氧化应激和肿瘤发生关系密切，许多研究表明，肿瘤启动和发展都和炎症和氧化应激存在重要关系，抑制炎症反应减少氧化因激能有效减少肿瘤的发生，由于肿瘤预防并不是临床治疗手段，关于肿瘤防治的流行病学和人体研究数据相对缺乏，而且也存在研究设计和观察对象多样性的干扰，因此缺乏可靠稳定的人体研究证据。

从理论上考虑，利用各种诱导体内抗氧化能力的方法如运动、高温、低温和缺氧等适应性刺激，一方面结合理想的膳食营养调节，尤其是增加各种和抗氧化抗炎症相关的营养成分和微量元素，另一方面通过冥想和心理干预方法，提高心理健康水平，从多方面综合提高健康水平，对预防肿瘤发生应该可以产生确实有效的效益。

从氧化炎症角度，探讨自由基活性氧和肿瘤发生的关系，并探讨如何从氧化角度预防肿瘤发生的营养学策略。

 一、活性氧和癌症发生关系密切

 自由基是存在不成对电子的分子或原子团。人体内自由基或活性氧主要包括超氧阴离子、过氧化氢、羟基自由基、一氧化氮和亚硝酸阴离子。活性氧主要是氧气代谢的副产物（也许就是正常产物）。体内产生活性氧的主要方式和因素包括线粒体电子传递、紫外线、x线、伽马射线、炎症反应、脂质过氧化和环境污染物。

1.1氧化应激

氧化应激是活性氧产生超过体内抗氧化系统防御能力的失衡状态。氧化应激或活性氧集聚会诱导细胞内氧化还原失衡和生物分子损伤。氧化应激是衰老和各类神经推行性疾病入老年性痴呆、帕金森冰和肌萎缩侧索硬化等的共同病理生理学机制。

 活性氧具有两面性，不仅有损伤效应，也有正面作用。活性氧是细胞内的重要信号分子在多种生理过程如细胞凋亡发挥作用。细胞凋亡信号转导主要包括受体激活、Bcl-2蛋白、caspase激活和线粒体功能异常等过程。活性氧壳调节抗凋亡蛋白Bcl-2表达水平，能影响细胞坏死和凋亡信号通路。JNK／SAPK、MAPK也参与活性氧介导的细胞死亡过程。活性氧适量增加可诱导细胞衰老和凋亡，具有抗肿瘤效应。

1.2 活性氧和癌症发生

致癌因素和活性氧增加关系密切。氧化应激本身就属于一种重要的致癌因素。慢性炎症是各种人类癌症的危险因子，炎症总会伴随着氧化应激和脂质过氧化，会产生过量活性氧和醛类致突变物质。

典型的癌症发生过程包括诱发启动、促进和发展等过程，往往是多种因素在同一细胞的积累效应，而活性氧在所有这些阶段都可发挥作用。如非致死性DNA突变是癌症诱发阶段的典型变化，活性氧可引起DNA损伤和突变，突变类型包括点突变、序列删除、插入和染色体易位、交连等方式。早期研究证明，氧化应激引起的DNA 8羟基鸟嘌呤突变，这种突变会造成GC变成TA。这是一种相对容易发生的修饰，具有致突变性和致癌性，并可以作为癌变的潜在生物标志物。DNA直接损伤或基因组不稳定、基因表达和蛋白构象改变等在癌症发生过程中共同发挥作用。癌症促进阶段的特征是突变细胞增殖和细胞凋亡机制失效导致克隆形成（关键阶段）。高水平氧化应激具有细胞毒性，能诱导细胞凋亡或坏死。但如果氧化应激低水平持续存在，细胞分裂和肿瘤生长就容易发生。（或者弛张性应激和间歇性应激的原因，肿瘤发生容易出现在低水平弛张性氧化应激，而间歇性氧化应激则容易诱导机体抗氧化能力，这类似于预适应的情况）。癌症细胞的诱发和促进阶段仍是可逆的，一旦癌细胞到发展阶段就变地不可逆。在这一阶段随着更多基因损伤和染色体破坏，肿瘤从良性变成恶性。

