核黃素預防惡性腫瘤的研究進展△

羅賢懋，林培中，劉雨菁，喬友林

國家癌癥中心/國家腫瘤臨床醫學研究中心/中國醫學科學院北京協和醫學院腫瘤醫院腫瘤流行病學研究室，北京100021

核黃素又稱維生素B2，是人體內的兩種黃素輔酶，即是黃素單核苷酸（flavin mononucleotide，FMN）和黃素腺嘌呤二核苷酸（flavin adenine dinucleotide，FAD）的重要組成部分，并參與機體的生物氧化及能量等一系列酶促反應。核黃素攝入不足是發展中國家居民營養的嚴重問題之一。1982、1992、2002年，中國平均每標準人日核黃素攝入量分別為0.9、0.8、0.8 mg[1]，僅為推薦攝入量的61%～69%；2010—2012年的攝入量仍為0.8 mg，低于平均需要量的人群比例達90.2%[2]。在經濟較發達國家的特定人群（青少年、孕婦、乳母、嗜酒者和老年人等）中，核黃素營養不足也是常見現象。歐美19個國家30項關于老年人（≥65歲）營養研究的薈萃分析表明，男性、女性核黃素攝入量低于平均需要量的比例分別為41%和31%[3]。近年來，關于核黃素營養不足和缺乏與人類健康，特別是與惡性腫瘤預防關系的研究逐漸增多。

1 核黃素與惡性腫瘤的關系

1.1 核黃素與食管鱗狀細胞癌

20世紀60年代，中國在食管癌高發區開始進行大規模的現場防治研究。通過一系列的營養調查、動物實驗和臨床研究，發現高發區居民核黃素攝入不足或缺乏可能與食管鱗狀細胞癌（esophageal squamous cell carcinoma，ESCC）的發病有關。沈瓊等[4]和丁鎮偉等[5]分別對數以千計的食管上皮增生患者進行干預，發現核黃素能明顯抑制食管上皮增生的進展，并降低ESCC的發病風險。中美合作的林縣營養長期干預試驗結果顯示，40歲以上人群服用核黃素和煙酸可使ESCC的發病率降低15%[6]。在該干預試驗結束25年后，仍可以觀察到核黃素和煙酸降低ESCC發病風險的作用（HR=0.92，95% CI：0.85～1.00，P=0.04）[7]。國際癌癥研究署（International Agency for Research on Cancer，IARC）于河南省輝縣采用核黃素、維生素A和鋅進行了為期1年的干預試驗，使食管上皮微核細胞率明顯下降[8]。鄭素芳負責鹽亭試驗的設計和執行，于四川省鹽亭縣6個鄉（n=53 153）進行了核黃素強化碘鹽預防ESCC的試驗[9]，經過5年的干預后，試驗組男性、女性食管上皮增生逆轉的可能性分別是對照組的3.8和10.0倍（P=0.04、0.001）[10]；試驗組男性、女性干預期（1992—1996年）的ESCC發病率與干預停止期（1997—2001年）比較，分別下降了30.2%和35.9%，試驗組ESCC的發病率低于對照組（P=0.0001）[9]。在22 093例河北省磁縣居民中開展的干預研究結果表明，補充核黃素者的營養狀況得到明顯改善（P＜0.01）；2250例居民的內腔鏡食管黏膜加碘染色和多點活檢結果顯示，干預組患者的食管黏膜健康狀況優于對照組（P＜0.04），ESCC的發生率亦低于對照組，但差異無統計學意義[11-12]。2016年，林州市開展的另一項營養干預研究納入了498例ESCC患者、255例賁門腺癌患者和947例非惡性腫瘤的對照居民，通過分析其基線血清核黃素含量發現，核黃素含量高組（Q4）ESCC的發病風險較核黃素含量低組（Q1）降低了 44%（HR=0.56，95% CI：0.41～0.75，趨勢檢驗P＜0.01）[13]。于廣東潮汕地區開展的病例對照研究發現，血漿核黃素水平較高的ESCC患者，其術后5年無復發率和5年總生存率均明顯高于血漿核黃素水平較低的患者（P=0.002、0.007）[14]。

