停止服用含叶酸、L-甲基四氢叶酸和维生素 B12 的补充剂可控制前列腺癌：病例报告
抽象的
这是首次报道可能直接刺激激素抗性前列腺癌或干扰前列腺癌多西他赛细胞毒性，适用于前列腺特异性抗原生化复发的患者。这一观察结果具有临床和代谢重要性，尤其是在 80 多个国家已在食品供应中强化叶酸，一些国家正在考虑进一步强化维生素 B12 的情况下。
我们的患者是一名 71 岁的白人男性，1997 年被诊断患有前列腺癌，T1c 期，Gleason 评分 3+4 = 7。他的主要治疗包括间歇性雄激素剥夺疗法，包括亮丙瑞林 + 比卡鲁胺 + 氘代雄胺、酮康唑 + 氢化可的松、尼兰德龙和氟他胺，直至产生耐药性（定义为 PSA 生化复发）。在接受多西他赛治疗以治疗持续升高的前列腺特异性抗原水平期间，停止服用 10 次每日剂量的补充剂，该补充剂含有 500 μg 维生素 B12 氰钴胺素，以及 400 μg 叶酸（蝶酰谷氨酸）和 400 μg L-5-甲基四氢叶酸，总计 800 μg 混合叶酸，可使血清前列腺特异性抗原水平恢复正常。
本病例报告说明了含有大量叶酸、L-5-甲基四氢叶酸和氰钴胺素的补充剂直接影响前列腺癌细胞代谢和/或 B 族维生素干扰多西他赛疗效的重要性。护理接受密切观察、激素治疗和/或化疗的前列腺癌患者的医生应考虑补充剂摄入可能加速肿瘤生长和/或转移以及产生耐药性。我们描述了几种可能影响前列腺特异性抗原血清水平变化的代谢和表观遗传相互作用途径。
介绍
我们的一位患有激素抵抗性或激素抗性的前列腺癌的患者，其临床病程似乎受到服用维生素补充剂（其中含有大量叶酸 (FA)、L-甲基四氢叶酸 (L-甲基-THF，即叶酸) 和氰钴胺 (维生素 B12)）的影响。在停用补充剂之前，患者已接受多西他赛治疗 18 周，但血清前列腺特异性抗原 (PSA) 水平持续升高。只有在停用补充剂后，患者升高的血清 PSA 水平才恢复正常（从 22 ng/mL 降至 2.08 ng/mL）。
1946 年，Lewisoh 等人 [1] 报告了蝶酰谷氨酸 (teropterin) 和 FA（定义为肝脏乳酸杆菌干酪因子）对自发性乳腺癌小鼠的影响。仔细检查他们的结果发现，新发现的 FA 以剂量依赖性方式刺激自发性小鼠乳腺肿瘤的生长和转移，并缩短总体生存期。两年后，Heinle 和 Welch [2] 报告 FA 刺激了三名患有慢性粒细胞白血病 (CML) 的患者。1948 年，Farber [3] 提到在使用蝶酰谷氨酸 (diopterin) 和 teropterin 治疗 10 名患有白血病的儿童时观察到的“加速现象”。1950 年，Skipper 等人 [4] 报告称，单独使用大剂量 FA 以及与氨基蝶呤联合使用大剂量 FA 可以调节移植急性 Ak4 株白血病小鼠的生存率。他推测脂肪酸是 Ak4 白血病的控速因子。过量的脂肪酸明显加速了白血病进程，导致动物比未接受治疗的对照组先死亡。Corcino 等人于 1971 年 [5] 和 Green 于 1994 年 [6] 报道了维生素 B12 会加速恶性贫血患者的 CML 进程。2009 年，Tisman 等人 [7] 提出证据表明，维生素 B12 耗竭会导致前列腺癌去分化加速，而给予一名局限性前列腺癌和恶性贫血患者维生素 B12 后，前列腺癌会加速发展。2009 年，Figueiredo 等人 [8] 报道了一项为期 10 年的大型随机对照临床试验的结果，其中一组男性每天口服 1000 μg 脂肪酸。他们观察到，与对照组相比，前列腺癌的发病率几乎增加了两倍。最后，Lawson 等人 [9] 于 2007 年发表的一份报告描述了前列腺癌分期与复合维生素使用之间的直接关系。在那段时期，大多数复合维生素都含有额外的 400 μg 脂肪酸。
