在腫瘤的發生和轉移過程中，癌細胞會啟動抗氧化防御機制以防止不可逆的損傷，從而維持腫瘤生長。活性氧（ROS）清除蛋白的功能依賴于煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH），后者受特定代謝酶的調控，這些酶被描述為癌癥侵襲性的潛在生物標志物。免疫組化（IHC）是輔助癌癥病理診斷最易獲得且廣泛使用的技術之一。因此，這篇綜述旨在探討通過IHC評估的NADPH相關酶的蛋白表達及其與人類癌癥進展因素（總生存期、腫瘤分期、轉移和復發）的關聯。研究表明，葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（G6PD）、蘋果酸酶以及亞甲基四氫葉酸脫氫酶2（MTHFD2）是通過IHC研究與癌癥侵襲性最相關的酶。免疫標記方法為這組酶產出了一致的結果，這可能成功應用于預測腫瘤預后。其他NADPH相關酶，如谷氨酸脫氫酶（GDH）、醛脫氫酶1（ALDH1）和二氫葉酸還原酶（DHFR），值得進行更廣泛的研究，以闡明它們通過IHC作為癌癥生物標志物的潛力。

癌細胞中NADPH的產生得益于通過磷酸戊糖途徑（PPP）的葡萄糖通量增加，這對于核苷酸和脂質生物合成以及氧化還原平衡至關重要。在PPP酶中，G6PD作為限速酶，通過將葡萄糖-6-磷酸（G6P）脫氫生成6-磷酸葡萄糖酸內酯和NADPH，而PGD則生成核酮糖-5-磷酸和第二個NADPH。在不同人類癌癥中均有G6PD高表達的報道，包括肝細胞癌和宮頸癌，其水平高于非腫瘤和良性組織。在乳腺癌中，G6PD表達與分子亞型、N分期、腫瘤分級、轉移、新輔助化療后治愈狀態、無進展生存期和總生存期相關。在腎癌中，高G6PD表達提示腫瘤擴展、淋巴結轉移、Fuhrman分級、TNM分期和不良的總生存期。G6PD免疫染色的預后潛力還擴展到口腔鱗狀細胞癌、食管癌、胃癌和肺癌。在間葉源性腫瘤中，高G6PD蛋白在兒童橫紋肌肉瘤中常見，但在復發性腫瘤中較少見，提示PPP主要參與原發腫瘤的發展而非復發。

線粒體一碳代謝是另一個主要的NADPH來源，其中MTHFD家族支持DNA合成和氧化還原控制。MTHFD1和MTHFD2催化5,10-亞甲基四氫葉酸（5,10-methylene-THF）轉化為10-甲酰四氫葉酸（10-formyl-THF），而MTHFD1L則產生甲酸鹽并生成NADPH。在腫瘤標本的蛋白水平方面，MTHFD1高表達與肝細胞癌的不良預后和復發時間相關，提示其促腫瘤作用。然而，實驗模型表明，MTHFD1缺陷可能加劇化學介導的結腸腫瘤發生。此外，在膽囊癌和非腫瘤組織中均檢測到MTHFD1，兩組間無顯著差異。這些觀察結果反映了MTHFD1在癌癥中的作用具有環境依賴性，其角色因腫瘤類型和代謝環境而異。

相比之下，MTHFD2已成為關鍵的致癌因子。它在胚胎組織中表達，在大多數分化的成人組織中不存在，但在肺癌、乳腺癌、食管癌、卵巢癌和腎癌中表現出強烈的過表達，強免疫染色與TNM分期、組織學分級、淋巴結轉移、Fuhrman分級和不良總生存期相關。在膀胱癌中，MTHFD2蛋白表達也高于非腫瘤組織，但與疾病進展無關。體外研究揭示，MTHFD2調節氧化還原穩態并獨立于其代謝功能誘導細胞增殖。

MTHFD1L支持嘌呤和胸苷酸合成，在不同類型癌癥的細胞增殖、遷移和凋亡功能中起作用。在肝細胞癌和食管癌中，其蛋白過表達與惡性程度相關；而在結直腸腫瘤中，它是不良預后因素，與腫瘤分級、TNM分期、侵襲、死亡風險和轉移相關。在黑色素瘤患者中血清MTHFD1L水平較高，但組織染色顯示出有限的預后價值。

總而言之，G6PD和MTHFD家族成員是整合代謝重編程與腫瘤侵襲性的關鍵NADPH生成酶的例證。它們在合成代謝生長和氧化還原維持中的雙重作用，凸顯了其作為預后生物標志物和治療靶點的精確腫瘤學前景。

