楊歷輝,張 逸,李東霞
(1. 內蒙古醫科大學附屬醫院,內蒙古 呼和浩特 010050;2. 山東大學醫學院,山東 濟南 250012)
中藥抗皮膚惡性腫瘤的實驗機制研究進展
楊歷輝1,張 逸2,李東霞1
(1. 內蒙古醫科大學附屬醫院,內蒙古 呼和浩特 010050;2. 山東大學醫學院,山東 濟南 250012)
皮膚惡性腫瘤;中藥;增殖;凋亡;轉移
皮膚惡性腫瘤是一種起源于表皮基底細胞或毛囊外根鞘的惡性腫瘤,主要包括鱗狀細胞癌( squamous cell carcinoma, SCC) 、基底細胞癌( basal cell carcinoma, BCC) 、皮膚惡性黑素瘤( cutaneous malignant melanoma, CMM) 、皮膚轉移性腫瘤、蕈樣肉芽腫、Bowen’s病、Paget’s病、乳房外Paget’ s病及皮脂腺、汗腺、毛囊、血管和神經來源的惡性腫瘤等,其中以SCC、BCC、CMM發病率最高[1-3]。皮膚惡性腫瘤多發生于鼻部、頰部、眼瞼皮膚等長期暴露于陽光的部位,且多好發生在歐美白種人群[4]。但近年來,隨著環境污染、臭氧層破壞等因素以及人們室外活動的增加,我國皮膚惡性腫瘤發病率逐年上升。 隨著生命科學的飛速進展, 惡性腫瘤細胞內的信號傳導、細胞周期的調節、細胞凋亡的誘導等過程基本被闡明。大量研究表明, 中藥在抗腫瘤血管形成、誘導腫瘤細胞凋亡、促進腫瘤細胞分化、調整機體免疫狀態等方面有著其獨有的優勢,本文就近年中藥抗皮膚惡性腫瘤實驗機制作一綜述。
1.1中醫對皮膚惡性腫瘤的認識 皮膚癌在傳統醫學中稱謂不一,如:“反花瘡”“石疔”“乳疳”等。中醫對皮膚癌的病因、發病機制有較深入的認識。病因分內外,內為臟腑功能失調,外為六淫之邪入侵;發病機制主要有正虛、氣滯血瘀、濕濁和外邪入侵等[5]。
1.2中醫藥治療皮膚惡性腫瘤的現狀 中醫治療皮膚惡性腫瘤的主要原則有扶正固本、活血化瘀、清熱解毒、溫經散寒、理氣化痰、軟堅散結。用藥方法分內服與外用。內治宜用滋肝養血、益氣培元、補養脾胃、疏肝解郁等治則;外治法則通過外敷藥物發揮治療作用[6-7]。
1.2.1中藥外治法 王京紅[8]報道如意金黃散治療皮膚瘡瘍腫毒,尤其是對熱毒亢盛伴局部紅腫熱痛者有較好療效。王鄉寧等[9]采用濕潤燒傷膏( MEBO) 治療2 例皮膚癌患者單純原發癌灶切除后的創面,結果發現2 例患者手術創面均自行修復愈合,未出現腫瘤復發。
1.2.2中藥內服外治兼用 金忠澆[10]報道川秋葵花葉外治同時煎服秋葵花治療額部等皮膚癌取得滿意療效。張欣等[11]采用九一丹外敷同時配合清熱解毒、活血祛癖中藥湯劑內服,治療皮膚癌性潰瘍1例效果顯著。
1.3西醫治療 目前常用西醫治療皮膚惡性腫瘤的方法主要有:手術治療、放射治療、光動力療法及聯合治療等。
1.3.1手術治療 手術治療是常用的方式。張斌等[12]認為手術治療仍是目前治療皮膚癌有效且復發率低的首選方法。但是手術切除的范圍和深度要綜合考慮腫瘤類型、臨床類型、侵襲深度、發病部位等;腫瘤切除后創面整形修復的方法要根據病變部位、創面大小、外形破壞程度等制定盡量降低對容貌影響小的方案。李凡等[13]認為:Mohs顯微外科手術治療皮膚惡性腫瘤具有損傷小、美容效果好、復發率低和安全性好的優點。但Mohs手術需要一定的設備、訓練有素的臨床和病理醫生, 且費時較多, 費用較大。
