核黄素预防恶性肿瘤的研究进展△

罗贤懋，林培中，刘雨菁，乔友林

国家癌症中心/国家肿瘤临床医学研究中心/中国医学科学院北京协和医学院肿瘤医院肿瘤流行病学研究室，北京100021

核黄素又称维生素B2，是人体内的两种黄素辅酶，即是黄素单核苷酸（flavin mononucleotide，FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（flavin adenine dinucleotide，FAD）的重要组成部分，并参与机体的生物氧化及能量等一系列酶促反应。核黄素摄入不足是发展中国家居民营养的严重问题之一。1982、1992、2002年，中国平均每标准人日核黄素摄入量分别为0.9、0.8、0.8 mg[1]，仅为推荐摄入量的61%～69%；2010—2012年的摄入量仍为0.8 mg，低于平均需要量的人群比例达90.2%[2]。在经济较发达国家的特定人群（青少年、孕妇、乳母、嗜酒者和老年人等）中，核黄素营养不足也是常见现象。欧美19个国家30项关于老年人（≥65岁）营养研究的荟萃分析表明，男性、女性核黄素摄入量低于平均需要量的比例分别为41%和31%[3]。近年来，关于核黄素营养不足和缺乏与人类健康，特别是与恶性肿瘤预防关系的研究逐渐增多。

1 核黄素与恶性肿瘤的关系

1.1 核黄素与食管鳞状细胞癌

20世纪60年代，中国在食管癌高发区开始进行大规模的现场防治研究。通过一系列的营养调查、动物实验和临床研究，发现高发区居民核黄素摄入不足或缺乏可能与食管鳞状细胞癌（esophageal squamous cell carcinoma，ESCC）的发病有关。沈琼等[4]和丁镇伟等[5]分别对数以千计的食管上皮增生患者进行干预，发现核黄素能明显抑制食管上皮增生的进展，并降低ESCC的发病风险。中美合作的林县营养长期干预试验结果显示，40岁以上人群服用核黄素和烟酸可使ESCC的发病率降低15%[6]。在该干预试验结束25年后，仍可以观察到核黄素和烟酸降低ESCC发病风险的作用（HR=0.92，95% CI：0.85～1.00，P=0.04）[7]。国际癌症研究署（International Agency for Research on Cancer，IARC）于河南省辉县采用核黄素、维生素A和锌进行了为期1年的干预试验，使食管上皮微核细胞率明显下降[8]。郑素芳负责盐亭试验的设计和执行，于四川省盐亭县6个乡（n=53 153）进行了核黄素强化碘盐预防ESCC的试验[9]，经过5年的干预后，试验组男性、女性食管上皮增生逆转的可能性分别是对照组的3.8和10.0倍（P=0.04、0.001）[10]；试验组男性、女性干预期（1992—1996年）的ESCC发病率与干预停止期（1997—2001年）比较，分别下降了30.2%和35.9%，试验组ESCC的发病率低于对照组（P=0.0001）[9]。在22 093例河北省磁县居民中开展的干预研究结果表明，补充核黄素者的营养状况得到明显改善（P＜0.01）；2250例居民的内腔镜食管黏膜加碘染色和多点活检结果显示，干预组患者的食管黏膜健康状况优于对照组（P＜0.04），ESCC的发生率亦低于对照组，但差异无统计学意义[11-12]。2016年，林州市开展的另一项营养干预研究纳入了498例ESCC患者、255例贲门腺癌患者和947例非恶性肿瘤的对照居民，通过分析其基线血清核黄素含量发现，核黄素含量高组（Q4）ESCC的发病风险较核黄素含量低组（Q1）降低了 44%（HR=0.56，95% CI：0.41～0.75，趋势检验P＜0.01）[13]。于广东潮汕地区开展的病例对照研究发现，血浆核黄素水平较高的ESCC患者，其术后5年无复发率和5年总生存率均明显高于血浆核黄素水平较低的患者（P=0.002、0.007）[14]。