Wang等[15]曾對25 000例ESCC患者和正常人群進行全基因組關聯分析和外顯子測序發現核黃素轉運基因2（riboflavin transporter 2，RFT2），通過對RFT2基因1139C＞T位點的大標本進行研究發現，相對于CC基因型，CT和CT+TT基因型可降低ESCC的易感性；在ESCC低發區人群中，CT和CT+TT基因型的分布頻率明顯高于高發區人群[16]。該團隊的最新研究還發現，RFT2不僅是重要的ESCC易感基因，還可能通過NOTCH1-P53-Rb信號通路影響ESCC的發生[17]。2012—2015年，共有6項有關核黃素轉運蛋白RFT2及其mRNA在食管癌和手術切緣正常對照組織中表達差異的研究，報道的結果相互矛盾，關于RFT2在腫瘤細胞內的亞細胞定位分布情況的報道也不一致[18-23]。Jiang等[19]較為詳盡地研究了RFT2的生物學功能，發現敲低RFT2的表達可抑制ESCC細胞增殖，上調RFT2的表達不僅能夠促進腫瘤細胞增殖，還能增強腫瘤細胞對順鉑的耐藥性及裸鼠皮下成瘤等，并認為腫瘤細胞中RFT2表達的上調是為自身繁殖需要更多核黃素而作出的反應。商曉青等[24]進行的病例對照研究發現核黃素轉運蛋白家族的另一成員RFT1 rs346821位點基因型與新疆哈薩克族食管癌的發病風險也有明顯的相關性。但是，在荷蘭白種人群中進行的病例對照研究卻未發現ESCC、腺癌和正常人群中的PLCE1和C20orf54基因型分布存在明顯差異[25]。這種差異形成的原因可能與不同人群的社會經濟及營養狀態存在差異有關。不能排除核黃素轉運蛋白在食管癌發病中的作用可能受核黃素攝入水平的影響。

1.2 核黃素與胃癌

Eussen等[26]在歐洲10個國家的多中心前瞻性研究中發現，血漿核黃素水平較高可能降低胃癌的發病風險（RR=0.85，95% CI：0.72～1.01，P=0.06）。上海婦女健康研究（包括從73 009例中國婦女中確定的323例遠端胃癌病例）對核黃素攝入量進行分析，結果表明，在絕經期前的婦女中，與攝入量最低組患者比較，攝入量最高組患者的胃癌發病風險降低 65%（HR=0.35，95% CI：0.17～0.73，P=0.02）[27]。新疆學者的研究發現，胃癌患者血漿和腫瘤組織中的核黃素水平及胃癌組織中RFT2mRNA和RFT2蛋白的陽性表達率均明顯低于對照組；無幽門螺桿菌（Helicobacter pylori，HP）感染的胃癌患者的血漿核黃素水平明顯高于存在HP感染者，推測RFT2表達的下調可導致核黃素吸收障礙，增加胃癌的發病風險，而HP感染則可能增加核黃素的消耗，其影響亦不可低估[28-30]。

