ROS是生物正常有氧代谢过程中的一种副产品，包括过氧化物，含氧自由基等。ROS在细胞信号传导，保持机体内环境的稳定中起着重要的作用。然而在某些环境因素，比如紫外线、香烟烟雾等的作用下，ROS浓度会急剧增加，造成对细胞和基因结构的破坏。那是不是ROS是癌细胞的帮凶呢？
说起来，ROS对于癌细胞来讲，其实是一柄双刃剑。
ROS对癌细胞的影响取决于它的浓度[2]。癌细胞本身也能合成ROS。在ROS浓度较低时，因为没有足够的ROS供癌细胞进行信号传导，所以癌细胞生长会被抑制。当ROS浓度适中时，ROS加快癌细胞增长，提高癌细胞存活率，促进炎症从而协助癌症的进展。但在炎症加重的过程中，我们先天免疫系统中的巨噬细胞和嗜中性粒细胞却会利用提高超氧化物和ROS的浓度，让这些超高浓度的ROS“杀死”癌细胞。
▲ 图片来源｜Sullivan, Lucas & S Chandel, Navdeep. (2014). Mitochondrial reactive oxygen species and cancer. Cancer & metabolism. 2. 17. 10.1186/2049-3002-2-17.
当ROS的浓度很低或者很高时，它都能帮助我们对抗癌细胞！
看到这里，激动的极养君要发问了：
抗氧化剂不是可以调节ROS的浓度吗？
那，是不是可以用这个办法杀死癌细胞？！
抗氧化剂给因为缺乏电子而化学性质很活跃的ROS提供它们需要的电子，从而稳定或分解ROS。抗氧化剂的种类有三种, 分别为：食物来源的抗氧化剂，内源性抗氧化剂，人工合成的抗氧化剂。
癌细胞和普通细胞都需要抗氧化剂来把ROS的浓度维持在一个稳定的水平。ROS的浓度在普通细胞和癌细胞中是不同的。普通细胞的代谢过程中产生的ROS相比癌细胞较少，所以即使外界环境导致细胞内的ROS浓度或者抗氧化剂的浓度产生了变化，这些变化仍处于可调节范围之内，因此细胞内的ROS水平往往还是会维持在动态平衡的状态。而相比普通细胞，癌细胞中的ROS浓度往往比较高，所以癌细胞对ROS和抗氧化剂的浓度变化更加敏感。
▲ 图片来源｜Sullivan, Lucas & S Chandel, Navdeep. (2014). Mitochondrial reactive oxygen species and cancer. Cancer & metabolism. 2. 17. 10.1186/2049-3002-2-17.
癌细胞对ROS水平的变化更敏感，但抗氧化剂的效果取决于其浓度。
利用抗氧化剂来杀死癌细胞，
理论上是可行的。
那么在实际应用上呢？
极养君表示：我要看证据！
从现有的研究来讲，通过饮食摄入抗氧化剂（比如说多吃蔬果获得维生素C）似乎对特定癌症有一定预防作用，而通过补充剂摄入的抗氧化剂对癌症发病率的影响则不明确，正面和负面的作用都有，可能和补充摄入的抗氧化剂的剂量和结构有关。下面就来讲讲各种不同的氧化剂对癌症的预防有什么作用。
作为最受欢迎的膳食补充剂之一，维生素C的抗癌作用一直被商家强调。商家普遍宣传维生素C抗癌的根据是其抗氧化作用可以减少DNA突变，而DNA突变是癌症发生的必经之路。如果维生素C能降低DNA突变的概率，则有可能预防癌症。然而，这个说法其实是很不严谨的。首先，健康细胞内的ROS浓度比较小，对DNA造成的损伤有限，而这些DNA被损伤的细胞绝大多数会被免疫系统清除。况且，即使有这种细胞存活下来，靠口服维生素C也并不能清除这种细胞或者减少这种细胞的产生。很多试验表明，口服维生素C并不能降低ROS造成的DNA损伤。如下的实验便是一例 （注：本文引用的研究均参照自引言中提到的综述）。
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8-oxo-dG和8-oxo-dA是正常核苷酸被氧化后得到的产物，氧化代谢过程中产生的的氧化应激会导致DNA突变及细胞的癌变，从而导致8-oxo-dG和8-oxo-dA的增加。如果维生素C可以降低DNA突变率，那么摄入维生素C的人群体内的8-oxo-dG和8-oxo-dA浓度会比较低。
不仅如此，2015年的一包含了785篇研究文章，总计62619个参与者的荟萃分析也显示维生素C补充剂与癌症发病率之间并无显著关系，进一步说明了维生素C补充剂的癌症预防作用的不确定性[4]。
另外几个比较常见的抗氧化补充剂有硒、胡萝卜素和维生素E。如果从细胞机理的角度出发，这三个维生素都参与细胞内还原ROS的过程。然而，和维生素C同理，通过补充剂额外摄入这些维生素似乎也不能对预防癌症带来积极效果。
硒与胡萝卜素
