上呼吸消化道癌症恶病质中的线粒体活性和肌肉脂肪变性 (MYOMEC)

营养不良的特点是由于深度骨骼肌损失导致能量负平衡，这本身是继发于摄入减少和代谢异常加剧体重减轻。 肌肉减少症定义为肌肉量减少，其后果是肌肉力量和身体机能下降。在许多慢性疾病（肾功能不全、心力衰竭、糖尿病、慢性阻塞性肺病）中发现的恶病质是由于两者之间的不平衡所致蛋白水解和蛋白质生成，可定义为一种多因素综合症，其特征是体重减轻，主要是由于瘦体重减少，特别是肌肉质量减少，这不能通过足够的营养贡献来逆转，并导致功能异常。

耳鼻喉科癌症约占男性所有癌症的 15%，女性约占 2%。 他们主要关注 45 至 70 岁之间的受试者，其中乙醇烟草中毒占主导地位。 患有上呼吸消化道癌症的患者特别容易出现肿瘤本身营养不良以及环境（乙醇烟草中毒、久坐行为、一般状况不佳）、肿瘤定位涉及摄入量减少（机械阻塞、厌食） , 疼痛），也包括治疗后（化疗、放疗、手术）。

癌症恶病质影响大约 80% 的晚期癌症患者，并通过增加发病率和死亡率、降低耐受性和对治疗的反应、降低生活质量和降低生存率来影响他们的预后。 其预后取决于肌肉质量损失的程度。 通常报告的患者在过去 6 个月内体重减轻超过其初始体重的 5%，描述为 3 个阶段：恶病质前阶段、清洁恶病质阶段、难治性恶病质阶段。 除其他外，它的特征在于系统性炎症和肿瘤细胞系的发展，并且癌症患者的肿瘤细胞已被证明可产生促炎细胞因子（IL-6、IL-8）。

严重营养不良中高达 75% 的骨骼肌质量损失与肌肉分解代谢的加速和肌肉蛋白质合成代谢的改变有关，由大的肿瘤信号介导并导致性能状态下降、总体存活率下降、增加对化疗毒性的易感性，以及增加长期住院的风险。

这种肌肉损失是蛋白水解现象增加的结果，也是蛋白质合成减少的结果。 主要的蛋白水解途径是钙蛋白酶-钙依赖性途径、溶酶体途径和泛素-蛋白酶体-ATP途径。 几项研究表明这些蛋白水解途径在癌症恶病质中被激活。 在这些蛋白水解途径中，泛素-蛋白酶体-ATP 依赖性途径似乎与癌症恶病质有关。该蛋白水解途径由 2 种骨骼肌特异性泛素连接酶 MAF-Box 和 MURF1 介导，它们在许多组织中大量过表达肌肉萎缩和癌症恶病质模型。 另一方面，生长因子 IGF1 是一种已知的合成代谢因子，它通过信号通路 PI3K / Akt / mTOR 激活蛋白质合成。 在癌症恶病质的实验模型中观察到骨骼肌中 IGF1 表达的减少。 研究表明，肿瘤起源的某些因素可能导致某些动物模型中的癌症恶病质。

近年来，有 2 个因素特别引起了科学家的注意，ZAG 因子（锌 α2 糖蛋白）是一种名副其实的人体脂质动员因子，在肝脏和脂肪组织中过度表达，而 PIF（在小鼠腺癌肿瘤细胞中发现的蛋白多糖将负责由泛素-蛋白酶体-ATP 依赖性蛋白水解途径的激活引起的肌肉萎缩。 最近的研究表明，TGFβ 超家族的两个成员 Myostatin 和 Activin A 可能会导致某些癌症引起的恶病质，尤其是肌肉萎缩。

脂肪减少是癌症恶病质发展过程中的一种早期综合征，与患者的预期寿命呈负相关。 对这种脂肪融化的早期研究表明，脂肪组织中缺乏甘油三酯的储存。 甘油三酯的储存是通过脂蛋白脂肪酶的作用实现的。 它主要存在于脂肪组织中并水解血液中循环的脂蛋白，从而允许脂肪细胞捕获脂肪酸并储存脂肪储备。 肿瘤的发展会通过炎性细胞因子的作用引起脂蛋白脂肪酶基因表达和活性的降低。 然而，目前的研究似乎表明，在癌症恶病质中观察到的脂肪融化主要是由脂肪分解的增加来解释的（间接表现为胃肠道癌症恶病质患者血浆脂肪酸浓度的增加）。 .