我们的患者是一名 71 岁的白人男性，1997 年被诊断患有前列腺癌。他的基线 PSA 水平为 8 ng/mL。所有六个活检中心均含有 90% 的格里森评分为 3+4 = 7 的腺癌，并且观察到神经周围侵犯。患者的临床分期为 T1c。他选择了间歇性雄激素剥夺 (IAD) 疗法，使用氟他胺、亮丙瑞林和非那雄胺。2007 年，在第三个 IAD 周期后，他的 PSA 水平缓慢升高至 3 ng/mL 范围，血清睾酮仍保持在 < 20 ng/dl。连续抗雄激素停药、酮康唑、己烯雌酚、雌莫司汀和透皮 β-雌二醇治疗，以及尝试低剂量口服环磷酰胺和卡培他滨，同时接受亮丙瑞林维持治疗，但均有暂时有效或无效。
患者重新分期，骨扫描和计算机断层扫描仅显示生化 PSA 复发的证据。然后他每四周接受三周 30 mg/m2 多西他赛治疗，同时继续接受亮丙瑞林治疗。他的 PSA 水平持续呈指数上升，持续 18 周，因此我们假设他对多西他赛有耐药性。患者透露，他正在摄入 10 个每日剂量单位的 Intrinsi B12/叶酸补充剂（Metagenics，美国加利福尼亚州圣克莱门特）。每个剂量单位含有 20 毫克猪内在因子和 500 μg 维生素 B12，以及 400 μg 脂肪酸和 400 μg L-5-甲基四氢叶酸（总共 800 μg 混合脂肪酸）。2010 年 2 月 11 日，他的 PSA 水平达到 21.3 ng/mL，2010 年 2 月 25 日，他的血清脂肪酸水平测定为 134 ng/mL（正常范围为 5 ng/mL 至 24 ng/mL），他的血清维生素 B12 水平 > 1500 pg/mL（正常范围为 300 pg/mL 至 900 pg/mL），他的血清睾酮水平 < 20 ng/mL（正常范围为 212 ng/mL 至 755 ng/mL），总血清同型半胱氨酸为 12.0 μmol/L（正常范围为 7 μmol/L 至 12 μmol/L）。
患者在第 900 天停止口服补充剂（图 1），两周内血清 PSA 水平开始下降。撰写本文时，他的 PSA 水平为 2.08 ng/mL。他继续每周接受多西他赛化疗。他最后一次血清 FA 水平为 4.0 ng/mL（边缘缺乏），血清维生素 B12 水平为 377 pg/mL，总血清同型半胱氨酸水平为 17.8 μmol/L。
图 1
我们的患者前列腺特异性抗原反应的临床过程。
讨论
高剂量叶酸、脂肪酸和维生素 B12 代谢相互作用可能调节了该患者对 PSA 治疗的反应。图 2 总结了叶酸和 B 族维生素生物化学与 DNA-胸腺嘧啶 (DNA-T) 的从头和补救途径以及 CH3 基团通过脂肪酸及其维生素单体转移到通用甲基化剂 S-腺苷甲硫氨酸 (SAM) 的表观遗传调控作用的关系。
图 2
叶酸与维生素 B12、B6 和 B2 之间的代谢相互作用。677C → T 耐热多态性与 B2 NAD 辅因子的相互作用减弱，使纯合子中的 MTHFR 功能丧失高达 70%。15% 的人口是纯合子（2 个遗传基因），50% 是杂合子（1 个遗传基因）。在存在这种突变（677C → T）的情况下，当叶酸充足时，该途径提供足够的 SAM 来维持 DNA 甲基化，并分流更多的 5,10 亚甲基 THF 来支持 DNA 合成，减少尿嘧啶错误掺入 DNA，使结肠癌和急性淋巴细胞白血病的发病率降低 50% 以下。但是，在存在突变的情况下，如果叶酸低，则 SAM DNA 甲基化可能会增加或减少，并且从头 DNA 胸苷合成可能会减少。正常的细胞内甲基化叶酸形式被破坏，这些扰动全部或部分导致结肠癌、乳腺癌、胃癌、宫颈癌和前列腺癌发病率增加。在大多数情况下，通过 dTMP 生成进行的 DNA 合成优先于 SAM DNA 甲基化。最近发现，丝氨酸羟甲基转移酶 (SHMT) 可将叶酸代谢转向有利于新 TMP - DNA 合成的方向。发现 B2 可调节（减轻）MTHFR 多态性的影响。饮食和所有 B 族维生素水平会调节各种叶酸途径，从而增加恶性肿瘤的风险！新发现的 DHFR 多态性（rs1677693 和 rs1643659）可使风险降低 30%，而 MTR 多态性（rs4659744）仅在没有 FA 补充剂或 FA 补充饮食的情况下，可使结肠癌风险降低 25%。 B 族维生素浓度和酶多态性的变化可能会产生不可预测的 DNA 甲基化变化，部分原因是 DNA 甲基转移酶浓度和 SAM/SAH 浓度发生变化，即叶酸缺乏可能导致整体 DNA 低甲基化和特定 CpG 高甲基化。
