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　　氮是人體所有蛋白質，RNA和DNA的基本組成部分，所以癌細胞對這個元素很貪婪。魏茨曼科學研究所的研究人員與國家癌癥研究所和其他地方的同事合作，現已證明，在許多癌癥中，患者的氮代謝發生了改變，從而產生可檢測的體液變化并導致新突變的出現。在癌組織中。最近在Cell上發表的該研究結果可能在未來促進癌癥的早期檢測，并有助于預測免疫治療的成功率。

　　當身體利用氮氣時，它會從剩余物中產生一種稱為尿素的含氮廢物，這種物質在肝臟中發生的生化反應鏈中被稱為尿素循環。由于這個循環，尿素被排出到血液中，然后尿液從體內排出。在先前的研究中，魏茨曼生物調節部門的Ayelet Erez博士指出，尿素循環中的一種酶已經在許多癌性腫瘤中失活，從而增加了氮的可用性，合成了一種稱為嘧啶的有機物質，支持RNA和DNA合成和癌細胞生長。

　　在與國家癌癥研究所的Eytan Ruppin教授和其他研究人員進行的這項新研究中，Erez的研究小組確定了尿素循環中其他酶的一些精確定義的改變，這些改變共同增加了嘧啶合成的含氮化合物的可用性。這些改變導致腫瘤中嘧啶水平增加并使癌癥易于發生突變。

　　當研究人員改變小鼠結腸癌腫瘤中尿素循環酶的表達時，與對照組相比，這些小鼠血液中的尿素水平較低，尿液中可檢測到嘧啶水平。接下來，研究人員調查了在特拉維夫Sourasky醫療中心接受治療的100名兒科癌癥患者的醫療記錄，以檢查他們的尿素水平。 “我們發現，在他們入院的當天，與同齡健康兒童尿素水平相比，患有癌癥的兒童血液中的尿素水平顯著降低，”Erez說。

　　這些研究結果表明，肝臟和腫瘤中尿素循環的失調可能導致氮相關標志物的產生，這將促進癌癥的早期檢測。未來的測試可能依賴于將血液中的尿素水平和尿液中的嘧啶的測量值結合起來的分數，以發出癌癥可能潛伏在體內的警報。

　　“標準的實驗室檢查可以檢查血液中的尿素含量是否很高，但我們現在表明，低水平也可能是一個問題，”Erez說。 “癌細胞不會浪費任何東西，它們使用盡可能多的氮，而不是像尿素一樣以尿素的形式處理它，就像正常細胞一樣。”

　　此外，在研究了大量關于癌癥的基因組數據后，研究人員發現，尿素循環的失調在許多癌癥類型中普遍存在，并且伴隨著由嘧啶合成增加引起的特定突變。

　　這些與嘧啶相關的突變是一把雙刃劍。一方面，它們使癌癥更具攻擊性，減少了患者的生存，但它們也產生了蛋白質碎片，使腫瘤比免疫系統的影響更加“敏感”。因此，具有失調的尿素循環的腫瘤更可能對免疫療法敏感，其中患者自身的免疫機制針對對抗腫瘤。對黑色素瘤患者的分析確實表明，那些以尿素循環酶失調為特征的腫瘤患者比沒有這些特征的患者更容易對免疫治療產生反應。當研究人員在小鼠癌癥腫瘤中誘導尿素循環酶失調時，他們發現這些小鼠對免疫治療的反應要好于那些攜帶相同酶活性完整的腫瘤的小鼠。

　　如果這些發現在動物和人類的大型研究中得到證實，它們可能會導致測試，這將有助于評估基于活組織檢查染色的免疫療法成功的可能性，而不是基于更復雜的基因組分析。腫瘤組織中尿素酶表達水平的失調表明患者更可能對免疫療法起反應。

　　“另一種值得探索的可能性是，在免疫治療之前對腫瘤進行遺傳操作以誘導這種失調是否可以提高治療效果，”Erez說。 這種操作將涉及故意破壞腫瘤尿素循環，希望這種干擾在蛋白質中產生嘧啶相關突變，幫助免疫系統識別和破壞腫瘤。