1.3.2放射治療 放射治療是通過放射線聚焦,破壞癌細胞的DNA鏈,使得腫瘤細胞壞死,停止生長及進一步萎縮,直至消失以達到治療目的。放射方法治療皮膚惡性腫瘤主要用于病變位于面部(眼、鼻翼、耳等重要器官附近),或病變位于隱蔽部位不宜使用其他治療方法者[14]。但放射治療時間長,常導致病變周圍正常組織受損,形成放射性皮炎、瘢痕等不良反應[15]。
1.3.3光動力療法 光動力療法是一種聯合應用光敏劑及相應光源的全新治療技術, 原理是通過病灶局部的選擇性光敏化作用來破壞腫瘤和其他病理性靶組織,即給予吸收了光敏劑的病變部位適當波長的光照,通過光敏劑介導的和氧分子參與的能量和/或電子轉移,在病變組織內產生具有細胞毒性的活性氧,通過氧化損傷作用破壞靶部位細胞器的結構和功能,引起靶細胞的凋亡和壞死[16]。光動力療法對于腫瘤病灶面積小、皮損位置表淺的病變療效較好,如治療Bowen’s病、BCC(淺表型)、日光性角化等疾病,但治療過程需由專科醫生完成, 且光敏劑費用高昂,有時患者難以接受[17]。
1.4聯合治療 除以上治療方法外,皮膚惡性腫瘤的治療尚包括化學藥物治療、局部物理療法和局部藥物腐蝕療法等,具體應根據患者的年齡、機體條件、心理狀態及腫瘤類型、侵襲深度、發病部位等個體化因素選擇合適的聯合治療方法,臨床中常見的有局部物理療法聯合光動力療法、手術治療聯合化學藥物治療、手術治療聯合放射治療等[12,18-19]。
2.1抑制腫瘤細胞增殖 腫瘤細胞的無限增殖是腫瘤發生的主要原因,這類中藥作用于細胞生長的不同階段,使細胞生長所需要的DNA、RNA、蛋白質合成受到抑制,從而使腫瘤細胞停止于增殖周期的某一時相,進而導致細胞死亡。高桂華等[20]研究表明白藜蘆醇作用于黑色素瘤細胞后,使細胞停止于S期直接阻滯其增殖。李星等[21]研究表明麻瘋樹葉提取物對惡性黑素瘤A375細胞增殖的抑制作用呈濃度及時間依賴性。王莉平等[22]實驗證明狼毒提取物對黑色素腫瘤細胞的生長有顯著的抑制作用。
2.2誘導細胞凋亡 細胞凋亡是細胞在受到生理和病理性刺激后出現的一種自發死亡過程,是一個主動、高度有序、基因控制及一系列酶參與的過程。中藥誘導腫瘤細胞凋亡的作用機制包括阻滯細胞增殖周期、抑制細胞生長、作用于細胞信號通路、調控凋亡促進蛋白和凋亡抑制蛋白的表達、影響癌基因和抑癌基因的表達、調節端粒酶的表達與活性和激活caspase級聯反應等多個方面。
2.2.1作用Caspase家族 Caspase全稱為天冬氨酸特異性的半胱氨酸蛋白水解酶(cysteine-containing aspartate-specific proteases),是存在于細胞質中、具有相似結構的一組蛋白酶,在細胞凋亡過程中起著必不可少的作用。Caspase家族所有蛋白的活性位點均包含半胱氨酸(Cys)殘基,能夠特異性地裂解靶蛋白中天冬氨酸(Asp)殘基后面的肽鍵。Caspase家族成員平時均以無活性的酶原形式存在于細胞質中,誘導細胞凋亡的各種信號能通過不同的信號傳導系統使其裂解而激活,活化的Caspase能選擇性地裂解細胞內的一些蛋白質如核酸內切酶和蛋白水解酶,從而導致細胞程序性死亡或凋亡。鄭欣等[23]通過實驗表明姜黃素可通過促進Caspase-3 及Caspase-9 的表達及增強其活性促進皮膚鱗狀細胞癌細胞SCL-1的凋亡。劉梅等[24]認為黃芩素單獨作用人皮膚鱗癌細胞SCL-12細胞后,能夠明顯活化Caspase-8,Caspase-9和Caspase-3 蛋白以誘導其凋亡。邱實等[25]認為,姜黃素能抑制人黑色素瘤A375 細胞增殖和誘導其凋亡,c-myc 和Caspase -3 基因可能參與凋亡過程。