1.3 核黃素與結直腸癌

3項歐洲研究表明，核黃素攝入量或血漿核黃素含量較高能降低結腸腺瘤和癌變的風險[31-33]。加拿大的病例對照研究報道，膳食和保健用的核黃素可降低結直腸癌（colorectal cancer，CRC）的發病風險（OR=0.61，95% CI：0.47～0.78，P=0.01）[34]。美國對88 054例絕經后婦女進行的隊列研究[35]及Liu等[36]對8項研究進行的薈萃分析也證實了核黃素攝入量與CRC的發病風險呈負相關。歐洲10個國家的多中心隊列研究表明血漿核黃素水平高可降低 CRC 的發病風險（RR=0.71，95% CI：0.56～0.91，P=0.02）[37]；瑞典北方健康與疾病研究也得到類似結果[38]。但在日本的病例對照研究[39]、上海婦女健康研究[40]和Yoon等[41]進行的關于美國護理人員及男性醫務人員健康的研究中，未發現核黃素攝入量對CRC發病的影響。Yoon等[41]認為陰性結果的產生可能與觀察對象的核黃素攝入量較高有關（男性、女性的中位核黃素攝入量分別為3.2、3.0 mg/d，而推薦攝入量僅為1.3、1.1 mg/d）。上海婦女研究中，5組人群的核黃素攝入量分別僅為0.62、0.68、0.79、0.94、1.22 mg/d，絕大多數人群的核黃素攝入量偏低（中國成年婦女推薦攝入量為1.2 mg/d）也可能影響觀察結果[40]。加拿大的另一項大規模的婦女健康隊列研究未觀察到核黃素對CRC發病風險的影響[42]，而是否與未統計保健用的核黃素有關，亦有待進一步探討。一項意大利的研究發現，CRC組織與正常黏膜組織中RFT的轉錄/翻譯存在差異[43]。

1.4 核黃素與宮頸癌

3項美國的病例對照研究證實核黃素營養不足可增加宮頸癌前病變的發生風險[44-46]。陳瑞娣和丁愛華[47]研究發現，核黃素栓劑治療宮頸癌前病變的總有效率為56%。在鹽亭核黃素鹽干預試驗中，宮頸癌的發生率明顯下降（P=0.0058）[10]。新疆維吾爾族婦女宮頸癌組織中RFT2的陽性表達率明顯高于正常對照組織，癌前病變及宮頸癌患者血漿和宮頸癌組織中核黃素的水平也低于相應的對照組織；在HPⅤ16/18感染陽性的組織中，核黃素含量也明顯減少，提示慢性感染可能導致核黃素過度消耗[48-49]。

1.5 核黃素與乳腺癌

意大利的病例對照研究表明，核黃素攝入量最高組與核黃素攝入量最低組比較，乳腺癌的發病風險明顯降低（RR=0.48，95% CI：0.32～0.71，P＜0.01）[50]。Yu等[51]的薈萃分析報道，核黃素攝入量增高可降低乳腺癌的發病風險。歐洲癌癥與營養前瞻性研究（意大利部分）報道：基線血漿核黃素水平較高能明顯減少絕經期前婦女患乳腺癌的風險（RR=0.45，95% CI：0.21～0.94，P=0.021）[52]。上海婦女健康研究未發現核黃素攝入量對絕經期前、絕經期后婦女乳腺癌發病的影響[53]，與瑞士[54]、日本[55]和美國[56]類似研究的結果基本一致。中國婦女的核黃素攝入量很低（平均值僅0.79 mg/d），但乳腺癌的發病率在世界范圍處于中低水平，目前還不足以說明核黃素缺乏對中國婦女乳腺癌發病的影響。

1.6 核黃素與肺癌

上海婦女健康研究發現，核黃素攝入量與不吸煙婦女的肺癌風險呈負相關（HR=0.62，95% CI：0.43～0.89，P=0.03）[57]。澳大利亞[58]和美國[59]的相關研究在吸煙人群中也得到類似結果。臺灣的一項病例對照研究報道，非小細胞肺癌患者的紅細胞核黃素含量明顯低于對照者[60]。但是，在對于血清核黃素含量與肺癌風險關系的隊列研究中均未發現其存在明顯的相關性[42,61-62]。

