氮（Nitrogen）是人体所有蛋白质、RNA和DNA的基本组成部分，因此，癌变的肿瘤对氮的需求也非常贪婪，近日，一项刊登在国际杂志Cell上的研究报告中，来自魏茨曼科学研究学院和美国国立癌症研究所的科学家们通过研究发现，在很多癌症中，癌症患者机体中的氮代谢都被改变了，其能在体液中产生一种可检测到的变化，并且导致癌症组织中出现新的突变，相关研究或能帮助研究人员开发出新方法来对癌症进行早期检测，并且有效预测患者接受免疫疗法的成功率。
当机体利用氮时，这些氮来自于肝脏中一系列生化反应所产生的含氮废物（尿素），该过程称之为尿素循环，由于这种循环过程，机体的尿素会被排出到血液中，随后通过尿液被排出体外。此前研究中，研究者Ayelet Erez发现，在很多癌变肿瘤中，尿素循环中的一种特殊酶类会处于失活状态，从而就会增加氮的利用用来合成嘧啶，进而支持癌细胞RNA和DNA的合成以及癌症的进展。
这项研究中，研究人员通过研究在尿素循环额外的酶类中鉴别出了一系列改变，这些改变能够增加用来合成嘧啶的含氮化合物的可用性，而这些改变最终会增加肿瘤中嘧啶的水平，并且促进癌症发生突变。文章中，研究人员对小鼠机体结肠癌肿瘤中尿素循环酶的表达进行了改变，结果发现，相比对照组而言，这些小鼠血液中尿素水平下降了，而且研究者还在这些小鼠的尿液中检测到了嘧啶的存在，随后研究人员调查了100名癌症患儿的医疗记录来检查其机体的尿素水平，结果表明，相比同龄健康儿童而言，在这些患儿入院时其机体血液中的尿素水平下降了。
研究结果表明，肝脏和肿瘤中尿素循环的失调会导致氮相关标志物的产生，从而帮助癌症的早期发现，未来的检测可能依赖于研究人员对个体血液中尿素水平及尿液中嘧啶水平的评分，以此来发出癌症是否在机体中潜伏的警报。研究者Erez说道，标准的实验室检测常常会测定血液中高水平的尿素，但如今我们却发现，较低水平的尿素也能表现出一些问题，癌变细胞并不会浪费任何东西，其会尽可能多地利用氮，而不是像正常细胞那样以尿素的形式来处理氮。
此外，当对癌症基因组数据进行分析后，研究人员还发现，尿素循环的失调在很多癌症类型中非常普遍，而且其常常会伴随特殊的突变发生，而这些突变或许源于嘧啶合成水平的增加。这些嘧啶相关的突变常常是一把双刃剑，从一方面来讲，其会促进癌症恶化，减少患者的生存率，但其同时又会产生特殊的蛋白片段来让肿瘤对机体免疫系统更加敏感。因此，携带失调尿素循环的肿瘤常常会对免疫疗法更加敏感，即患者机体的免疫机制能有效检测并且清除肿瘤。
对黑色素瘤患者进行研究后，研究者发现，那些具有失调尿素循环酶类特性的肿瘤常常对免疫疗法反应更为敏感，当研究人员诱导小鼠机体肿瘤尿素循环酶类发生失调后，他们发现，相比携带相同完整酶类活性的肿瘤而言，肿瘤中尿素循环酶类失调的小鼠能够对免疫疗法反应更好。如果研究人员在动物和人类机体的大规模研究中证实上述结果的话，其或有望帮助开发一种新型检测技术来评估基于组织病理染色的免疫疗法治疗的成功率，而不是更复杂的基因组分析，肿瘤组织中尿素酶类水平表达的失调也就表明，这些患者更容易对免疫疗法产生反应。
最后研究者表示，另外一个值得探索领域就是，在进行免疫疗法之前对肿瘤进行遗传修饰是否能够诱导上述失调过程，从而增加疗法的有效性；这种操作就包括有意地干扰肿瘤的尿素循环，这种干扰会在蛋白质中产生嘧啶相关的突变，从而帮助机体免疫系统有效识别并且破坏肿瘤。
