葯明康德/報導
癌症是人類的一大頑疾。為了攻克癌症，科學家們一邊在尋找全新的療法，一邊在嘗試讓現有的抗癌藥物變得更有效。
短短一周內，發表在頂尖學術期刊《自然》上的兩項研究就表明，只要找對了背後的生物學機理，僅靠飲食，或許就能提高抗癌藥的效果。我們已在上周為大家報導了第一項研究（相關閱讀：今日Nature：高脂肪低碳水竟能抑製腫瘤生長？）。而在這篇文章中，我們將為大家介紹第二項研究。它發表在了今天出版的最新一期《自然》上。
▲《自然》雜誌對這兩項研究進行了專題報導（圖片來源：《自然》）
我們知道，白血病是兒童中常見的癌症。這些癌症的治癒率較高，相關的療法也得到了比較充分的開發。其中，甲氨蝶呤是一種經典的白血病治療藥物。它能抑製四氫葉酸（THF）的合成，讓癌細胞無法合成DNA和蛋白質，從而殺死癌細胞。但由於這種藥物的「無差別攻擊」特性，它也會影響到正常細胞，從而帶來巨大的毒性。如果能找到提高這種藥物效果的方法，或許我們就能對患者使用更低的劑量，在維持療效的同時，降低它帶來的副作用。
為了尋找到有潛力提高甲氨蝶呤效果的基因，來自麻省理工學院（MIT）的一支科研團隊進行了一場基因組層面的深度篩選。利用先進的CRISPR–Cas9技術，他們在對甲氨蝶呤高度敏感的癌細胞中，尋找造成這種敏感性的基因。其中，一條叫做FTCD的基因脫穎而出，吸引了研究人員們的關注。
▲FTCD基因（綠色）在篩選中脫穎而出（圖片來源：《自然》）
從機理上看，科學家們從未想到這條基因還和癌症治療有關。FTCD編碼了一種組氨酸分解代謝所必需的酶，而組氨酸則是人體所必需的氨基酸之一。這種常見的氨基酸，難道還和癌症治療有關？
為了回答這個問題，研究人員們進一步在癌細胞中移除了幾個參與組氨酸分解代謝的酶，而後續的觀察驗證了他們的篩選結果——果不其然，一旦組氨酸無法順利代謝，甲氨蝶呤的效果就大打折扣。而如果突破組氨酸代謝中的限制因素，加速它的分解，甲氨蝶呤的療效就會增加。在人體相關性研究中，那些組氨酸代謝水準較高的病患，生存率也較高。
▲原來，組氨酸的代謝會陰差陽錯地加速四氫葉酸（THF）的消耗，後者正是抗癌藥想要消滅的對象（圖片來源：《自然》）
可是，組氨酸是一種結構簡單的氨基酸。它的代謝憑啥能提高抗癌藥的效果？在生化途徑上做了一系列研究的科學家們發現，原來組氨酸分解的通路上，竟然有四氫葉酸的參與！而FTCD正是調控這一步驟的酶，能將四氫葉酸轉化成谷氨酸。
我們來理順一下其中的關係。抗癌藥甲氨蝶呤能抑製四氫葉酸的合成，而FTCD能加速四氫葉酸的代謝。如果把細胞比作是一個人，而四氫葉酸是錢的話，抗癌藥能阻撓你去賺錢，FTCD卻能加速你的花錢。一進一出，細胞裡的四氫葉酸很快就陷入了枯竭。
缺乏了四氫葉酸，癌細胞自然就得到了抑製。也就是說，只要能加速四氫葉酸的代謝，就能提高抗癌藥甲氨蝶呤的效果。
▲組氨酸是一種飲食裡常見的氨基酸（圖片來源：Pixabay）
那麼，有什麼辦法能加速消耗四氫葉酸呢？方法有，而且很簡單——在飲食中添加組氨酸。細胞內的組氨酸水準越高，其代謝就越活躍，而與之掛鉤的四氫葉酸代謝也會得到加速。在這一層面，組氨酸就好像是增加了細胞「花錢」的衝動，讓它們更快地消耗四氫葉酸。
在小鼠實驗中，這一簡單的設想，起到了極好的效果。在飲食中添加少量組氨酸後，極大地提高了甲氨蝶呤的療效。「（研究表明）在癌症療法中，飲食很重要！」該研究的通訊作者David Sabatini教授說道。
▲組氨酸飲食配合抗癌藥（淺藍），在第28天（右圖）顯著縮小了腫瘤的體積（圖片來源：《自然》）
接下來，研究人員們期望能在人體中重複這一結果。組氨酸在常見的肉類食物中都很普遍。如果這些食物能改善抗癌藥的效果，減少抗癌藥的副作用，無疑將是全世界白血病患者的福音。
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參考資料：
[1] Histidine catabolism is a major determinant of methotrexate sensitivity
[2] The right diet can boost potency of cancer drugs
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