很多癌症患者在疾病晚期都会经历一种令人极其痛苦的症状——“恶病质”(Cancer Cachexia)。这不仅仅是简单的消瘦,而是一种无法通过多吃东西来逆转的全身性衰竭,患者的肌肉和脂肪会以前所未有的速度流失。
恶病质的早期信号之一就是厌食症(Anorexia)。患者会对食物失去兴趣,尤其是那些富含蛋白质的肉类。长期以来,科学家们都在寻找导致这种食欲改变的根本原因。近期,哈佛大学发表在《Nature Communications》上的一项研究,利用果蝇模型,揭开了肿瘤是如何在远端操控大脑,从而改变饮食偏好并引发消瘦的机制。

果蝇也会得“肿瘤厌食症”吗?
为了探究这个问题,研究人员使用了一种特殊的果蝇模型:在成年果蝇的肠道中激活特定的致癌基因(Yki),从而诱发肠道肿瘤。这种果蝇在长出肿瘤的第6天,就会出现类似人类恶病质的症状,比如脂肪流失和肌肉降解。
更有意思的是,研究人员使用了一种极其敏感的自动化喂食记录仪(FlyPAD)来追踪果蝇的进食行为。结果发现,这些长了肿瘤的雄性果蝇在第5天——也就是身体开始消瘦的前一天——就已经表现出明显的厌食行为了。它们吃得越来越少,无论给它们换什么口味的食物,甚至在食物里加上抗生素改变肠道菌群,都无法唤回它们的食欲。
也就是说,果蝇不仅和人类一样会在长肿瘤后食欲下降,而且这种厌食症状是走在器官衰竭和体重减轻之前的。
大脑里的“饥饿开关”被关掉了
食欲是由大脑控制的。在果蝇大脑中,有一种叫做NPF(Neuropeptide F)的神经肽,它的作用类似于人类体内的NPY神经肽,主要负责传递“我饿了,我要吃东西”的信号。
研究发现,在长肿瘤的雄性果蝇体内,大脑中的NPF水平出现了断崖式的下降(降幅超过40%)。为了证实NPF的下降就是导致厌食的罪魁祸首,研究人员通过基因技术,人工重新“调高”了这些果蝇大脑中NPF的信号。奇迹发生了:果蝇的食欲不仅恢复了,而且在第6天也没有出现体重下降的情况,甚至它们的整体存活率也显著提高了。
肿瘤是如何“远程”操控大脑的?
肠道里的肿瘤,是如何关掉大脑里的“饥饿开关”的?研究人员发现,肿瘤会释放出两种特殊的因子进入血液(血淋巴):
ImpL2:一种胰岛素拮抗剂,它会大量分泌。
Upd3:一种炎症细胞因子。
这两种物质展开了一场精妙的“协同作战”。Upd3负责破坏果蝇的血脑屏障(相当于大脑的护城河),使得大量的ImpL2能够顺畅地进入大脑。一旦进入大脑,ImpL2就会直接抑制NPF神经元的活性,导致NPF信号减弱,果蝇从而失去了饥饿感。
为什么唯独不想吃蛋白质?
恶病质患者常常对富含氨基酸的食物(如肉类)感到难以下咽。在这项研究中,科学家们发现果蝇也有完全相同的表现。
在提供“糖水”和“富含蛋白质的酵母”供果蝇选择时,正常果蝇会在特定时间倾向于吃蛋白质。但长了肿瘤的果蝇,却表现出对蛋白质食物的极度排斥,而对糖分的摄入则相对正常。研究证明,正是大脑中NPF信号的早期下降,导致了这种特定营养素偏好的改变。
这种蛋白质摄入的不足是致命的。由于缺乏必需的氨基酸,机体无法维持正常的运转,从而加速了后续肌肉和脂肪的分解,推倒了恶病质的第一块多米诺骨牌。
这对人类有何启示?
这项研究清晰地描绘出了一条从肿瘤发生到体重下降的路径:
肠道肿瘤分泌炎症因子(Upd3)破坏血脑屏障 ➔ 大量胰岛素拮抗剂(ImpL2)进入大脑 ➔ 抑制大脑“饥饿开关”(NPF) ➔ 导致对蛋白质的厌食 ➔ 营养不良引发体重下降和器官衰竭。
虽然这只是一项在果蝇身上进行的基础研究,但人类体内同样存在类似的信号通路(如NPY神经肽和IL-6炎症因子)。如果我们能在癌症患者真正开始暴瘦之前,及时监测到这种大脑中神经信号的失衡,或者通过干预手段恢复患者对蛋白质的食欲,或许就能有效延缓甚至阻止恶病质的发生,从而极大地提高晚期癌症患者的生活质量和生存希望。