申小閣 胡福良
(浙江大學動物科學學院,杭州310058)
蜂膠具有廣泛的藥理活性和保健功能,而蜂膠的抗癌作用尤其受到人們的關注。近年來,隨著對蜂膠抗癌作用研究的深入,其抗癌機制也逐漸被人們所認識。這些機制主要包括:抑制癌細胞和腫瘤干細胞的增殖,抑制血管生成,調節腫瘤微環境,以及對其他抗癌療法的輔助作用等。
目前,大量的研究及臨床實踐表明,蜂膠具有良好的抗癌作用,而蜂膠作為癌癥預防藥物已經應用于慢性皮膚炎的研究。Cole等(2010)用澳洲蜂膠醇提物處理經紫外線誘導的光致癌性無毛小鼠,結果發現蜂膠的醇提物通過免疫抑制及降低脂質過氧化作用使該小鼠的皮膚炎減小到最低化,同時還表現出劑量依賴性方式防止皮膚曬傷性水腫和接觸性過敏反應。進一步研究結果發現,蜂膠是通過促進免疫耐受性細胞因子IL-10的過量表達以及抑制炎性細胞因子IL-6和IL-12的產生來抑制典型的光免疫反應。
蜂膠對其他種類的癌癥也表現出一定的保護作用。Orsolic等(2003)用50 mg/kg的蜂膠水提液處理小鼠,發現其體內巨噬細胞的活性有所上升,同時刺激了相關淋巴細胞活化因子的產生,進而抑制人宮頸癌細胞和中國倉鼠肺成纖維細胞的增殖。2011年,Badr等報道水溶性埃及蜂膠衍生物對小鼠體內艾氏腹水癌細胞增殖的抑制作用,先經灌胃給予小鼠蜂膠處理,隨后腹腔注射艾氏腹水癌細胞。結果發現蜂膠處理組的腹水液體積和癌細胞總數有所減少,同時,該處理組小鼠單核細胞的吞噬活性、淋巴細胞轉化率以及粒細胞/單核細胞也有顯著的上升,這暗示著蜂膠可能通過潛在的免疫調節活性達到抗癌的作用。
然而,蜂膠對癌前實體器官的保護作用目前還存在爭議。Said等(2010)曾在研究巴西蜂膠水提物對肝癌的預防作用中發現該蜂膠對DEN(二乙基亞硝胺)誘導下的大鼠無保肝作用,但Kawase等(2009)在另一類似的肝癌大鼠實驗中發現口服柯因(5,7-二羥基黃酮)可以明顯減少癌癥結節的數量和大小。隨后,Khan等(2011)用甲基化的柯因處理患有肝癌的大鼠,結果發現大鼠的肝實質漿液及導管酶含量均有所減少,表現出一定的護肝作用。這可能是由于蜂膠含有復雜的化學成分,其整體物質的生物學活性不同于單個成分所造成的。
腫瘤干細胞對腫瘤的存活、增值、轉移及復發有著重要作用。腫瘤干細胞可以通過自我更新和無限增值維持自身的生命力。研究發現,蜂膠除了能夠降低癌細胞和原癌細胞的數量外,也能影響腫瘤干細胞的數量,進而抑制癌癥的發展。Godfrey等用巴西蜂膠粗提物培養骨髓瘤細胞株-RPMI 8226細胞24h,然后在37℃水浴條件下用5μg/ml Hoechst 33342培養50萬多發性骨髓瘤細胞90 min。在培養過程中用流式細胞儀檢測側群細胞的比例,以單獨使用溶劑、碘化丙啶及培養基處理作為陰性對照組。結果發現,巴西蜂膠處理組的側群細胞比例顯著地降低至0.14%,而3個陰性對照組的側群細胞比例仍保持在17%左右。這一結果表明蜂膠對腫瘤干細胞的增殖有明顯的抑制作用。
Omene等(2011)利用CAPE(咖啡酸苯乙酯)處理具有典型CD44(+)/CD24(-/low)表現型的乳腺癌干細胞以及能夠產生微粒體的單個細胞,結果表明CAPE以一種劑量依賴性方式抑制了癌癥干細胞的我更新、祖細胞形成和克隆生長,使其數量有了明顯的下降。而據Ahmed報道,含有微量CAPE的巴西蜂膠也可以減少癌癥干細胞的數量。