1.7 核黃素與白血病

在杭州和沈陽的3所醫院開展的病例對照研究（各442例患者）中[63]，核黃素攝入量高可降低白血病的發生風險（OR=0.62，95% CI：0.4～0.96，P=0.02）。印度的一項研究報道，核黃素攝入不足可能與小兒急性淋巴細胞白血病（acute lymphoblastic leukemia，ALL）有關[64]。美國加州的一項研究發現，當西班牙裔母親孕期前一年的核黃素攝入量≥1.5 mg/d時，可有效降低子女ALL的發病風險（OR=0.69，95% CI：0.49～0.97）[65]。但荷蘭的一項隊列研究未發現核黃素攝入量對成人白血病的發生具有影響[66]。

1.8 核黃素與卵巢癌

加拿大的一項隊列研究納入了89 835例婦女，其中卵巢癌患者264例，研究結果顯示，核黃素攝入量較高可降低卵巢癌的患病風險（HR=0.57，95% CI：0.37～0.86，P=0.05）[42]。

1.9 核黃素與神經膠質瘤

Fu等[67]研究發現，與正常腦組織比較，RFT2在神經膠質瘤組織中高表達，且關于RFT2生物學功能的研究結果與Jiang等[19]進行的食管癌研究的結果基本一致。

1.10 核黃素與其他部位惡性腫瘤

希臘的一項病例對照研究曾報道核黃素攝入量高可降低子宮內膜癌的發生風險[68]，但上海以人群為基礎的病例對照研究僅發現核黃素與葉酸攝入量均高時才可能降低其發病風險[69]。澳大利亞的一項隊列研究結果表明，核黃素攝入量與前列腺癌的發病風險呈較弱的U型負相關[70]。中國青海發現編碼RFT2的SLC52A3基因單核苷酸多態性對鼻咽癌易感性有明顯影響[71]。瑞典的一項前瞻性研究報道，血漿核黃素水平過高會增加前列腺癌的發生風險[72]。歐洲癌癥與營養前瞻性研究及墨爾本協作隊列研究[73]均未發現血漿核黃素水平對腎癌的發病有影響。新加坡華人健康隊列研究報道，核黃素攝入量與胰腺癌的發病無明顯相關性[74]。

2 核黃素的防癌機制

早期的動物實驗已證實，核黃素缺乏可導致體內與致癌物代謝有關的酶的活性發生變化，使DNA修復出現異常，或促進致癌物與DNA形成加合物而致癌。核黃素的抗氧化作用在以往的研究中曾被忽視，氧化應激與包括惡性腫瘤在內的多種慢性疾病有關[75]。氧化應激是指細胞內的活性氧增多或去活性氧的能力降低，是DNA損傷的主要機制。谷胱甘肽（glutathione，GSH）是機體固有的抗氧化成分，在清除各種細胞內活性氧的同時自身被氧化成氧化型谷胱甘肽（oxidized glutathione，GSSG），以FAD為輔基的GSH還原酶可將GSSG還原為GSH，恢復其抗氧化功能[75]。核黃素還能增強機體多種抗氧化酶的活性，保護基因組的遺傳穩定性和防止細胞發生癌變[75]。核黃素營養不足和缺乏可使以FAD為輔基的亞甲基四氫葉酸還原酶（methylenetetrahydrofolate reductase，MTHFR）的活性降低，導致5-甲基四氫葉酸合成不足，影響同型半胱氨酸（homocysteine，Hcy）向蛋氨酸轉化，使血漿Hcy水平升高，而高Hcy血癥已被多項研究證實是一些惡性腫瘤發生的獨立危險因素[76]。在核黃素干預Hcy水平升高的研究中，Mc-Nulty等[77]發現核黃素具有基因特異性效應，即可以有效地降低MTHFR C677T基因表型為TT個體的Hcy水平，對表型為CC或CT的個體無影響。還有研究表明，食管癌患者血漿及食管癌組織中核黃素的含量異常降低，且其含量降低越明顯，食管癌組織中促增殖基因的含量越高，增殖抑制基因的含量越低[78]。核黃素轉運蛋白在腫瘤組織中的表達和分布對癌變過程的影響和機制還有待進一步研究。