通过激素敏感性脂肪酶 (LHS) 和甘油单酯脂肪酶 (MGL) 进行的脂解作用允许甘油三酯水解为甘油二酯，甘油二酯水解为甘油单酯，甘油三酯本身降解为游离脂肪酸和甘油。 最近发现了脂肪组织特异性甘油三酯脂肪酶 (TGLA)，其作用与 LHS 是多余的。 曹等人的研究。表明儿茶酚胺对 LHS 的激活可能构成癌症恶病质期间脂肪分解的调节机制。 . TGLA 和 LHS 的改变也将导致 DAG 和 TAG 在癌变小鼠肌肉中的积累。 最近的一项研究表明，在注射 Lewis 肺癌细胞或 B16 黑色素瘤细胞诱导的 2 种恶病质模型中，TGLA 和 LHS 的失效通过限制脂肪和肌肉损失诱导了对恶病质发展的抵抗。 在癌性恶病质期间发展的全身性炎症也可以通过 TNFalpha 诱导胰岛素抵抗的增加。 TNFalpha 可以抑制周脂素 A 的表达，周脂素 A 是一种在脂肪细胞脂滴表面表达的蛋白质，它在脂肪组织的完整性中起着重要作用，因为它限制了参与脂解的酶进入脂滴。 perilipin A 表达的减少会导致脂肪分解增加。 此外，斯蒂芬斯等人的一项研究。在 2011 年的结论是，肌肉内脂滴的数量和大小在癌症存在时会增加，并且随着其他身体隔间的体重减轻/脂肪减少而增加。

肌肉脂肪变性是骨骼肌中的一种病理性脂肪沉积，是身体成分的另一个特征，除了肌肉质量低之外，这与癌症疾病的预后不良有关，特别是总体存活率下降，最近表明癌症患者的肌肉含有比严重消瘦更多的脂肪组织。 几项研究表明，肌肉脂肪变性与胰岛素抵抗的增加有关，因此通过抑制氨基酸的胰岛素转运减少蛋白水解。 肌肉的脂肪含量可以在脂肪组织通常减弱施加于其上的辐射的基础上进行间接和非侵入性研究。 . 衰减测量值由辐射穿过组织的速率决定，并以亨斯菲尔德单位 (HU) 表示。 肌肉和脂肪组织衰减值定义在 -190 和 -30 HU 之间。

肌肉中辐射的减弱与肌肉的脂肪含量密切相关。 . 因此，由 CT 扫描定义的 HU 值可以反映肌肉内脂肪组织的程度，并用于对正常肌肉或暴露于肌肉脂肪变性的肌肉进行分类。 低肌肉质量和肌肉辐射减弱证明了高度的肌肉萎缩，并分别被确定为癌症患者总体存活率和死亡率的独立预后因素。 . 肥胖和体重正常受试者的肌肉代谢比较显示，蛋白质合成被取消以响应胰岛素，尤其是超重受试者的肌肉线粒体中。 有趣的是，肌肉蛋白质更新与脂肪量呈负相关。 这样的观察提出了脂肪量对蛋白质合成产生有害影响的可能性的问题。 这种脂肪毒性的假设得到了在大鼠身上进行的一项工作的证实，该工作表明，当脂肪渗入肌肉时，肌肉蛋白质的合成会减慢

在细胞水平上，新陈代谢由线粒体控制，它以 ATP 的形式提供我们 90% 的能量。 这种能量是在氧化磷酸化中合成的，氧化磷酸化由 2 个实体（呼吸链和 ATP 合酶）组成，它允许在水和 ATP 中转化由高能营养素的脱氢反应（和脱羧）产生的还原当量，在根据化学渗透耦合理论，分子氧 (O2) 和 ADP 的存在。 氧化磷酸化的解偶联可能与非自愿体重减轻有关。 Romestaing 等人的工作。 显示脂肪变性发展后的体重减轻与 ATP/O2 比率的降低有关。 因此，线粒体功能障碍可能对癌症恶病质期间观察到的蛋白质降解产生直接影响。 此外，肿瘤发展引起的全身炎症也会影响线粒体生物能学。