蜂膠含有復雜的化學成分,在這些物質中,CAPE和Artepillin C(3,5-二異戊二烯基-4-羥基肉桂酸)作為蜂膠中兩種主要活性成分,在其抗癌作用中發揮著重要的功能。Shimizu等(2004)報道,Artepillin C可以通過上調Cip1/p21(一種細胞周期蛋白激酶抑制劑)誘導G0/G1細胞周期的延長從而抑制人結腸癌細胞的生長;而據Messerli等(2009)報道,巴西綠蜂膠提取物中的主要成分Artepillin C可以通過阻斷原癌基因PAK1信號通路,從而完全抑制與人多發性神經纖維瘤相關的小鼠移植瘤的生長。同時發現CAPE也可以起到與之相似的抑制作用。然而,CAPE主要存在于溫帶地區的蜂膠中,而Artepillin C只存在于巴西綠蜂膠中,這兩種蜂膠成分差異較大,生物學活性也有所不同。
CAPE的抗腫瘤作用主要通過以下途徑完成:抑制DNA合成,干擾生長因子信號轉導,誘導細胞凋亡,促進抗血管生成作用。Grunberger等(1988)用培養的乳腺癌和黑色素瘤細胞系測試了CAPE對人類癌細胞的作用,當CAPE的濃度為10μg/ml時完全抑制胸腺嘧啶脫氧核苷整合到乳腺癌細胞的DNA上,觀察到CAPE對黑色素瘤、結腸癌和腎癌細胞系的作用極為強烈,而對正常的成纖維細胞和黑色素細胞的作用很弱。Demestre等(2009)用富含CAPE的新西蘭蜂膠“Bio-30”水提液處理人多發性神經纖維瘤1(小鼠外周神經鞘瘤),結果發現該物質可以完全抑制腫瘤細胞的生長。此外,Bio-30也可以引起人多發性神經纖維瘤2(小鼠神經鞘瘤)的完全衰退。然而,CAPE具有極差的生物學利用率及水溶性,使其很難應用于臨床研究。而含有大量脂類的Bio-30可以溶解CAPE,因此,可以利用這一特性更好地發揮CAPE的生物學活性。
癌組織在快速增殖過程中需要充足的氧和營養素的供應,而機體內的血管是運輸這些物質的主要載體。蜂膠及其活性成分在體內外的抗血管生成作用已經得以證實。Song等(2002)檢測了蜂膠醇、醚提取物及CAPE對雞胚尿囊膜和小牛肺動脈內皮細胞的作用,結果顯示三者均可以抑制雞胚尿囊膜上血管的生成,同時也表現出對牛肺動脈內皮細胞增殖的抑制活性。Ahn等(2007)通過研究巴西蜂膠醇提液處理的ICR小鼠實驗模型,發現巴西蜂膠醇提液可以明顯減少體外管腔實驗中新形成血管的數量,并證實該作用主要是由失活的存活信號ERK 1/2誘導的血管內皮細胞凋亡來調節的。隨后,他們又進一步證實上述作用是由蜂膠中的ArtepillinC所介導完成的。
同時,Izut領導的另一團隊也集中研究了蜂膠及其相關蜂產品對血管內皮生長因子誘導的人臍靜脈內皮細胞的增殖和遷移的影響,結果發現蜂王漿和中國紅蜂膠可以抑制該細胞的增殖和遷移;然而,蜂花粉和CAPE只是抑制了其增殖。它們抑制該細胞增殖的作用強度為:CAPE>中國紅蜂膠>蜂花粉>蜂王漿。目前,多個研究表明蜂膠中含有豐富的抗血管生成功效成分,如黃酮類化合物的槲皮素、山萘素、高良姜素等;酚類物質中的Artepillin C;酯類化合物中的CAPE、異戊二烯酯及其它化合物。它們之間的相互協調作用對蜂膠的抗血管生成作用具有一定的影響。
腫瘤微環境由基質細胞、內皮細胞、免疫細胞和癌細胞所組成,這一微環境對腫瘤完整的生命循環是必不可少的,而蜂膠可以通過多種途徑調節該微環境從而起到抗癌的作用。Sze等(2006)在臨床上使用薩力多胺治療多發性骨髓瘤的過程中發現該藥物可以干擾腫瘤微環境的共生。后來,Fung等(2009)在使用長春新堿治療白血病的過程中發現了此現象。此外,這兩種藥物還是強效的免疫調節劑和血管生成抑制劑。
Lee等(2008)在研究人肝癌細胞實驗中發現蜂膠中的CAPE可以通過徹底終止MMP-2和MMP-9的表達,從而有效抑制肝癌細胞的粘附和入侵,并推測這一作用和NF-κB通路的抑制有關。2011年,來自日本的Hattori等人采用大量的實驗技術檢測了巴西綠蜂膠的多種化學成分,結果發現其中的5種物質可以顯著抑制HIF-1α蛋白以及HIF-1下游靶基因葡萄糖轉運蛋白1、己糖激酶2以及VEGF-A(血管內皮生長因子A)的表達。這一結果表明蜂膠能夠有效地調節腫瘤微環境,同時,也證明通過現代科技與傳統中草藥結合的新方法來解決癌癥及其腫瘤微環境問題是可行的。