蘋果酸酶雖然是在哺乳動物代謝和分化中相關的結構相似蛋白，但在癌癥進展中表現出不同的作用。它們催化蘋果酸氧化脫羧為丙酮酸，同時將NAD(P)⁺還原為NADPH。ME1對于肝臟和脂肪細胞中脂肪酸生物合成過程中的NADPH產生至關重要，并有助于癌細胞的增殖、運動和乳酸產生。IHC結果表明，ME1高水平與乳腺癌、胃癌和口腔癌的不良預后相關。在乳腺癌中，它與腫瘤大小、淋巴結轉移和復發相關。在口腔癌中，它也預測了大小和淋巴結受累。值得注意的是，ME1過表達可能源于p53突變，將細胞代謝轉向有氧糖酵解。

ME2在線粒體中產生煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）和NADPH，維持脂質合成和谷胱甘肽還原。由于癌細胞使用谷氨酰胺、谷氨酸和丙酮酸作為底物，高ME2水平會重編程代謝以利于生長。在黑色素瘤和紅白血病中報道了^ME2基因過表達，而免疫染色將其與唾液腺腫瘤和黑色素瘤的惡性程度聯系起來。在乳腺癌中，高ME2蛋白與淋巴結轉移、病理分期和血管栓子相關。乳腺癌和黑色素瘤的實驗模型支持ME2在轉移、錨定非依賴性細胞生長、增殖和ROS中和中的作用。

ME3在肌肉和大腦中表達，支持線粒體脂肪酸生物合成，但其在癌癥中的作用尚不清楚。一項關于胃癌的有力研究發現，低ME3表達與不良預后因素相關，包括淋巴結轉移、TNM分期和生存期。ME3敲低通過降低α-酮戊二酸（α-KG）和NADPH/NADP⁺比率，并增加蘋果酸和三磷酸腺苷（ATP）來增強惡性表型。缺氧進一步降低了α-KG和NADPH/NADP⁺，同時提高了ROS，表明ME3下調通過氧化還原失衡和缺氧依賴機制驅動胃癌進展。

總之，MEs通過其亞型特異性對代謝重編程的貢獻，在腫瘤進展中發揮著多方面的作用，ME1和ME2成為一致的預后因素，而ME3需要進一步研究。

GDH酶參與分解代謝和合成代謝反應，催化谷氨酸可逆轉化為α-KG和氨，同時將NAD(P)⁺還原為NADPH。在人類中，GDH1和GDH2由^GLUD1和^GLUD2編碼。在非腫瘤組織中報告了IHC陽性表達，包括肝臟、胰腺、腎皮質和睪丸。少數研究描述了低GDH蛋白表達與癌癥侵襲性相關，包括較大的胰腺腫瘤和轉移性腫瘤的不良生存期。與腎非腫瘤組織相比，在一小部分腎細胞癌（RCC）中也觀察到蛋白水平降低。通過^{in silico}分析，^GDHmRNA降低與腫瘤復發、晚期、Fuhrman分級和酪氨酸激酶抑制劑（TKI）敏感性降低相關。值得注意的是，其過表達通過抑制腎癌中的mTOR通路抑制細胞增殖和遷移。

相反，在結直腸癌中，高GDH蛋白與腫瘤大小、晚期分期和轉移相關，提示其作為獨立的預后因素。在口腔病變中，GDH1/2在上皮內瘤變和侵襲性腫瘤中比在非腫瘤樣本中顯示出更強的標記。在膠質母細胞瘤中，較高的免疫染色與預后相關，并且葡萄糖剝奪誘導GDH1磷酸化（pS384）和核因子κB（NF-κB）激活，增強葡萄糖攝取和生存，而GDH1耗竭僅在低葡萄糖下損害活力。在葡萄糖可用性下，癌細胞下調GDH以利于核苷酸和抗氧化劑合成，這部分解釋了在特定腫瘤類型中觀察到的低表達。簡而言之，GDH在癌癥中表現出環境依賴性的作用，其表達降低或升高都會影響預后和腫瘤行為，突顯了其受代謝和營養狀態的調控。

ALDH1L家族的兩個成員在癌癥研究中具有相關性。ALDH1L1是一種細胞質葉酸代謝酶，可去除過量的一碳單位，限制其流向細胞增殖所需的生物合成反應。作為一種腫瘤抑制因子，ALDH1L1抑制增殖和運動并誘導凋亡。在肝細胞癌中，低ALDH1L1蛋白表達與腫瘤分化、HBsAg狀態、血清AFP和不良總生存期相關，腫瘤中的mRNA水平低于非腫瘤組織。在口腔癌中，蛋白水平降低與復發和生存期相關，而蛋白和mRNA表達提示T3/T4期、高級別和高Ki-67。雖然ALDH1L1催化NADPH生成反應，但其下調并不啟動癌變，而是通過PI3K–Akt–Rb信號通路而非氧化還原調節賦予腫瘤生長代謝優勢。與線粒體同源物ALDH1L2相比，其對抗氧化防御的貢獻似乎有限。