2.2.2作用于細胞信號通路 細胞信號傳導是指能將細胞外的分子信號經細胞膜傳入細胞內發揮效應的一系列酶促反應通路。趙思成等[26]通過研究表明熊果酸作用于人皮膚鱗癌細胞株A431后,NF-κB通路相關蛋白pIκBα、bcl-2、c-IAP2的表達水平下降, 而IκBα蛋白的表達水平增高,從而通過阻斷NF-κB通路誘導A431細胞凋亡。高桂華等[20]實驗證實白藜蘆醇可使A375黑素瘤細胞中Akt通路表達減弱尤其是下調p-Akt的表達,從而抑制了惡性黑素瘤的生長。
2.2.3作用于端粒酶 端粒是存在于所有真核生物染色體末端的一種結構,在維護染色體穩定性和維持細胞壽命方面起重要作用。隨著細胞的多次分裂,端粒會逐漸縮短,當端粒縮短到一定長度時,細胞就不再分裂并衰老死亡。端粒酶在大多數正常的體細胞中呈低表達或無活性,而在惡性腫瘤細胞中呈高表達,所以正常體細胞的分裂次數是有限的,而惡性腫瘤細胞則可無限增殖[27]。翟曉翔等[28]研究表明白藜蘆醇能夠抑制人鱗癌細胞A431的增殖,誘導其凋亡,其機制可能與抑制hTERT mRNA的轉錄降低其蛋白的表達,從而降低端粒酶的活性有關。
2.2.4影響線粒體膜電位 線粒體與細胞凋亡有著密切的關系。在細胞凋亡過程中,線粒體膜通透性轉換孔過度開放,線粒體跨膜電位降低,還會導致一些相關的促凋亡因子從線粒體釋放到胞質中,同時線粒體內的Bcl-2家族對細胞凋亡具有雙向調節作用[29]。Chen等[30]實驗表明異木香烴內酯通過調控Bcl-2 家族蛋白來誘導線粒體膜電位降低,細胞色素C 外流到胞液,進而引發級聯反應,導致細胞凋亡。張亮等[31]認為姜黃素可能通過誘導腫瘤細胞啟動線粒體凋亡過程而達到抑制腫瘤線粒體凋亡相關因子。Lesiak等[32]研究表明小白菊內酯通過線粒體膜去極化誘導黑色素瘤細胞凋亡。
2.3調節機體免疫 免疫監視是免疫的基本功能之一,如果此功能低下或失調,將有可能導致腫瘤的發生,許多中藥通過誘導分化作用及集落刺激因子樣作用來調節免疫功能達到抑制腫瘤的作用。
2.3.1對特異性免疫功能的作用 特異性免疫主要包括T、B淋巴細胞通過識別抗原、活化增殖和產生效應細胞, 并對已識別抗原物質進行清除。黃芪多糖對細胞免疫的影響主要體現在調節T淋巴細胞亞群的平衡及細胞因子表達方面;黃芪多糖能夠促進B細胞活化、增殖, 增強宿主的體液免疫和細胞免疫來保護宿主抵抗胞內菌的感染[7,33]。
2.3.2對非特異性免疫功能的作用 非特異性免疫主要包括生理屏障作用、局部吞噬細胞、自然殺傷細胞和淋巴細胞對病原體及病毒感染靶細胞的殺傷作用[34]。
3.1抑制腫瘤轉移
3.1.1抑制腫瘤血管生成 腫瘤新生血管生成是腫瘤生長、浸潤和轉移過程中不可缺少的生物過程,抗腫瘤血管生成目前已成為腫瘤治療的一個重要途徑。辛穎等[35]研究表明人參皂苷Rg3 通過下調腫瘤細胞血管內皮生長因子的表達,抑制血管內皮細胞的增殖和遷移,抑制腫瘤血管生成,從而抑制了黑色素瘤的生長和轉移。馮剛等[36]認為薏苡仁油可抑制血管內皮分裂和遷移,抑制腫瘤細胞釋放血管生成促進因子,阻斷血管生成促進因子受體,干擾內皮細胞分化成完整的毛細血管。
3.1.2抑制腫瘤細胞的遷移運動能力 細胞遷移是腫瘤細胞轉移過程中必不可少的步驟。腫瘤細胞與母體瘤分離并侵襲周邊正常組織時,需一定的運動能力,高轉移的腫瘤細胞通常具有較強的運動性。抑制腫瘤細胞的運動能力有助于控制腫瘤的轉移。徐建亞等[37]研究表明丹參可抑制腫瘤細胞遷移運動,可能為其抗腫瘤轉移的機制之一。