Wang等[15]曾对25 000例ESCC患者和正常人群进行全基因组关联分析和外显子测序发现核黄素转运基因2（riboflavin transporter 2，RFT2），通过对RFT2基因1139C＞T位点的大标本进行研究发现，相对于CC基因型，CT和CT+TT基因型可降低ESCC的易感性；在ESCC低发区人群中，CT和CT+TT基因型的分布频率明显高于高发区人群[16]。该团队的最新研究还发现，RFT2不仅是重要的ESCC易感基因，还可能通过NOTCH1-P53-Rb信号通路影响ESCC的发生[17]。2012—2015年，共有6项有关核黄素转运蛋白RFT2及其mRNA在食管癌和手术切缘正常对照组织中表达差异的研究，报道的结果相互矛盾，关于RFT2在肿瘤细胞内的亚细胞定位分布情况的报道也不一致[18-23]。Jiang等[19]较为详尽地研究了RFT2的生物学功能，发现敲低RFT2的表达可抑制ESCC细胞增殖，上调RFT2的表达不仅能够促进肿瘤细胞增殖，还能增强肿瘤细胞对顺铂的耐药性及裸鼠皮下成瘤等，并认为肿瘤细胞中RFT2表达的上调是为自身繁殖需要更多核黄素而作出的反应。商晓青等[24]进行的病例对照研究发现核黄素转运蛋白家族的另一成员RFT1 rs346821位点基因型与新疆哈萨克族食管癌的发病风险也有明显的相关性。但是，在荷兰白种人群中进行的病例对照研究却未发现ESCC、腺癌和正常人群中的PLCE1和C20orf54基因型分布存在明显差异[25]。这种差异形成的原因可能与不同人群的社会经济及营养状态存在差异有关。不能排除核黄素转运蛋白在食管癌发病中的作用可能受核黄素摄入水平的影响。

1.2 核黄素与胃癌

Eussen等[26]在欧洲10个国家的多中心前瞻性研究中发现，血浆核黄素水平较高可能降低胃癌的发病风险（RR=0.85，95% CI：0.72～1.01，P=0.06）。上海妇女健康研究（包括从73 009例中国妇女中确定的323例远端胃癌病例）对核黄素摄入量进行分析，结果表明，在绝经期前的妇女中，与摄入量最低组患者比较，摄入量最高组患者的胃癌发病风险降低 65%（HR=0.35，95% CI：0.17～0.73，P=0.02）[27]。新疆学者的研究发现，胃癌患者血浆和肿瘤组织中的核黄素水平及胃癌组织中RFT2mRNA和RFT2蛋白的阳性表达率均明显低于对照组；无幽门螺杆菌（Helicobacter pylori，HP）感染的胃癌患者的血浆核黄素水平明显高于存在HP感染者，推测RFT2表达的下调可导致核黄素吸收障碍，增加胃癌的发病风险，而HP感染则可能增加核黄素的消耗，其影响亦不可低估[28-30]。

1.3 核黄素与结直肠癌

3项欧洲研究表明，核黄素摄入量或血浆核黄素含量较高能降低结肠腺瘤和癌变的风险[31-33]。加拿大的病例对照研究报道，膳食和保健用的核黄素可降低结直肠癌（colorectal cancer，CRC）的发病风险（OR=0.61，95% CI：0.47～0.78，P=0.01）[34]。美国对88 054例绝经后妇女进行的队列研究[35]及Liu等[36]对8项研究进行的荟萃分析也证实了核黄素摄入量与CRC的发病风险呈负相关。欧洲10个国家的多中心队列研究表明血浆核黄素水平高可降低 CRC 的发病风险（RR=0.71，95% CI：0.56～0.91，P=0.02）[37]；瑞典北方健康与疾病研究也得到类似结果[38]。但在日本的病例对照研究[39]、上海妇女健康研究[40]和Yoon等[41]进行的关于美国护理人员及男性医务人员健康的研究中，未发现核黄素摄入量对CRC发病的影响。Yoon等[41]认为阴性结果的产生可能与观察对象的核黄素摄入量较高有关（男性、女性的中位核黄素摄入量分别为3.2、3.0 mg/d，而推荐摄入量仅为1.3、1.1 mg/d）。上海妇女研究中，5组人群的核黄素摄入量分别仅为0.62、0.68、0.79、0.94、1.22 mg/d，绝大多数人群的核黄素摄入量偏低（中国成年妇女推荐摄入量为1.2 mg/d）也可能影响观察结果[40]。加拿大的另一项大规模的妇女健康队列研究未观察到核黄素对CRC发病风险的影响[42]，而是否与未统计保健用的核黄素有关，亦有待进一步探讨。一项意大利的研究发现，CRC组织与正常黏膜组织中RFT的转录/翻译存在差异[43]。

1.4 核黄素与宫颈癌

3项美国的病例对照研究证实核黄素营养不足可增加宫颈癌前病变的发生风险[44-46]。陈瑞娣和丁爱华[47]研究发现，核黄素栓剂治疗宫颈癌前病变的总有效率为56%。在盐亭核黄素盐干预试验中，宫颈癌的发生率明显下降（P=0.0058）[10]。新疆维吾尔族妇女宫颈癌组织中RFT2的阳性表达率明显高于正常对照组织，癌前病变及宫颈癌患者血浆和宫颈癌组织中核黄素的水平也低于相应的对照组织；在HPⅤ16/18感染阳性的组织中，核黄素含量也明显减少，提示慢性感染可能导致核黄素过度消耗[48-49]。