图 2 说明了维生素 B12 对 L-甲基-THF 的“解离”。这种解离将活性还原叶酸再生为四氢叶酸 (THF)。DNA-T 的形成依赖于 5,10-亚甲基-THF，它将其 CH3 基团传递给脱氧尿苷单磷酸，从而形成胸苷单磷酸 (TMP)。TMP 随后被磷酸化，形成胸苷三磷酸，后者以 DNA-T 的形式掺入 DNA 中。在缺乏足够还原的叶酸的情况下，尿嘧啶而不是胸腺嘧啶被掺入 DNA，从而影响 DNA 及其合成。掺入的尿嘧啶会导致基因点突变，并可能引发恶性转化。 FA 干扰二氢叶酸还原酶 (DFR) 和甲基四氢叶酸还原酶 L-甲基-THF (MTHFR) 的多态性，即 MTHFR 667TT，抑制 5-甲基四氢叶酸还原酶 (5-甲基-THF) 的生成。吡哆醇 (维生素 B6) 部分通过丝氨酸羟甲基转移酶 (SHMT) 发挥作用，该酶的活性将 5,10-亚甲基-THF 引导至 DNA-T 的从头合成方向，从而最大限度地减少尿嘧啶错误掺入 DNA。
脂肪酸并非自然存在于自然界中。1998 年，美国政府规定食品供应中必须添加脂肪酸，以预防神经管出生缺陷。这一举措与正常血清叶酸水平中位数增加三倍有关。然而，与二氢叶酸 (DHF) [10] 相比，脂肪酸对 DFR 的亲和力要低 3000 倍，并且高浓度的脂肪酸可能会引起空间干扰，从而阻碍天然 DHF 还原为 THF，并限制还原叶酸的供应。在美国，在正常饮食的同时摄入 Centrum Silver 等复合维生素（辉瑞消费者保健公司，美国新泽西州麦迪逊）通常与脂肪酸维生素过多症有关，而这种维生素过多症的水平已被证明与不自然的循环脂肪酸水平有关。在我们的实践中，新患者的血清叶酸水平通常超过 25 ng/mL，有时甚至超过 100 ng/mL。摄入大量脂肪酸会影响细胞内叶酸维生素从甲基四氢呋喃到非甲基四氢呋喃的混合[11,12]。Lucock 和 Yates [12] 等人提出，细胞内使用亚甲基四氢呋喃进行 DNA-T 而不是蛋氨酸合成之间的平衡可能取决于 MTHFR 677T 多态性和高血清脂肪酸水平的存在。他们指出，长期服用大剂量脂肪酸与细胞内亚甲基、次甲基、甲酰基和未取代叶酸浓度的大幅降低有关，而维生素 B12 依赖性、MTHFR 催化的甲基四氢呋喃水平的生成则降低（图 2）。这种转变的生物学后果尚未得到彻底研究。
Smulder 等人 [13] 证实了维生素 B12 和叶酸减少的其他重要代谢相互作用，包括叶酸和维生素 B12 依赖性，即同型半胱氨酸转化为蛋氨酸，从而最大限度地减少有毒的同型半胱氨酸，同时产生通用甲基化剂/表甲基化剂 SAM。由于 FA/叶酸浓度的变化以及维生素 B12、维生素 B6 和核黄素 (维生素 B2) 的过量或不足，SAM/S-腺苷同型半胱氨酸 (SAM/SAH) 比率的变化可能会调节叶酸维生素的活性。MTHFR 及其多种多态性也有深远的影响 [14,15]。高剂量的维生素 B2 和叶酸可增强 MTHFR 辅因子黄素腺嘌呤二核苷酸 (FAD) 与 MTHFR 及其 MTHFR 677T 多态性的结合。这种 FAD 辅因子结合在 MTHFR (TT) 和 MTHFR (CT) 多态性中被削弱，分别产生 60% 和 30% 的低热不稳定性酶效率。杂合 MTHFR (CT) 存在于约 40% 的美国人口中，而两个 MTHFR (TT) 等位基因拷贝存在于约 10% 的美国人口中。