3.1.3調節腫瘤轉移相關基因的表達 當正常細胞受致癌因素持續刺激后,腫瘤基因結構突變,基因由此發生異常激活并表達失控,導致正常細胞生物學性狀發生改變并向惡性轉化,最終產生腫瘤細胞。此外,機體中的腫瘤轉移抑制基因若發生失活或過度激活亦會誘發腫瘤。許多中藥正是通過調節這些基因的表達,即通過抑制腫瘤轉移基因的表達或促進腫瘤轉移抑制基因的表達而發揮抗腫瘤轉移作用的。袁波等[38]研究了益氣敗毒湯( 由淡附片、鹿角膠、重樓、紅參、三七、水牛角片、生黃芪、玄參、天花粉、生地、豬苓和蒼術組成) 對荷有B16黑素瘤的小鼠體內腫瘤轉移抑制基因表達的影響:給C57BL/6近交系小鼠尾靜脈注射B16黑素瘤細胞,然后隨機分為3組,分別灌胃給予益氣敗毒湯、環磷酰胺和生理鹽水,連續給藥20 d后處死小鼠,取其腫瘤組織進行免疫組化分析和ELISA分析。結果顯示: 益氣敗毒湯組、環磷酰胺組和荷瘤對照組的腫瘤組織中nm23基因表達為陽性的細胞比例分別為75%,70%和30%,提示益氣敗毒湯抑制B16小鼠黑素瘤肺轉移的分子機制可能與其增強腫瘤轉移抑制基因nm23的表達有關。
3.2調節機體免疫 惡性腫瘤的發生發展與機體的防御功能衰退,尤其是細胞免疫功能水平低下有關,患者的免疫狀態和淋巴細胞亞群在免疫系統內的功能密切相關。王義善等[39]研究表明瑞香狼毒多糖對小鼠的非特異性、細胞和體液免疫功能有不同程度的改善作用, 提示瑞香狼毒在抗腫瘤的同時可提高機體免疫功能。
皮膚惡性腫瘤的發生與其他惡性腫瘤一樣, 是一個多因素、多階段、多基因參與調控的復雜的生物學事件。近年來,發現皮膚鱗癌的發生與DNA損傷、基因的異常表達密切相關,但是皮膚惡性腫瘤發生的機制尚未闡明。大量的體內、體外實驗證明,中藥在抗腫瘤方面有其獨特的作用。中藥抗腫瘤具有多靶點、多效應、不良反應小、不易產生耐藥性、安全有效等優點。中藥的作用機制為多靶點多途徑,這又對實驗室研究中醫藥有關科研方法提出了更高的要求。因此如何合理利用中藥抗腫瘤的這些優勢,深入研究開發出特色有效的抗腫瘤藥物將是今后中醫藥學研究的重點。
[1] Rubin AI,Chen EH,Ratner D. Basal-cell carcinoma[J]. N Engl J Med,2005,353(21):2262-2269
[2] Clark C. Non-melanoma skin cancer:past,present,and future[J]. Current Problems Dermatol,2001,13(1):109
[3] Cormier JN,Xing Y,Ding M,et al. Ethnic differences among patients with cutaneous melanoma[J]. Arch Intern Med,2006,166(17):1907-1914
[4] Diepgen TL,Mahler V. The epidemiology of skin cancer[J]. Br J Dermatol,2002,146(Suppl 61):1-6
[5] 閆曉天,李雁. 中醫治療皮膚癌臨床及實驗研究概況[J]. 中國中醫藥科技,1997,4(5):322-323
[6] 田素琴,李國強,張永志,等. 中藥白砒條治療皮膚癌50例[J]. 遼寧中醫雜志,1996,23(8):352