目前,市面上的主流抗癌藥物均由人工合成的化學制劑混合而成,在治療過程中不可避免地會對人體產生一些毒副作用。蜂膠中豐富的活性成分具有多種生物學功能,可用于輔助主流抗癌治療-化學療法及放射療法。蜂膠提取物在體內對主流抗癌藥物的輔助及協同作用已經應用于鼠類實驗模型。2006年,Padmavathi等用蜂膠醇提物和紫杉醇處理經DMBA(二甲基苯蒽)誘導的乳腺癌大鼠,結果發現,與單獨使用蜂膠醇提物、紫杉醇及空白對照組相比,同時使用蜂膠醇提物和紫杉醇的處理組腫瘤質量最輕。這一結果表明蜂膠可以對抗癌藥物起到協同作用。
除了能加強化療藥物的抗癌作用外,蜂膠還可以降低一些細胞毒素劑的毒性。Orsolic等(2009)在研究蜂膠提取物及相關的黃酮類物質對伊立替康引起的細胞毒性的作用中發現,水溶性克羅地亞蜂膠和巴西蜂膠提取物及相關的黃酮類物質可以降低EAT(艾氏腹水瘤)小鼠體內伊立替康對正常血液、肝臟及腎臟細胞的毒性;同時,這些物質對伊立替康誘導的艾氏腹水癌細胞的毒性無影響。蜂膠這種相似的保護作用在三苯氧胺誘導的大鼠肝臟毒性中也能表現出來。Albukhari等 (2009)在注入三苯氧胺前用CAPE預處理大鼠10天,結果顯示CAPE可以顯著抑制肝實質酶的含量并能改善肝組織病理學變化,這一結果證實了蜂膠對抗癌藥物引起的細胞毒性的抑制作用。
200 5 年,Orsolic等在另一小鼠實驗中通過靜脈灌注乳腺癌細胞研究其體內的肺部轉移率,克羅地亞蜂膠和巴西蜂膠水提物單獨或與化學藥物表阿霉素一起經腹腔或口服給藥,并配合使用放射療法。結果發現,與單獨使用表阿霉素或蜂膠相比,兩者結合給藥方式能顯著降低肺部轉移率。此外,用伽馬射線照射過的蜂膠處理組的小鼠壽命明顯長于無蜂膠處理組的小鼠。
這些動物體內實驗模型為蜂膠將來用于預防癌癥的臨床試驗提供了理論依據。事實上,蜂膠作為抗感染制劑的應用已經有了初步的臨床試驗基礎。2006年,Iljazovic等用5%蜂膠提取物與蘆薈汁的混合液處理感染人乳頭瘤病毒的患者,結果發現3個月后有71.42%的患者癥狀消失,6個月的治愈率達到了100%。隨后,Coelho等(2007)研究了口服巴西蜂膠對幽門螺旋桿菌感染(可誘發胃癌)的治療效果,感染患者連續7天每天口服20滴巴西綠蜂膠醇提液。結果顯示,18位患者中9位的脲酶呼吸測試值(胃內細菌含量的替代指標)減少了20%。Zedan等也曾在2009年報道口服蜂膠可以有效治療扁平疣和普通疣,治愈率分別達到75%和73%。因此,蜂膠有效的抗感染作用有助于其更好地預防癌癥的發生。
癌癥是全球范圍內危害人類健康的主要疾病,利用化學藥物或者蛋白質藥物來治療癌癥也是當前治療癌癥的主要手段,但大多數化療藥物在治療過程中會對機體產生嚴重的毒副作用。從天然動、植物中尋找毒性低、療效高的抗癌活性成分仍是近年來國內外研究的熱點之一。蜂膠作為一種富含多種生物學活性成分的天然產物,具有良好的防癌抗癌效果。此外,很多研究人員也嘗試從蜂膠中分離獲得結構新穎、作用獨特的抗癌化合物,并將它們作為先導化合物用于新型抗癌藥物的開發。
需要注意的是,目前蜂膠抗癌作用的研究多局限于動物實驗,缺少人體相應的藥效、吸收、代謝及毒理方面的研究,離臨床上的實際應用還有較長的距離。未來需要在明確蜂膠抗癌作用機制的基礎上,結合蜂膠的單體或多種單體的配伍進行更為系統的毒理和藥理實驗,為合理評價蜂膠、蜂膠中單體成分的抗癌活性和藥用價值提供依據和參考。