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近年来，PI3K信号通路作为胰岛素通路，同时也是癌症中常见的活跃路径之一，受到了广泛的关注。目前，市场上已有PI3K抑制剂获准，用于治疗白血病、淋巴瘤及乳腺癌等多种癌症。与之相关的生酮饮食以高脂肪、极低碳水化合物和充足蛋白质为特点，能够减少葡萄糖的利用，使肝脏将更多游离脂肪酸转化为酮体，提供能量支持。在临床前研究中，生酮饮食显著提升了PI3K抑制剂的抗癌效果，但其内部机制一直以来未能得到明确阐释。
普遍认为，此机制或与生酮饮食中缺乏碳水化合物有关，因而抑制了胰岛素的产生，使PI3K信号不被重新激活。然而，国际权威学术刊物《细胞》(Cell)近期发表了一项来自普林斯顿大学的突破性研究，这项研究修改了之前的推测。结果表明，该抗癌协同效应并不与饮食中的宏量营养素相关，而是由于肠道微生物通过代谢饮食中摄入的植物化学物质，调节了PI3K抑制剂的血药浓度和活性。
2025年5月19日，普林斯顿大学的研究团队在《细胞》杂志上发表了题为“Microbiome metabolism of dietary phytochemicals controls the anticancer activity of PI3K inhibitors”的研究论文，详细阐释了此过程。研究揭示出饮食中的植物化学物质、大肠微生物组及肝脏之间复杂的相互作用，对药物活性有着至关重要的影响。实验结果表明，在多种肿瘤临床前模型中，不同饮食干预的确能够减缓肿瘤发展并提升抗癌药物的效力，相关的临床试验也正在积极开展中。
生酮饮食这种特殊的饮食模式因其对癌症治疗的潜在促进作用而引发科学界的热议，尤其是在治疗如胰腺癌等难治性癌症中。但是，对胰腺肿瘤的小鼠模型实验显示，生酮饮食本身对肿瘤生长影响有限，但其与化疗及PI3K抑制剂结合，可显著减缓肿瘤增长和延长生存期。传统观点认为，PI3K抑制剂通过系统性抑制胰岛素信号，通常会提升血糖和胰岛素水平，因而潜在重新激活肿瘤中的PI3K信号，然而若缺乏碳水化合物便不会引发这种反馈。
实际上，饮食间的区别不仅在于宏量营养素。在标准啮齿动物饲料与生酮饮食中，也存在如消化率和植物化学物质成分等的显著差异。植物化学物质，通常为人忽略的关键饮食成分，实际影响广泛。我们的日常饮食含有多达26,000多种可能具有生物活性的化合物，这些物质的广泛生物学功能尚未得到充分探讨。特别是肠道微生物对这些化学物质的转换可产生具独特生物效应的代谢产物，使这一领域的理解更趋复杂。
在此次研究中，研究团队指出尽管生酮饮食缺乏诸如大豆皂苷等复杂植物化学物质，对PI3K抑制剂的活性产生了不容忽视的影响。大豆皂苷经肠道微生物转化后成为肝脏细胞色素P450酶的诱导剂，进一步影响了PI3K抑制剂的药物浓度与效果。
结论指出，真正决定饮食-PI3K协同作用效果的是植物化学物质及其在体内的代谢路径，而非简单的宏量营养素构成。这一发现意义重大，有助于在肠道微生物-植物营养-肝脏代谢相互作用的基础上，提高抗癌疗效。
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