[7] 肖毅良. 五虎丹治療皮膚癌162例[J]. 中國中西醫結合外科雜志,1997,3(3):208
[8] 王京紅. 如意金黃散治療皮膚瘡瘍腫毒32例[J]. 中國現代藥物應用,2009,3(6):78
[9] 王鄉寧,張東成,付子俊. 濕潤燒傷膏治療皮膚癌切除創面的臨床觀察[J]. 中國燒傷創瘍雜志,2008,20(2):152-154
[10] 金忠澆. 治療皮膚癌的苗頭中草藥——秋葵的摘要[C]. 上海:2010全國中西醫結合皮膚性病學術會議論文匯編,2010
[11] 張欣,賈英杰,陳軍,等. 中藥內服外敷治療皮膚癌性潰瘍1例[J]. 江蘇中醫藥,2010,42(7):40-41
[12] 張斌,周剛. 皮膚惡性腫瘤的手術治療[J]. 組織工程與重建外科雜志,2007,3(4):214-215
[13] 李凡,華偉,周虎,等. Mohs顯微外科手術治療皮膚惡性腫瘤23例臨床分析[J]. 中國美容醫學,2011,20(1):13-15
[14] 魏世華,劉倩,張紅,等. 碳離子束照射治療老年人皮膚黏膜惡性腫瘤的臨床療效觀察[J]. 中華老年醫學雜志,2011,30(2):157-158
[15] 鐘曉蓉,袁芳,張鳴明. 皮膚癌-最有望治愈的惡性腫瘤[J]. 中國循證醫學雜志,2005,5(3):262-264
[16] 李黎波,李文敏,項蕾紅,等. 光動力療法在中國的應用與臨床研究[J]. 中國激光醫學雜志,2012,21(5):278-307
[17] 劉慧龍,劉端祺,介雅慧,等. 激光光動力療法治療皮膚惡性腫瘤的臨床研究[J]. 解放軍醫學雜志,2007,32(4):396-397
[18] 龔業青,邱小珊,羅育武,等. CO2激光聯合ALA-光動力療法治療面部鱗癌一例[J]. 中國美容醫學,2012,21(1):137-138
[19] 朱菁,張慧國,陸麗萍,等. ALA聯合小劑量HPD激光光動力學治療皮膚腫瘤臨床研究[J]. 應用激光,2009,29(6):548-555
[20] 高桂華,徐華娥,李慶平. 白藜蘆醇對惡性黑色素瘤生長抑制作用的體外及體內研究[J]. 南京醫科大學學報:自然科學版,2009,6(6):790-793;864
[21] 李星,唐琳,雷蕾,等. 麻瘋樹葉提取物對惡性黑色素瘤A375細胞增殖抑制及誘導凋亡作用的研究[J]. 時珍國醫國藥,2010,21(9):2291-2293
[22] 王莉平,王義善,張國營,等. 狼毒對惡性黑色素瘤細胞生長的影響及其分子作用機制的研究[J]. 時珍國醫國藥,2011,22(5):1133-1135
[23] 鄭欣,鄧鳳祥. 姜黃素對人皮膚鱗狀細胞癌細胞SCL-1凋亡的影響及相關機制研究[J]. 中國藥師,2014,17(7):1079-1083
[24] 劉梅,曲樂,尹新江,等. 黃芩素聯合阿維A酸對皮膚鱗狀細胞癌細胞SCL-12凋亡及caspases的影響[J]. 中國免疫學雜志,2014,30(3):353-356
[25] 邱實,譚升順,張江安,等. 姜黃素誘導人黑色素瘤A375細胞凋亡以及對c-myc、caspase-3表達的影響[J]. 第一軍醫大學學報,2005,25(12):1517-1521
[26] 趙思成,駱丹. 熊果酸對皮膚鱗狀細胞癌細胞增殖與凋亡的影響及其機制[J]. 臨床皮膚科雜志,2010,39(6):349-352
[27] Shay JW,Wright WE. Telomeres and telomerase in normal and cancer stem cells[J]. FEBS Lett,2010,584(17):3819-3825