1.5 核黄素与乳腺癌

意大利的病例对照研究表明，核黄素摄入量最高组与核黄素摄入量最低组比较，乳腺癌的发病风险明显降低（RR=0.48，95% CI：0.32～0.71，P＜0.01）[50]。Yu等[51]的荟萃分析报道，核黄素摄入量增高可降低乳腺癌的发病风险。欧洲癌症与营养前瞻性研究（意大利部分）报道：基线血浆核黄素水平较高能明显减少绝经期前妇女患乳腺癌的风险（RR=0.45，95% CI：0.21～0.94，P=0.021）[52]。上海妇女健康研究未发现核黄素摄入量对绝经期前、绝经期后妇女乳腺癌发病的影响[53]，与瑞士[54]、日本[55]和美国[56]类似研究的结果基本一致。中国妇女的核黄素摄入量很低（平均值仅0.79 mg/d），但乳腺癌的发病率在世界范围处于中低水平，目前还不足以说明核黄素缺乏对中国妇女乳腺癌发病的影响。

1.6 核黄素与肺癌

上海妇女健康研究发现，核黄素摄入量与不吸烟妇女的肺癌风险呈负相关（HR=0.62，95% CI：0.43～0.89，P=0.03）[57]。澳大利亚[58]和美国[59]的相关研究在吸烟人群中也得到类似结果。台湾的一项病例对照研究报道，非小细胞肺癌患者的红细胞核黄素含量明显低于对照者[60]。但是，在对于血清核黄素含量与肺癌风险关系的队列研究中均未发现其存在明显的相关性[42,61-62]。

1.7 核黄素与白血病

在杭州和沈阳的3所医院开展的病例对照研究（各442例患者）中[63]，核黄素摄入量高可降低白血病的发生风险（OR=0.62，95% CI：0.4～0.96，P=0.02）。印度的一项研究报道，核黄素摄入不足可能与小儿急性淋巴细胞白血病（acute lymphoblastic leukemia，ALL）有关[64]。美国加州的一项研究发现，当西班牙裔母亲孕期前一年的核黄素摄入量≥1.5 mg/d时，可有效降低子女ALL的发病风险（OR=0.69，95% CI：0.49～0.97）[65]。但荷兰的一项队列研究未发现核黄素摄入量对成人白血病的发生具有影响[66]。

1.8 核黄素与卵巢癌

加拿大的一项队列研究纳入了89 835例妇女，其中卵巢癌患者264例，研究结果显示，核黄素摄入量较高可降低卵巢癌的患病风险（HR=0.57，95% CI：0.37～0.86，P=0.05）[42]。

1.9 核黄素与神经胶质瘤

Fu等[67]研究发现，与正常脑组织比较，RFT2在神经胶质瘤组织中高表达，且关于RFT2生物学功能的研究结果与Jiang等[19]进行的食管癌研究的结果基本一致。

1.10 核黄素与其他部位恶性肿瘤

希腊的一项病例对照研究曾报道核黄素摄入量高可降低子宫内膜癌的发生风险[68]，但上海以人群为基础的病例对照研究仅发现核黄素与叶酸摄入量均高时才可能降低其发病风险[69]。澳大利亚的一项队列研究结果表明，核黄素摄入量与前列腺癌的发病风险呈较弱的U型负相关[70]。中国青海发现编码RFT2的SLC52A3基因单核苷酸多态性对鼻咽癌易感性有明显影响[71]。瑞典的一项前瞻性研究报道，血浆核黄素水平过高会增加前列腺癌的发生风险[72]。欧洲癌症与营养前瞻性研究及墨尔本协作队列研究[73]均未发现血浆核黄素水平对肾癌的发病有影响。新加坡华人健康队列研究报道，核黄素摄入量与胰腺癌的发病无明显相关性[74]。

