近日，一篇發表在頂尖學術期刊《自然》上的研究論文引起了熱議。來自美國范德比爾特大學（Vanderbilt University）醫學院的研究團隊發現，腫瘤瘋狂消耗葡萄糖，罪魁禍首並非癌細胞。研究機構的新聞稿介紹說，這一發現改寫了過去100年裡發展並完善起來的癌症代謝模型。

一百年前，著名生理學家Otto Warburg醫生與同事們觀察到一個現象：和正常細胞相比，癌細胞要消耗更多的葡萄糖。這聽起來很合理——癌細胞是一類需要快速分裂和增殖的惡性細胞，當然需要更多的營養。

“根據Otto Warburg在1922年發表的結果，癌細胞能夠以極高的速率消耗葡萄糖，基於這一點，癌症代謝領域在過去20年裡出現了爆發式的發展。” 負責這項研究的Jeffrey Rathmell教授說。

Warburg醫生的觀察也為如今臨床上檢查惡性腫瘤提供了一種理論基礎。正電子發射斷層掃描（PET）腫瘤成像就是利用癌細胞對葡萄糖的需求旺盛，以放射性葡萄糖示踪劑（FDG）讓癌細胞“顯形”。

然而，FDG-PET並不總是能給臨床醫生提供他們期待的結果。這支研究團隊的另一位負責人Kimryn Rathmell教授在研究腎癌時注意到，PET掃描結果和他們根據理論推測的並不總是一致：“多年來，我一直很好奇為什麼有時PET掃描結果上’應該’發亮的部分沒有發亮。”

▲研究團隊主要成員Kimryn Rathmell教授，Bradley Reinfeld博士，Matthew Madden博士和Jeffrey Rathmell教授（圖片來源：參考資料[2]；Credit：范德比爾特大學醫學院）

於是，他們決定追踪這一令人困惑的現象。研究人員設計了一組實驗，把PET示踪劑打到長有腫瘤的小鼠體內，然後取出腫瘤，根據細胞表面的蛋白標誌物，利用流式細胞術，把腫瘤中不同類型的細胞分開，分別測量各類細胞的放射性，看看到底是哪些細胞在消耗葡萄糖。

結果令人十分意外：腫瘤內葡萄糖的主要消耗者其實不是癌細胞，一類被稱為巨噬細胞的免疫細胞才是攝取葡萄糖能力最強的，有著強大的葡萄糖代謝活性。而癌細胞並沒有想像中那麼“愛吃糖”，相反，另一組實驗顯示，癌細胞更偏愛另一種營養物質——它們對谷氨酰胺的攝取能力最強。

這一結果不僅出現在腎癌模型中，也出現在結直腸癌、乳腺癌等其他幾種腫瘤模型中，研究人員由此指出，這些發現很可能是適用於各種癌症類型的普遍現象。

後續實驗進一步表明，腫瘤微環境中的癌細胞和免疫細胞吸收的營養物質不同，原因也和過去以為的並不一樣。

“過去人們以為是癌細胞搶走了所有的葡萄糖，導致免疫細胞吃不上葡萄糖，於是免疫細胞無力抗癌。”研究人員解釋說，“我們的數據卻說明，營養物質並不短缺。相反，不同類型的細胞根據自身特定的代謝程序消耗特定的營養物質，它們對營養物質做好了分配：癌細胞攝取谷氨酰胺和脂肪酸，免疫細胞吸收葡萄糖。” 

基於這些新的發現，研究團隊提出，現在或許可以開發新的腫瘤成像策略和抗癌療法了。“我們總是用FDG-PET掃描，對於掃描結果提供的信息，我們需要有更好的認識：儘管我們想用它來判斷腫瘤反應，但它有可能告訴我們的是炎症反應。” Kimryn Rathmell教授補充說。