饮食、血糖与癌症：跨脊椎动物的奇妙关联 —— 解开癌症易感性差异之谜

研究人员探究脊椎动物饮食、血浆葡萄糖与癌症患病率关系，发现二者无直接联系，为癌症研究提供新视角。

　　

探索生命密码：饮食、血糖与癌症的跨脊椎动物之旅

在生命科学的神秘领域中，癌症一直是令人瞩目的焦点。不同物种患癌风险差异巨大，鸟类血浆葡萄糖浓度高，但其癌症患病率却低于其他脊椎动物。这一奇特现象引发了科学家们的浓厚兴趣：饮食、血浆葡萄糖和癌症之间究竟有着怎样的关系？这个问题不仅关乎我们对生命奥秘的探索，更可能为癌症防治带来新的曙光。

为了解开这一谜团，来自美国亚利桑那州立大学等多个研究机构的科研团队踏上了探索之旅。他们的研究成果发表在《Nature Communications》上，为我们打开了一扇了解癌症易感性差异的新窗口。

研究人员开展了一项大规模的跨脊椎动物研究，收集了多达 273 种脊椎动物的饮食、平均血浆葡萄糖浓度和肿瘤（neoplasia）数据。通过深入分析这些数据，试图找出饮食、血浆葡萄糖浓度与癌症患病率之间的潜在联系。研究主要采用了以下关键技术方法：

1. 数据收集：从现有的数据库中获取饮食、血浆葡萄糖浓度、肿瘤患病率等数据，还收集了包括身体质量、妊娠期 / 孵化期长度、最大寿命等可能影响癌症患病率的相关信息。这些数据来源广泛，如 ZIMS 数据库、已发表的文献等。
2. 统计分析：运用 R 语言和相关软件包进行复杂的统计分析。通过系统发育广义最小二乘法（PGLS）回归控制物种间的系统发育非独立性，进行多元和单变量分析，并对数据进行转换处理以满足统计检验的要求，还使用错误发现率（FDR）校正来确保结果的可靠性。

研究结果如下：

1. 饮食与血浆葡萄糖的关系：在对脊椎动物的综合分析中，经过多次测试校正后，研究人员发现饮食与平均血浆葡萄糖浓度之间不存在相关性。无论是营养级（如食草动物、食虫动物、初级食肉动物和次级食肉动物）、饮食中各类食物的百分比，还是整体饮食类型（食草动物、杂食动物、食肉动物），都无法解释血浆葡萄糖浓度的差异。
2. 血浆葡萄糖与癌症的关系：虽然最初的分析显示血浆葡萄糖浓度高的物种似乎患癌和患肿瘤的概率更低，但进一步研究发现，这种关系主要是由鸟类、哺乳动物和爬行动物之间的差异驱动的。在鸟类、哺乳动物和爬行动物各自的分类群内部，血浆葡萄糖浓度与癌症或肿瘤患病率并无关联。当以血浆葡萄糖浓度为自变量，并控制其他与癌症或肿瘤患病率相关的因素（如身体质量、最大寿命、妊娠期、营养级和驯化等）后，发现癌症和肿瘤患病率与血浆葡萄糖浓度仍然相互独立。
3. 癌症与饮食的关系：在营养级方面，初级食肉动物的肿瘤患病率高于食草动物，但这一差异只有在控制了驯化因素后才显著，在单变量分析或同时控制血浆葡萄糖浓度和驯化因素时并不明显。而饮食中各类食物的百分比（如果实、植物、无脊椎动物、种子等）、基于植物或动物的食物比例以及饮食类型，与癌症或肿瘤患病率均无相关性。

在讨论部分，研究人员对这些结果进行了深入思考。鸟类较高的血浆葡萄糖浓度和较低的肿瘤患病率可能与它们的进化适应有关。大约 2.52 亿年前，在二叠纪 - 三叠纪边界，大气中氧气浓度急剧下降，随后又逐渐上升。这种环境变化导致鸟类的代谢途径与哺乳动物和爬行动物产生分歧。鸟类可能适应了高能量消耗和脂肪酸代谢，而不是依赖葡萄糖。此外，鸟类大多数组织中缺乏 GLUT4 免疫反应性葡萄糖转运蛋白，细胞内葡萄糖以糖原形式储存较少，活性氧（ROS）生成减少，抗氧化剂尿酸水平较高，抗氧化剂 NRF2 在大多数鸟类中组成性表达。这些因素共同作用，可能使得鸟类具有较低的肿瘤患病率。

同时，研究也指出了一些局限性。例如，数据集中物种的饮食、血浆葡萄糖浓度和癌症患病率数据可能来自不同个体，无法准确反映同一动物的真实情况；部分数据存在缺失，可能影响分析结果的准确性；某些类型的癌症可能难以检测，可能导致数据偏差。

尽管存在这些不足，这项研究仍然具有重要意义。它揭示了饮食、血浆葡萄糖浓度与癌症患病率之间复杂的关系，为我们理解癌症在不同物种中的易感性差异提供了新的线索。未来的研究可以进一步探索鸟类抑制癌症的机制，或许能从中获得灵感，为人类癌症的预防和治疗开辟新的道路。随着比较基因组学等技术的发展，我们有望更深入地了解不同物种中与葡萄糖转运和癌症相关的基因通路，为攻克癌症这一难题带来新的希望。