2 核黄素的防癌机制

早期的动物实验已证实，核黄素缺乏可导致体内与致癌物代谢有关的酶的活性发生变化，使DNA修复出现异常，或促进致癌物与DNA形成加合物而致癌。核黄素的抗氧化作用在以往的研究中曾被忽视，氧化应激与包括恶性肿瘤在内的多种慢性疾病有关[75]。氧化应激是指细胞内的活性氧增多或去活性氧的能力降低，是DNA损伤的主要机制。谷胱甘肽（glutathione，GSH）是机体固有的抗氧化成分，在清除各种细胞内活性氧的同时自身被氧化成氧化型谷胱甘肽（oxidized glutathione，GSSG），以FAD为辅基的GSH还原酶可将GSSG还原为GSH，恢复其抗氧化功能[75]。核黄素还能增强机体多种抗氧化酶的活性，保护基因组的遗传稳定性和防止细胞发生癌变[75]。核黄素营养不足和缺乏可使以FAD为辅基的亚甲基四氢叶酸还原酶（methylenetetrahydrofolate reductase，MTHFR）的活性降低，导致5-甲基四氢叶酸合成不足，影响同型半胱氨酸（homocysteine，Hcy）向蛋氨酸转化，使血浆Hcy水平升高，而高Hcy血症已被多项研究证实是一些恶性肿瘤发生的独立危险因素[76]。在核黄素干预Hcy水平升高的研究中，Mc-Nulty等[77]发现核黄素具有基因特异性效应，即可以有效地降低MTHFR C677T基因表型为TT个体的Hcy水平，对表型为CC或CT的个体无影响。还有研究表明，食管癌患者血浆及食管癌组织中核黄素的含量异常降低，且其含量降低越明显，食管癌组织中促增殖基因的含量越高，增殖抑制基因的含量越低[78]。核黄素转运蛋白在肿瘤组织中的表达和分布对癌变过程的影响和机制还有待进一步研究。

3 小结与展望

目前，关于探讨核黄素摄入量或其血样水平对恶性肿瘤发病风险的影响的国内外研究已较多，但此类研究有一定的局限性，如受试人群摄入的核黄素均低于或超过其推荐摄入量时就不易探测到核黄素与恶性肿瘤风险的相关性[40-41]；核黄素营养缺乏是否为恶性肿瘤发病的危险因素还需相应的干预试验予以确证。“八五”期间，盐亭试验为针对降低食管癌发病的干预方法的建立作出了独特的贡献：与河南省林州市和辉县的基于国际协作的干预试验不同，盐亭试验是根据核黄素阻断治疗癌前病变有效、食盐专营管理、农村人口流动性小等中国实情进行的，其仅将核黄素添加到食盐（100～150 mg/kg，简称黄盐）作为干预手段，以乡作为观察队列，并对受试者进行10年随访，为降低食管癌的发病率提供了切实、可行、安全、经济、有效的措施。黄盐的研制载入1990第12期《中国技术成果大全》，并为制订GB14880-1994提供了依据。“九五”期间，在林州和磁县推广黄盐得到了各级领导的大力支持，并安排盐厂生产，每公斤加价不超过0.2元（盐亭核黄素由科研费支付，黄盐与碘盐等价供应）。1999年，林州市试点销售14吨；2001年全市推广，2006年增加至200余吨；2000年5月，磁县开始供应，推广较快，2001年底前已售出1100吨。然而，为了降低食盐摄入量以控制高血压等慢性疾病的发生，2012年卫生部制定的GB14880-2012《食品营养强化剂使用标准》取消了食盐作为营养强化的载体。投产和销售13年后的黄盐从食管癌高发区市场消失。21世纪初，世界卫生组织除了推荐食盐加碘外，还推荐食盐加氟预防龋齿[79]；在限制食盐摄入的同时，并未禁用食盐作为碘和氟的载体来预防相应的疾病。从2000年开始，林州市每3年一组的年平均食盐销售量分别为5912、5868、5805、5279和4902吨，而2013年，人口较2000年增加了10.41%，黄盐的推广并未增加居民的食盐消费。2015年，林州市、磁县和盐亭肿瘤防治研究所及“九五”有关课题负责人曾联合向国家卫生计生委疾控局反映黄盐干预试验的情况，并请求准予恢复高发区黄盐供应。可能“九五”期间曾发文件支持此项研究的领导多已退休，目前又无相应的国家科研项目，而且还涉及国家标准等问题，一直未能按要求由各级行政部门逐级上报立案处理。盐亭与磁县干预试验取得的初步成果显示，中国的此项研究有望取得重大突破。中国食管癌高发区均设有符合肿瘤登记质量标准的组织，在进一步确证黄盐预防食管癌效果的同时，也可查看对其他恶性肿瘤的影响（如盐亭试验中宫颈癌的发病率也明显下降）。近年来，越来越多的研究还显示，核黄素对预防心血管系统疾病、脑血管系统疾病、白内障、贫血及骨质疏松性骨折等慢性退行性疾病也有一定的预防作用。若能尽早恢复黄盐的供应，不仅对高发区居民预防肿瘤等常见病会产生社会效益，还可为核黄素与健康关系的研究提供了极好的条件，对改善中国居民长期核黄素摄入不足的现状也会产生积极影响。中国食管癌的发病率和病死率约占全球的一半[80]，食管癌也是中国重点防治的恶性肿瘤之一，核黄素强化盐预防食管癌是在“七五”到“九五”国家攻关课题支持下才得以顺利进行的。希望负责疾控政策制定的机构能组织专人对上述有关情况进行审议，以便引领核黄素预防恶性肿瘤的研究走出当前的困境。