Hochwald 等人的作品。是最早通过证明患有 MCA 肉瘤的大鼠腓肠肌中 ATP 浓度降低来表明肌肉线粒体代谢发生改变的人之一。 Constantinou 和 col 的近期作品。 通过 31P 核磁共振 (NMR) 在体内证实了这一假设，与健康小鼠相比，Lewis 肺癌小鼠下肢的 ATP 合成速率降低。 这项工作表明，通过解偶联蛋白（如 UCP3），在癌性恶病质期间合成 ATP 的能力下降。 这种 ATP 合成的减少也可以通过线粒体呼吸链功能的改变来解释。

朱丽安和上校。在 2012 年根据 ATP / 氧比研究了癌症恶病质小鼠模型中骨骼肌的线粒体活性，并得出结论，肌肉线粒体氧化能力通过降低复合物 IV 的活性而降低，导致肌肉损失和游离脂肪酸积累肌肉（肌肉脂肪变性），因为线粒体氧化较少。 他们还观察到 MURF1 和 MAF-Box（蛋白水解活性连接酶）的表达在患有癌症的大鼠的肌肉中增加。

癌性恶病质影响大约 80% 的晚期癌症患者，并通过增加发病率和死亡率来改善他们的预后。 它被定义为由于蛋白水解和蛋白质生成之间的不平衡导致的瘦体重尤其是肌肉的损失。 已经表明，小鼠模型中癌症的存在有利于肌肉脂肪变性的发展，除其他外，这与肌肉脂肪酶的改变和线粒体活性的降低有关，其结果是氧化的减少后者是游离脂肪酸，因此会积聚在患癌症的小鼠的肌肉中。 众所周知，随后诱发的这种肌肉脂肪变性是胰岛素抵抗的原因，胰岛素抵抗参与蛋白质生成的减少，因此导致体重减轻。

这里的主要目的是通过研究恶病质对肌肉线粒体活动的影响作为上消化道癌症患者（无论是否恶病质）和非恶病质对照的肌脂肪变性标志物的影响，以在人类中证实同样的假设。

将从克莱蒙费朗的 CHU Gabriel Montpied 的耳鼻喉科和颈面部外科招募患者。

将患者分为 2 组：

• K+组：伴或不伴恶病质的上呼吸消化道癌
• K- 组：无癌症和恶病质 K+ 组的招募安排将通过多学科咨询会议 (RCP) 进行，其决定是排他性手术还是非排他性手术。 方案实施前，在术前会诊期间，给患者一份信息单，并在患者7天的反映期后签署2份知情同意书。

在纳入手术前一天，患者受益于双重一般和营养评估：

• 流行病学资料收集：年龄、内科和手术史（心功能不全、肾功能不全、呼吸功能不全、慢性阻塞性肺病、冠状动脉疾病）、乙基中毒（克/天）、烟草中毒（包/年）、常规治疗、肿瘤特征K+组（组织学类型、位置、肿瘤分期、治疗性质）、K-组手术适应症和性质、K+组术前再营养计划（食物补充剂、肠内或肠外喂养）
• 临床营养评估：体重（kg）、最近6个月的体重减轻（kg）、身高（m）、体重指数（BMI in kg/m²）（NPH）、短期体能量表（SPPB）、肌肉力量测量通过测力法（牛顿）、阻抗法（凯尔指数、詹森指数）
• K + 组的腹部断层密度测定法分别通过亨斯菲尔德单位和 L3 水平的肌肉质量指数 (cm² / m²) 进行肌肉组织和营养形态学评估（在癌症扩展成像平衡中进行）

患者将在计划手术期间受益于 4 个有机样本（K+ 组癌症手术，K- 组宫颈手术）：

• 对总体积约为 300 mg 的 SCOM 肌肉进行肌肉活检，而不采取额外的侵入性行为。 此次采样立即分成6份样本，放入液氮罐中，运至储存地点。 然后将其冷冻在-80°C。
• 按以下条件进行采血：干管1支、EDTA管1支、生化用干管2支 干管和EDTA管立即冰冻运输至保存地点。 然后将其立即离心，然后冷冻在-80°C。将用于生化的两个干燥管传送到CHU Gabriel-Montpied的生化实验室。
• 进行总体积约为 200 mg 的肿瘤活检，而无需采取额外的侵入性手术。 本次采样立即分成4份样品，放入液氮罐中，运至存放地点。 然后在-80°C 下冷冻（仅适用于 K+ 组）。