ALDH1L2也催化10-甲酰-THF水解酶反應，并有助于NADPH生成、線粒體蛋白質生物合成和CoA依賴性途徑。在結直腸癌中，低ALDH1L2蛋白表達與不良的無病生存期相關，并與腫瘤消退評分呈負相關。在新輔助放化療無反應的患者中發現mRNA水平降低，而蛋白表達提示放療抵抗。由于ALDH1L2通過硫氧還蛋白（TXN）（一種保護細胞免受氧化應激的氧化還原蛋白）調節NF-κB信號通路，用PX-12抑制TXN可能克服ALDH1L2驅動的放療抵抗。

總之，ALDH1L1和ALDH1L2下調一致地提示腫瘤侵襲性和治療抵抗，強調了它們作為預后生物標志物和潛在治療靶點的相關性。然而，它們的作用似乎是腫瘤特異性的，其在腫瘤進展中的確切機制仍有待闡明。

DHFR在真核和原核細胞的DNA合成中起關鍵作用。它將葉酸還原為二氫葉酸，并將二氫葉酸轉化為四氫葉酸（THF），后者參與嘌呤、蛋氨酸、胸苷酸和氨基酸的產生。在此過程中，NADPH作為電子供體催化DHFR還原反應。鑒于其在細胞增殖中的作用，DHFR已被視為癌癥、細菌感染和寄生蟲病的治療靶點。

盡管DHFR表達在不同癌癥類型中存在差異，但其基因過表達與腦腫瘤和白血病的不良預后有關。在骨肉瘤中，陽性免疫染色與接受甲氨蝶呤（MTX）化療患者的復發和不良結局相關。軟骨肉瘤中蛋白染色增加與腫瘤嚴重程度、進展和不良預后相關，提示DHFR作為惡性腫瘤生物標志物。在卵巢癌中，對160個樣本的蛋白質印跡分析顯示惡性腫瘤中DHFR減少，免疫反應性與轉移、治療抵抗和預后意義相關。相反，DHFR蛋白譜在胰腺癌和肺癌中顯示出有限的預后價值，盡管其在腫瘤復發中上調。另一份關于肺癌的報告描述了鱗狀細胞癌中DHFR表達極少，但在腺癌中表達強烈。此外，該研究提示胸苷酸合成酶（TS）和DHFR高表達可能與減少的無病生存期存在潛在關聯，但其意義仍有爭議。

盡管證據不足以提倡使用DHFR作為預后生物標志物，但它似乎有望用于評估治療反應，特別是對MTX及其衍生物的反應。雖然DHFR表達降低可能提示對培美曲塞為基礎的化療（特別是肺癌）有良好反應，但這種關聯并未通過組織和mRNA研究得到一致證實。有趣的是，低血漿DHFR mRNA表達成為選擇對培美曲塞為基礎治療有反應患者的潛在策略。體外DHFR高水平減弱了MTX治療后的腫瘤細胞死亡并減輕了T細胞介導的抗腫瘤活性，而其抑制在T細胞共培養下降低了細胞活力。總體而言，DHFR表達表現出腫瘤類型變異性，其在治療反應中的臨床意義強于預后，強化了其作為抗葉酸策略靶點的潛力。

IHC是評估癌癥生物標志物的一種廣泛可及的方法，可以提供有關腫瘤行為的相關信息。盡管取得了進展，但關于NADPH相關酶的免疫組化研究在很大程度上仍未得到探索。在NADPH相關酶中，G6PD在癌癥侵襲性方面值得注意，尤其是在肝細胞癌、乳腺癌和腎癌中。G6PD蛋白過表達，以及MEs和MTHFD2，與腫瘤進展相關，并代表了跨越各種腫瘤類型的潛在治療靶點。本綜述未詳細討論NNT和IDH1/2，原因是缺乏關于NNT蛋白在癌癥中表達的數據，以及IDH1/2已有大量發表的研究，需要對這些生物標志物進行更具體和全面的綜述。

NADPH相關酶與腫瘤進展之間的關聯因癌癥類型而異，反映了代謝重編程和腫瘤微環境的差異。這種變異性既是其臨床用作生物標志物的挑戰，也是機遇，因為它們的預后或預測價值取決于腫瘤類型或亞型。我們強調需要專注于特定腫瘤實體標準化檢測方法的研究，并整合來自不同地點的驗證隊列。進一步的調查，特別是針對G6PD和MTHFD2，對于確認其在癌癥預后和治療中的潛在應用至關重要。此外，研究一些NADPH相關酶作為治療反應的潛在免疫組化生物標志物將是有價值的。