超加工食品攝入與結直腸癌風險:代謝組學視角的新證據

結直腸癌(colorectal cancer,CRC)是全球範圍內最常見的惡性腫瘤之一,其發病率位居第三,癌症相關死亡率則位居第二。在中國,結直腸癌的年發病率僅次於肝癌,且近年來呈現持續上升及年輕化趨勢。在眾多已知危險因素中,飲食因素被視為結直腸癌發生及發展過程中最重要的因素之一,亦是最具可干預性的因素。

超加工食品:現代飲食結構中的「隱形風險」

根據NOVA食品分類體系,超加工食品(ultraprocessed food,UPF)是指經過多種工業加工工藝製成的食品。其原料通常已高度精製,並添加大量食品添加劑以改善口感、延長保質期或增強風味。這類食品往往具有高糖、高鹽、高脂肪、低膳食纖維及低營養密度等特點。

常見的超加工食品包括:

• 加工肉類(香腸、火腿、煙肉等)

• 含糖飲料

• 包裝零食與甜品

• 多種即食或速食食品

既往流行病學研究已多次提示,高攝入超加工食品與多種慢性疾病風險增加相關,當中亦包括結直腸癌。然而,相關性背後的生物學基礎及代謝機制仍未完全明確。

血液代謝組學:連接飲食與癌症的新橋樑

哈佛大學近日在《英國醫學雜誌》(BMJ)旗下消化病學權威期刊《Gut》發表一項重要研究。該研究的創新點在於不再單純依賴膳食問卷評估UPF攝入量,而是引入血液代謝組學數據,嘗試透過客觀的代謝物信號,揭示超加工食品與結直腸癌風險之間的潛在機制聯繫。

研究設計與代謝評分的構建

研究人員基於美國兩項大型前瞻性隊列研究——「護士健康研究」(NHS)及「衛生專業人員隨訪研究」(HPFS),合共納入1,740名參與者,系統分析其長期飲食資訊與血液代謝物譜。

透過代謝組學分析,研究團隊篩選出50種與UPF攝入密切相關的核心代謝物,主要涉及脂質代謝及胺基酸代謝通路。在此基礎上,研究者構建了一個UPF相關代謝評分:當中22種代謝物與UPF攝入呈正相關,28種則呈負相關。隨後,該評分在一項包含686對結直腸癌病例與對照組的嵌套病例對照研究中進行驗證,以評估其與結直腸癌風險的關係。

UPF代謝特徵與結直腸癌顯著相關

分析結果顯示,UPF相關代謝評分與結直腸癌風險呈顯著正相關。與代謝評分最低的人群相比,評分最高的人群患結直腸癌的風險增加71%。

值得注意的是,在進一步校正總體飲食質量、生活方式因素(如吸煙、飲酒、體力活動)以及BMI等干擾因素後,相關關聯依然保持穩定。同時,該風險關聯並未因性別或腫瘤發生部位(結腸或直腸)而出現明顯改變。

有關結果提示,超加工食品可能透過特定的代謝改變途徑,獨立影響結直腸癌的發生風險。

關鍵代謝物提示潛在促癌與保護機制

研究進一步分析單個代謝物的作用,識別出幾種具代表性的關鍵分子。當中,N²,N²-二甲基鳥苷(被視為肉類及家禽攝入的代謝標誌物)與結直腸癌風險顯著增加相關(OR=1.96)。此關聯在男性中尤為明顯,提示高加工肉類攝入可能透過特定核苷代謝途徑參與腫瘤發生。

相對而言,21-脫氧皮質醇(與皮質醇合成通路相關)則表現出一定的保護作用(OR=0.59),暗示內分泌與應激相關代謝通路在結直腸癌發生中可能具有複雜的雙向調控作用。

不同UPF亞型中甜食風險最為突出

在對超加工食品進行進一步亞組分析後,研究發現與甜食相關的代謝組學模式與結直腸癌風險的關聯最為顯著。具體而言,攝入甜味零食、含糖飲料等最高的人群,其結直腸癌風險增加52%。此發現強調,高糖負荷及其引發的代謝紊亂,可能是超加工食品促癌效應中的關鍵驅動因素之一。

潛在機制與研究意義

研究人員指出,超加工食品可能透過多條途徑增加結直腸癌風險,包括:慢性低度炎症反應、脂質及胺基酸代謝異常、胰島素抵抗及激素水平改變、加工過程中產生的致癌物質暴露(如亞硝胺、丙烯酰胺)。

更重要的是,本研究提出的UPF代謝評分,為精準量化超加工食品攝入提供了新工具,亦為未來從代謝層面開展飲食干預及疾病預防研究提供新思路。

總結

這項基於大規模人群代謝組學數據的研究,為超加工食品攝入與結直腸癌風險之間的關係提供了明確的生物學證據。減少攝入超加工食品,尤其是甜食及加工肉類,或有助降低結直腸癌的發生風險。

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