,但應(yīng)加以控制,以避免過度活化和自身免疫。一旦激活,T 細(xì)胞開始表達(dá)共抑制性免疫檢查點(diǎn)分子、細(xì)胞毒性T 淋巴細(xì)胞相關(guān)抗原4(cytotoxic T-lymphocyteassociated protein 4,CTLA-4)和程序性死亡受體1(programmed cell death protein 1,PD-1)[20]。這些分子與B7 的結(jié)合產(chǎn)生了T 細(xì)胞的抑制信號(hào)。腫瘤細(xì)胞通過釋放這種共抑制分子來抑制T 細(xì)胞并逃避免疫反應(yīng)。為了腫瘤免疫治療的目的,已經(jīng)產(chǎn)生了單克隆抗體來對(duì)抗這些抑制信號(hào)。這是通過CTLA-4、PD-1 或PD-1 配體(programmed cell death- ligand 1,PD-L1)的“免疫檢查點(diǎn)阻斷”實(shí)現(xiàn)的。這些單克隆抗體被稱為ipilimumab(CTLA-4 的抑制劑)、nivolumab 和pembrolizumab(PD-1 的抑制劑)以及atezolizumab 和durvalumab(PD-L1 的抑制劑)[20]。上述免疫檢測(cè)點(diǎn)阻滯劑的成功是免疫系統(tǒng)參與癌癥發(fā)展控制的有力證據(jù)。在高海拔環(huán)境中,缺氧、紫外線輻射等可能會(huì)導(dǎo)致人體的免疫系統(tǒng)受到影響,或許會(huì)影響腫瘤的發(fā)生發(fā)展。
隨著年齡的增長,癌癥發(fā)生的頻率越來越高,這是由于累積接觸致癌物質(zhì),如煙草、感染性病原體和化學(xué)品,以及由于激素變化和免疫系統(tǒng)失調(diào)導(dǎo)致的身體生理變化。在生理變化中,免疫衰老,可以描述為免疫功能的進(jìn)行性衰退,以及定性和定量的失調(diào),涉及先天性和適應(yīng)性兩個(gè)方面[21-26]。相反,持續(xù)的病毒和寄生蟲感染引起T 細(xì)胞過早衰竭,從而導(dǎo)致免疫監(jiān)視的喪失[22]。總的來說,感染、癌癥和自身免疫性疾病在老年人中更為常見,并且都與免疫系統(tǒng)的變化有關(guān)[23-25]。
高原藏族人群為了適應(yīng)高寒缺氧的環(huán)境,其體內(nèi)糖類、脂肪、蛋白質(zhì)的代謝產(chǎn)生了一系列的變化。一些研究發(fā)現(xiàn)高原人群的肥胖、糖尿病、高血脂的發(fā)生率較低,因此與其相關(guān)的惡性腫瘤發(fā)病率也較低[27-30]。有關(guān)高原藏族人群蛋白質(zhì)、氨基酸、糖類、脂肪等腫瘤代謝相關(guān)因素的研究,對(duì)于惡性腫瘤的發(fā)展具有重要的意義。代謝失調(diào)是癌癥最常見和可識(shí)別的特征之一[31-32],盡管相關(guān)的代謝表型不一定是固定的,并且可以根據(jù)底物的可用性和增殖、生長和細(xì)胞生存的代謝需求而改變。增殖性癌細(xì)胞改變其代謝碳水化合物、脂類和肽的能力,以滿足增加的能量需求,并提供合成代謝前體,以支持必需的核酸和蛋白質(zhì)生物合成和膜生物生成[33]。這些過程緊密地交織在一起,導(dǎo)致了一個(gè)擴(kuò)展的代謝系統(tǒng),提供了更大的靈活性,以適應(yīng)不斷增殖的細(xì)胞需求以及不斷變化的環(huán)境條件和波動(dòng)的底物可用性。在癌癥中,脂肪形成和分解表型可以共存,F(xiàn)A 被引導(dǎo)到結(jié)構(gòu)和信號(hào)脂質(zhì)的生物合成中[34]。細(xì)胞代謝的改變對(duì)快速增殖的癌細(xì)胞的合成代謝和分解代謝需求的增加至關(guān)重要。所有快速增殖的細(xì)胞都需要增加核酸生物合成、膜生物合成和蛋白質(zhì)合成來增加生物量代謝重編程和失調(diào),這被廣泛認(rèn)為是癌癥發(fā)生和發(fā)展的絕對(duì)先決條件的相關(guān)因素。然而,代謝變化是否構(gòu)成致癌過程中的必經(jīng)步驟,仍不完全清楚。在高原缺氧環(huán)境中,人類骨骼肌、心肌的耗糖量均會(huì)增加,同時(shí)脂肪細(xì)胞也表現(xiàn)出更高的葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)能力,所以高原人群的血糖及血谷氨酸濃度偏低。由于腫瘤細(xì)胞的增殖需要與正常的組織競爭葡萄糖、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì),這或許是影響高原人群腫瘤發(fā)生率與死亡率的一個(gè)因素,但目前仍缺乏高原地區(qū)人群腫瘤代謝特征的研究。
綜上所述,從基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究角度分析,國外的研究針對(duì)高原地區(qū)胃癌的發(fā)展已經(jīng)有了較豐富的體內(nèi)外研究,并且有少部分研究初步探索了西藏地區(qū)藏族人群胃癌存在不同于其他地方和人群的獨(dú)特之處。雖然國內(nèi)有大量西藏地區(qū)胃癌病例的資源,但大多為發(fā)病率、死亡率的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),缺乏細(xì)胞、基因等層面的更深入的研究。目前,西藏地區(qū)臨床上治療胃癌的效果及此病患者的預(yù)后仍較差,早期篩查、早期診斷、早期治療可顯著提高胃癌患者的臨床療效,挽救其生命。但是西藏地區(qū)的健康教育、人群健康意識(shí)不足,胃癌初篩工作落后,加強(qiáng)藏區(qū)人群健康教育和胃癌篩查工作可以使胃癌早診斷早治療,提高總體生存率。因此,西藏地區(qū)胃癌的防治一方面需要加強(qiáng)對(duì)該地區(qū)健康生活方式的宣傳教育,倡導(dǎo)食用新鮮水果蔬菜、富含硒和鋅的飲用水,避免食用熏制或腌制食品。健康的飲食可以降低幽門螺桿菌的定植或毒力水平,預(yù)防或延緩各種消化道癌前病變的發(fā)生;另一方面提倡長期、間斷、低流量氧氣吸入及呼吁人群避免長時(shí)間暴露在日光下,做好防護(hù),預(yù)防細(xì)胞發(fā)生基因突變。此外還要大力開展胃癌的“早篩、早診、早治”工作,加強(qiáng)對(duì)人群的健康教育,提高胃癌患者的總體生存率。目前,對(duì)這個(gè)特殊群體進(jìn)行更深入的研究,可以讓研究者從多個(gè)角度認(rèn)識(shí)胃癌的發(fā)生、發(fā)展,并可以為該地區(qū)胃癌的防治工作提供依據(jù)。