恶性肿瘤或癌症的发生包括三个关键阶段，第一是启动阶段，是细胞DNA损伤和基因突变为标志，第二是促进阶段，以免疫监督效率降低和恶变细胞凋亡率下降导致突变细胞克隆形成为标志，第三是发展阶段，是以突变加剧和免疫监督失效为标志的细胞转移。第一个阶段最重要的条件是各种肿瘤诱发剂如炎症反应、病毒、食品药物中化学致癌物、放射线和环境污染物对目标细胞的攻击，这些因素的共同特点是通过大量活性氧为媒介物。第二个阶段主要是各种促癌因素，包括炎症反应和各种内外促癌因素，已经抑制细胞免疫反应的因素，几乎全部都有活性氧的参与。恶性肿瘤一旦产生，依靠治疗是非常被动的，效果也是无法保证的。因此在肿瘤发生的早期阶段，特别是在诱发和促进阶段，采用各种抑制氧化应激的方法，特别是安全有效的方法，是预防肿瘤发生和恶变的最有效策略。（这种阶段往往没有任何临床表现，难以采用任何医学检测和治疗手段，也难以进行针对性个性化措施，因此预防肿瘤只能从普通大众中广泛开展健康理念教育和健康生活方式运动）。

Fig. 1. Schematic representation of multi-stage carcinogenesis. Exposure to intrinsic/extrinsic factors, including various toxic chemicals, oncogenes, viruses (e.g., HBV, hepatitis B
virus), ROS/RNS, and inflammation, can resulting in genetic mutations and/or epigenetic alterations that cause the initiation of carcinogenesis in normal cells. The initiated cells
and non-neoplastic cancer stem/progenitor cells can first progress to benign tumors, which would be amendable with surgery, radiation and or chemotherapy, if detected early,
with subsequent progression to advanced/metastasized/malignant/drug-resistant tumors due to the prolonged effects of chronic inflammation, various irritants and aberrant
hormones.

1.3 从活性氧角度预防癌症发生

营养饮食预防是癌症预防策略的主要方式，具体手段包括食用植物提取物或低毒性药物。植物提取物、体育运动和精神放松等方式能抑制、阻断或反转致癌效应。随着现代生物技术的发展，关于植物提取物的研究如化学本质、生物学活性以及细胞学机制等方面的在体、离体和临床研究都相继开展。各种致癌因子如环境污染、食品诱变剂和射线等，都可以产生活性氧，活性氧可和细胞内蛋白、脂类和核酸分子发生反应，并最终导致癌变。摄取植物活性物质不仅能直接清除活性氧，也可以通过Nrf2系统间接清除致癌中间物。Nrf2一般是和Keap1结合并被泛素化降解，存在诱导因素时Nrf2可以释放并转移到细胞核内，和抗氧化反应元件结合，启动二相解毒和抗氧化酶的基因表达。最近研究显示，植物活性物质如姜黄素和萝卜硫素可激活Nrf2解毒和抗氧化系统，这种调节方式也包括DNA甲基化和组蛋白修饰等表观遗传学模式。

1975年，美国学者证明呼吸高压氢气能治疗皮肤鳞状细胞癌，但此后多年并没有类似研究。2007年，日本学者发现氢气具有选择性抗氧化作用后，人们随后证明氢气不仅是一种理想的抗氧化物质，而且具有很强的抗炎症效应。考虑到氧化损伤和炎症是肿瘤启动和发展的关键因素，因此氢气有可能具有预防癌症的作用。2011年，日本学者用高脂饮食结合胰岛素缺乏联合致癌剂诱导原发性肝癌模型，让动物连续饮用氢水，结果发现氢气能减少肝癌发生的数量和体积。说明氢气具有预防肿瘤发生的作用。另外中国学者也采用类似方法，证明氢气生理盐水能有效预防肾脏肿瘤的发生。

人体组织和细胞外环境存在一定浓度的强毒性自由基，这些自由基缺乏特异性清除系统，或者说这些自由基由于化学活性特别强，会导致一定水平的氧化损伤，在适度损伤情况下，人体能通过各种对抗和修复系统维持平衡，在疾病或衰老情况下，这种自我平衡系统被破坏，就需要进行主动干预。采用安全温和的手段主动干预是预防肿瘤和衰老的可行性方法，氢气这种物质的巨大生物安全性是这种手段作为日常预防手段的重要基础，另外这种物质不会在身体内长时间停留，在短时间内将体内毒性自由基适当压制后迅速离开身体，也是不可多得的优势。总之，有效性、安全性、间歇性可能是这种物质的巨大优势所在。