B族维生素的浓度和各种辅酶多态性的存在最终会影响基因表达和肿瘤行为。Colline等人发现，血清叶酸水平较高与局限性前列腺癌风险增加[16]和进展更快[17]有关。
启动子胞嘧啶-磷酸-鸟苷 (CpG) 岛内胞嘧啶碱基的可遗传表甲基化与癌症的发生、发展和进展之间的联系已得到充分证实 [18,19]。谷胱甘肽 S 转移酶 (GSTP1) 基因的甲基化说明了其与前列腺癌发生的相关性。GSTP1 基因的表甲基化在正常前列腺组织中不存在，在 6.4% 的增生性炎性萎缩（前列腺癌的前体病变）中存在。70% 的高级别前列腺上皮内瘤变（与前列腺癌随后发展相关的标志性病变）患者和 90% 的前列腺癌患者中观察到 GSTP1 高甲基化 [20]。
2009 年，Figueiredo 等人 [8] 报告了一项研究结果，他们向 327 名男性和 316 名对照组男性分别补充 1000 μg 脂肪酸，研究持续了大约 10 年。他们的临床对照研究显示，补充脂肪酸的组患前列腺癌的几率几乎高出三倍（25 名患者 vs. 9 名患者；P= 0.007（对数秩检验），年龄调整后的风险比为 2.63）。Hultdi 等人 [21] 在瑞典进行的一项研究中发现，补充维生素 B12 会使患前列腺癌的风险增加三倍。
Yegnasubramanianet al。[22] 指出，在前列腺癌变过程中，整体 DNA 低甲基化发生的时间晚于 CpG 岛高甲基化。这些变化发生在前列腺癌进展和转移播散过程中。因此，DNA 甲基化不仅可能是致癌的原因，也是肿瘤去分化以及不稳定基因突变的原因，从而导致肿瘤刺激和转移。Colline 等人 [16,17] 发现两种叶酸通路多态性 (MTR 2756A > G 和 SHMT1 1420C > T) 和循环维生素 B12 浓度与前列腺癌风险增加有关。Bistulfiet al。[23] 证明前列腺细胞极易受到轻度叶酸缺乏引起的遗传和表观遗传变化的影响。
E-钙粘蛋白是一种跨膜糖蛋白，属于细胞粘附分子钙粘蛋白家族，通过钙依赖性相互作用介导细胞间粘附。E-钙粘蛋白可能在肿瘤侵袭和转移中起肿瘤抑制基因的作用，在许多癌症中，E-钙粘蛋白的表达减少或缺失，可预测肿瘤进展和患者预后不良。在前列腺癌中，E-钙粘蛋白表达减少与患者样本和人类细胞系中其启动子的高甲基化相关 [24]。Pelliset 等人 [25] 指出，在高浓度 FA（100 ng/mL）存在下孵育与体外结肠癌细胞中 E-钙粘蛋白表达显着下降有关[25]。
正如上文关于我们的患者所讨论的，许多可能的 FA 和维生素 B12 途径可能调节了前列腺肿瘤的生长。我们并不是第一个观察到对 B 族维生素有反应的前列腺癌患者 [7]。我们认为，我们患者体内观察到的 PSA 变化可能与血清叶酸和/或维生素 B12 水平的变化有关。
由于在用药 18 周期间没有出现 PSA 反应，因此多西他赛疗法被认为无效。但是，由于在多西他赛治疗期间停用 B 族维生素后 PSA 下降，因此继续使用该药物，因为担心该药物与 B 族维生素之间可能存在未知的关系。文献搜索并未支持多西他赛或其他紫杉烷与 B 族维生素之间存在直接代谢相互作用；但是，有证据表明，许多药物（包括多西他赛）的化疗耐药性是通过 DNA 表甲基化介导的 [26–28]。因此，我们认为叶酸/维生素 B12 介导的 DNA 表甲基化变化可能逆转多西他赛耐药性。正是出于这个原因，我们的患者继续按照原计划接受多西他赛治疗。
在大鼠中，阉割导致前列腺组织中各种叶酸辅酶的含量和分布发生显著变化，而睾酮替代疗法可以逆转这种变化 [29]。阉割导致前列腺 DHF 还原酶 (DHFR)（一种主要的限速酶）以及 10-甲酰-THF 合酶和 SHMT 活性受到抑制。细胞质 SHMT 与维生素 B6 协同作用，作为一种代谢开关，具有至少三种功能（图 2）：(1) 它通过有利于甘氨

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