[28] 翟曉翔,姜月華,嚴月華,等. 白黎蘆醇對人表皮樣癌細胞端粒酶活性及其增殖、凋亡的影響[J]. 中國中西醫結合皮膚性病學雜志,2011,10(5):276-279
[29] Liu X,Kim CN,Yang J,et al. Induction of aproptotic program in cell free extracts:requirement for dATP and cytochrome C[J]. Cell,1996,86(1):147-157
[30] Chen CN,Huang HH,Wu CL,et al. Isocostunolide, a sesquiterpene lactone, induces mitochondrial membrane depolarization and caspase-dependent apoptosis in human melanoma cells[J]. Cancer Lett,2007,246(1/2):237-252
[31] 張亮,萬義增. 姜黃素對黑色素瘤B16-F10細胞增殖及線粒體凋亡影響的機制研究[J]. 中國社區醫師:醫學專業,2012,14(21):8-9
[32] Lesiak K,Koprowska K,Zalesna I,et al. Parthenolide, a sesquiterpene lactone from the medical herb feverfew, shows anticancer activity against human melanoma cells in vitro[J]. Melanoma Res,2010,20(1):p.21-34
[33] 鄧旻,竇曉兵,史亦謙,等. 黃芪多糖定向誘生臍血來源樹突狀細胞及其對T細胞增殖作用的研究[J]. 中國免疫學雜志,2007,23(6):539-544
[34] 翁玲,劉彥,劉學英,等. 黃芪多糖粉針劑對小鼠脾細胞分泌細胞因子及NK殺傷能力的影響[J]. 中醫藥學刊,2003,21(9):1522-1524
[35] 辛穎,姜新,崔俊生,等. 人參皂苷Rg3抑制B16黑色素瘤新生血管生成及其機制的探討[J]. 中華腫瘤防治雜志,2010,17(8):590-593
[36] 馮剛,孔慶志,黃冬生,等. 薏苡仁注射液對小鼠移植性S180肉瘤血管形成抑制的作用[J]. 腫瘤防治研究,2004,31(4):229
[37] 徐建亞,顧勤,夏衛軍,等. 丹參對小鼠黑色素瘤細胞株B16-BL6侵襲和轉移能力的影響[J]. 中國中醫藥信息雜志,2007,14(6):26-28
[38] 袁波,蔡綏勍,繆慧群,等. 益氣敗毒湯對B16黑素瘤腫瘤轉移抑制基因表達的影響[J]. 中國皮膚性病學雜志,2009,23(4):199-201
[39] 王義善,王莉平,胡蓉蓉,等. IMRT聯合熱療、狼毒水提液外用治療皮膚癌56例臨床分析[J]. 陜西醫學雜志,2010,39(1):83-84
李東霞,E-mail: ldx828@sina.com。
2014內蒙古科技計劃項目
10.3969/j.issn.1008-8849.2015.30.041
R739.5
A
1008-8849(2015)30-3413-04
2015-01-30