长期以来，癌症研究界有一个“共识”，肿瘤细胞嗜糖如命。上世纪20年代，德国科学家奥托瓦尔堡就发现，癌细胞即使在有氧条件下也偏好通过糖酵解获取能量，这一现象后来被称为“瓦尔堡效应”。基于此，PET/CT检查中常用的示踪剂“氟代脱氧葡萄糖”成为肿瘤诊断的利器—哪儿糖吃得多，哪儿就可能是癌。

但现实远比这复杂，临床上，有些高度恶性的肿瘤对葡萄糖示踪剂并不敏感，这意味着它们还有别的“能量密码”，这个密码，近日被伦敦国王学院的研究人员破译了，发表在国际杂志Advanced Science上题为“Fluorinated Carnitine Derivatives as Tools to Visualise Carnitine Transport and Metabolism”的研究报告中，研究人员开发出了一种全新的影像示踪剂，其或能实时追踪癌细胞如何利用脂肪作为燃料，相关研究结果或为癌症代谢研究打开了一扇新窗口。

要说清楚这项研究的价值，得先认识一个关键分子—肉碱，这个名字听起来有点陌生，但它在我们体内扮演着“脂肪搬运工”的角色，脂肪酸要想进入细胞的“能量工厂”线粒体进行氧化供能，必须搭上肉碱这辆“转运车”，没有肉碱，脂肪就只是一堆堆在细胞里的“库存”，无法燃烧供能。

这项研究中，研究人员做了一个巧妙的“改装”，他们给肉碱分子安装了一个含氟的“追踪器”，并将其用放射性氟-18标记。这个新分子叫做“氟甲基肉碱”，以及它的放射性版本“[18F]氟甲基肉碱”。简而言之，他们给这位“脂肪搬运工”戴上了一顶能发信号的帽子。有了这个工具，研究者就能通过正电子发射断层扫描（PET）技术，第一次在活体生物体内实时观察肉碱的去向—它去了哪个器官、进了哪个细胞、把脂肪酸运到了哪里。这些过去只能在培养皿里推测的过程，现在可以“现场直播”。

研究人员用这一新型示踪剂做了多项实验，从简单的细胞模型到复杂的活体动物，层层递进。结果令人振奋。首先，他们证实了这个示踪剂确实能“干活”—它像真正的肉碱一样参与脂肪酸转运，同时又因为带着放射性标签，可以被PET设备精准捕捉。接着，他们将目光投向癌症，研究人员选择了非小细胞肺癌这一高发且凶险的癌种，构建了小鼠移植瘤模型。结果显示，肿瘤区域的示踪剂信号明显增强，这意味着癌细胞正在疯狂地利用肉碱“搬运”脂肪，以满足其无限增殖的能量需求。

这一发现打破了“癌细胞只爱吃糖”的刻板印象，事实上，一些高度恶性的肿瘤是个不折不扣的“杂食动物”：糖也要，脂肪也要。当糖供应不足或肿瘤微环境发生变化时，它们就启动脂肪代谢这条“备用路线”，继续扩张地盘。研究者指出，这种代谢灵活性正是肿瘤难治的重要原因之一，如果能精准识别哪些肿瘤依赖脂肪供能，医生就有望针对性地切断这条“燃料补给线”。

¹⁹F和¹⁸F标记的肉碱类似物的设计与合成

这项技术的意义远不止于癌症，肉碱代谢异常与多种疾病有关，包括心力衰竭、胰岛素抵抗、糖尿病，甚至某些神经系统疾病；用这个示踪剂，医生可以在早期发现这些疾病的代谢异常，从而为干预赢得时间。以心脏病为例，心脏是人体最耗能的器官之一，它既可以利用葡萄糖，也可以利用脂肪酸，但在心力衰竭等病理状态下，心脏的“燃料偏好”会发生改变。如果能够通过肉碱示踪剂实时监测这一变化，临床医生就能更早判断病情进展，评估治疗效果。

此外，这一技术还可能走进运动医学，肉碱作为一种运动补充剂，曾被广泛宣传能“燃烧脂肪、提升运动表现”。但它在人体内究竟如何分布、如何代谢，一直缺乏直观证据，有了这个示踪剂，科学家可以首次“看到”运动员运动前后肉碱的去向，从而科学评估补充剂的实际效果。研究者表示，理解人体在不同健康状况下如何使用不同类型的燃料，不仅能帮助开发新的代谢类药物，也能为我们优化健康生活提供科学依据。

很多人可能觉得，“癌细胞用脂肪供能”听起来有点遥远。但换个角度想，这其实是精准医疗的又一次进步。过去，我们对肿瘤的认知多停留在“它长在哪、有多大”。后来，基因检测让我们知道“它有什么突变”。而现在，代谢成像正在告诉我们“它吃什么、靠什么活着”。从解剖到基因，再到代谢，我们对敌人的画像越来越清晰，打赢仗的概率自然越来越高。

更重要的是，这一技术适用于多种疾病场景，不仅是癌症，还包括心脏病、糖尿病等常见慢病。而肉碱本身又是一个可以通过饮食（如红肉、乳制品）和补充剂调节的分子，未来甚至可能结合营养干预，形成“影像诊断+代谢调控”的新型治疗策略。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Richard S. Edwards,Ella-May Hards,Sofia N. dos Santos, et al. Fluorinated Carnitine Derivatives as Tools to Visualise Carnitine Transport and Metabolism, Advanced Science (2025). DOI:10.1002/advs.202514668