3 小結與展望

目前，關于探討核黃素攝入量或其血樣水平對惡性腫瘤發病風險的影響的國內外研究已較多，但此類研究有一定的局限性，如受試人群攝入的核黃素均低于或超過其推薦攝入量時就不易探測到核黃素與惡性腫瘤風險的相關性[40-41]；核黃素營養缺乏是否為惡性腫瘤發病的危險因素還需相應的干預試驗予以確證。“八五”期間，鹽亭試驗為針對降低食管癌發病的干預方法的建立作出了獨特的貢獻：與河南省林州市和輝縣的基于國際協作的干預試驗不同，鹽亭試驗是根據核黃素阻斷治療癌前病變有效、食鹽專營管理、農村人口流動性小等中國實情進行的，其僅將核黃素添加到食鹽（100～150 mg/kg，簡稱黃鹽）作為干預手段，以鄉作為觀察隊列，并對受試者進行10年隨訪，為降低食管癌的發病率提供了切實、可行、安全、經濟、有效的措施。黃鹽的研制載入1990第12期《中國技術成果大全》，并為制訂GB14880-1994提供了依據。“九五”期間，在林州和磁縣推廣黃鹽得到了各級領導的大力支持，并安排鹽廠生產，每公斤加價不超過0.2元（鹽亭核黃素由科研費支付，黃鹽與碘鹽等價供應）。1999年，林州市試點銷售14噸；2001年全市推廣，2006年增加至200余噸；2000年5月，磁縣開始供應，推廣較快，2001年底前已售出1100噸。然而，為了降低食鹽攝入量以控制高血壓等慢性疾病的發生，2012年衛生部制定的GB14880-2012《食品營養強化劑使用標準》取消了食鹽作為營養強化的載體。投產和銷售13年后的黃鹽從食管癌高發區市場消失。21世紀初，世界衛生組織除了推薦食鹽加碘外，還推薦食鹽加氟預防齲齒[79]；在限制食鹽攝入的同時，并未禁用食鹽作為碘和氟的載體來預防相應的疾病。從2000年開始，林州市每3年一組的年平均食鹽銷售量分別為5912、5868、5805、5279和4902噸，而2013年，人口較2000年增加了10.41%，黃鹽的推廣并未增加居民的食鹽消費。2015年，林州市、磁縣和鹽亭腫瘤防治研究所及“九五”有關課題負責人曾聯合向國家衛生計生委疾控局反映黃鹽干預試驗的情況，并請求準予恢復高發區黃鹽供應。可能“九五”期間曾發文件支持此項研究的領導多已退休，目前又無相應的國家科研項目，而且還涉及國家標準等問題，一直未能按要求由各級行政部門逐級上報立案處理。鹽亭與磁縣干預試驗取得的初步成果顯示，中國的此項研究有望取得重大突破。中國食管癌高發區均設有符合腫瘤登記質量標準的組織，在進一步確證黃鹽預防食管癌效果的同時，也可查看對其他惡性腫瘤的影響（如鹽亭試驗中宮頸癌的發病率也明顯下降）。近年來，越來越多的研究還顯示，核黃素對預防心血管系統疾病、腦血管系統疾病、白內障、貧血及骨質疏松性骨折等慢性退行性疾病也有一定的預防作用。若能盡早恢復黃鹽的供應，不僅對高發區居民預防腫瘤等常見病會產生社會效益，還可為核黃素與健康關系的研究提供了極好的條件，對改善中國居民長期核黃素攝入不足的現狀也會產生積極影響。中國食管癌的發病率和病死率約占全球的一半[80]，食管癌也是中國重點防治的惡性腫瘤之一，核黃素強化鹽預防食管癌是在“七五”到“九五”國家攻關課題支持下才得以順利進行的。希望負責疾控政策制定的機構能組織專人對上述有關情況進行審議，以便引領核黃素預防惡性腫瘤的研究走出當前的困境。