一包含20个荟萃分析的随机临床试验研究了与抗氧化剂有关的结直肠癌发病率，癌症相关的死亡率和总体死亡率[5]。分析结果显示额外补充硒的患者的结直肠癌发病率和总体死亡率降低，但降低程度缺乏统计显著性。研究还发现，额外补充β-胡萝卜素的患者的结直肠癌发病率和总体死亡率并没有降低，如果患者和其他抗氧化剂一起补充β-胡萝卜素，其结直肠癌发病率和总体死亡率甚至会增加。这个试验表明硒和β-胡萝卜素补充剂对防癌也不一定有效果，甚至还可能有害。不同抗氧化剂可能会对癌症预防造成不一样的影响。
硒与维生素E
胡萝卜素与维生素E
虽然好像都是吃进去那些营养，但从食物中获得抗氧化物比从补充剂里获取效果要明显。比如说，早期在1994年进行的流行病学研究的结果显示，食用富含类胡萝卜素的水果和蔬菜饮食的患者的血清中维生素E和β-胡萝卜素较高，而这些患者肺癌风险较低。为了进一步研究维生素E和β-胡萝卜素在对癌症预防方面的作用，试验人员在这次试验之后又进行了长达5-8年的随机对照试验：
维生素E的形式影响它的功效？
虽然大多数临床试验表明了摄入α-生育酚形式的维生素E不会改变、甚至增加前列腺癌的风险，但有研究表明γ-生育酚形式的维生素E可能会有积极的影响。γ-生育酚可导致二氢神经酰胺和二氢鞘氨醇的积累，从而导致癌细胞破裂。而γ-生育酚与δ-生育酚的协同效应被发现对前列腺癌细胞的增值有抑制作用。这些试验结果表明，不同形式的维生素E可能在人体内的活性不同。
一句话总结，临床试验还未能证明含有抗氧化剂的膳食补充剂（比如说我们常吃的复合维生素）对癌症发病有保护作用。抗氧化剂的剂量和结构形式都可能对其效用产生现在还无法估算的影响。
体内氧化还原处在微妙的动态平衡中，使用抗氧化剂需要对它可能产生的对此动态平衡的影响进行更充分的估算。
癌细胞对ROS水平比普通细胞更敏感，过高与过低的胞内ROS水平都有助于抑制或杀死癌细胞。
至今为止，还没有任何实验能够充分的证明额外摄入抗氧化剂补充剂可以预防或改善癌症。
抗氧化剂的效用可能与其剂量和结构形式都有关系。
但现阶段比较确定的稳健策略是增加蔬菜水果的摄入从而获得多重抗氧化物，它对预防癌症很有可能是有积极作用的。
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[1] Kanthi Athreya, Marin F. Xavier (2017); Antioxidants in the Treatment of Cancer; Nutrition and Cancer; 69:8, 1099-1104
[2] Sullivan, Lucas & S Chandel, Navdeep. (2014). Mitochondrial reactive oxygen species and cancer. Cancer & metabolism. 2. 17. 10.1186/2049-3002-2-17.
[3] Lutsenko, E, Carcamo, J, and Golde, D: Vitamin C prevents DNA mutation induced by oxidative stress. J Biolo Chem 277, 16895–16899, 2012. Print.
[4] Lee et al.: Efficacy of Vitamin C Supplements in Prevention of Cancer: A Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. Korean J Fam Med. 2015 Nov;36(6):278-85
[5] Pais R, Dumitraşcu DL.: Do antioxidants prevent colorectal cancer? A meta-analysis. Rom J Intern Med. 2013;51(3-4):152-63.
[6] Klein, E, Thompson, IM, Tangen, CM, Crowley, JJ, Lucia, SM, et al.: Vitamin E and the risk of prostate cancer. J Am Med Asso 306(14), 1549–1556, 2011. Print.
[7] The A-Tocopherol B Carotene Cancer Prevention Study Group: The effect of vitamin E and beta-carotene on the incidence of lung cancer and other cancers in male smokers. New Eng J Med 330, 1029–1035, 1994. Print.
