研究显示，运动通过激活 NK 细胞抑制肿瘤生长。数学模型揭示，增加运动强度或时长可显著压制肿瘤，多频次运动模式更优化治疗策略。
癌症仍是全球头号杀手，尽管研究进展不断，新的突破依然令人期待。最近，科学家们发现，运动不仅能强身健体，还可能成为对抗癌症的秘密武器。实验表明，体力活动能减缓肿瘤发展，这种效果与运动激活的自然杀伤细胞(NK 细胞)密切相关，而这一切的幕后推手，是一种名叫 IL-6 的细胞因子。为了一探究竟，我们团队开发了一个简化的数学模型，用一组常微分方程描述 IL-6、NK 细胞和肿瘤细胞之间的互动，想看看运动究竟是怎么“掐住”癌症的脖子。
想想看，老鼠在跑轮上撒欢，肿瘤生长居然减少了 60%——这是 Hojman 领衔的一项开创性研究给我们的启示。他们发现，运动让 NK 细胞像战士一样冲进肿瘤，毫不留情地干掉癌细胞。NK 细胞可不是随便出手的家伙，它们的活跃度取决于表面受体的信号：激活信号来了，它们就化身杀手；抑制信号占上风，它们就老老实实歇着。而 IL-6 正是点燃它们斗志的关键。运动时，肌肉收缩释放 IL-6，像是吹响了冲锋号，让 NK 细胞活跃起来，杀伤力大增。这种抗炎反应跟癌症常见的促炎路径完全相反，能有效压制肿瘤。
尽管癌症免疫疗法近年来风头正劲，像免疫检查点抑制剂、癌症疫苗这些新招数层出不穷，但挑战也不少——肿瘤千变万化，免疫抑制环境复杂，癌细胞还会耍花招逃避追杀。要破解这些难题，我们得弄清楚免疫系统和癌症到底是怎么“对话”的。运动在这场博弈中扮演了什么角色？它是怎么调兵遣将的？带着这些疑问，我们的模型不仅关注单次运动的效果，还模拟了多次运动模式，想知道强度和频率怎么调整才能让肿瘤更“服帖”。
研究结果让人振奋：运动强度越大，或者持续时间越长，肿瘤被压制的效果就越好，而且这种压制还能维持更久。举个例子，短时间高强度的冲刺跑，可能比慢悠悠的散步更能激发 NK 细胞的战斗力。更妙的是，如果把运动拆成多段，像间歇训练那样，既调整强度又控制频率，效果甚至可能翻倍。这不禁让人想到，运动或许能成为癌症治疗的“助攻”，跟现有疗法搭档，增强免疫系统的杀伤力。
癌症和免疫的关系复杂得像一场拉锯战，数学模型却能帮我们拨开迷雾。过去，Mirzaei 等人用模型模拟乳腺癌的肿瘤生长，探索免疫干预的可能性；还有研究关注 NK 细胞和 CD8+T 细胞如何联手监控肿瘤。我们的工作往前迈了一步，首次把运动引发的 IL-6 变化纳入模型，量化它对 NK 细胞和肿瘤的影响。这种方法的好处在于，它不只停留在理论，而是能指导未来的实验。比如，测测患者的 IL-6 水平和 NK 细胞数量，就能估算出最适合他们的运动方案。
尽管如此，人体实验还很稀缺。运动抑制肿瘤的机制可能因人而异，或许不只靠 IL-6 和 NK 细胞。比如，最近有人研究胰腺癌，发现运动通过 IL-15 激活 CD8+T 细胞也能奏效。不管底层机制如何变，我们的模型都灵活适用，像个蓝图，随时能升级，应对更复杂的现实。
说到底，癌症研究需要新思路。运动作为一种低成本、无副作用的方式，正越来越受关注。它不仅能改善患者健康，还可能延长生存期。我们的模型表明，无论是单次大汗淋漓，还是多次有节奏的锻炼，都能让免疫系统更给力，对抗肿瘤更高效。这不仅为科学家指明了方向，也给患者带来了希望：动起来，或许就能让癌症退缩。
本文译自 IOPscience，由 BALI 编辑发布。
