大蒜提取物抗腫瘤作用在動物及臨床試驗中的研究進展

周 琪，劉躍欣，閆金銀，胡萬寧

(河北聯合大學附屬唐山市人民醫院乳腺外科三1、頭頸科2、胃腸外科3、頭頸科4，河北 唐山 063001)

大蒜提取物抗腫瘤作用在動物及臨床試驗中的研究進展

周 琪1，劉躍欣2，閆金銀3，胡萬寧4

(河北聯合大學附屬唐山市人民醫院乳腺外科三1、頭頸科2、胃腸外科3、頭頸科4，河北 唐山 063001)

細胞學試驗證實了大蒜提取物可通過誘導腫瘤細胞凋亡、阻滯腫瘤細胞周期、抗氧化、調節致癌代謝物等途徑抑制多種腫瘤細胞的生長。為了使大蒜提取物進入臨床應用，大量的動物試驗及臨床試驗也相繼展開。本文將總結關于大蒜提取物在各種腫瘤體內試驗及臨床試驗中的研究進展。

大蒜；抗腫瘤作用；動物試驗；臨床試驗

大蒜屬百合科蔥屬，一種古老的藥用植物，常食之可祛濕抗毒、強身健脾。近些年研究，大蒜的活性成分具有抗菌消炎、降低血脂預防心血管疾病、提高免疫力、抗氧化等多方面的功效[1]，其中防治腫瘤的作用尤為人們所關注[2]。體外試驗表明，大蒜素可通過多種機制對多種癌細胞產生殺傷作用[3-5]。隨著研究的深入，大蒜素的抗癌作用在體內動物模型試驗中獲得成功，并逐步進入臨床試驗。現對大蒜素抗腫瘤作用在動物試驗及臨床試驗研究中的最新進展做一綜述。

1 大蒜的抗腫瘤生物活性成分及制劑

1.1 大蒜的活性成分 新鮮大蒜含有多種成分，但主要活性物質為蒜氨酸和蒜酶以及蒜氨酸-蒜酶反應系統產生的含硫化合物。大蒜被加工或物理機械壓碎后，蒜氨酸會在蒜酶的催化下產生蒜素(Allicin)，蒜素極不穩定，可進一步轉變為一些有機硫化物混合物(Organic sulfur Compounds,OSCs)，其主要活性成分有：DAS(Diallyl sulfide)、DADS(Diallyl disulfide)，DATS(Diallyl trisulfide)、DATTS(Diallyl tetrasulfide)等。研究顯示，那些硫原子數多，并含有烯丙基且結構對稱的硫化物，抗腫瘤作用最好。

1.2 大蒜制劑 現用于試驗的大蒜制劑可分4類：生蒜汁(RGJ)、熱蒜油(HGJ)、大蒜粉(DGP)和老蒜提取物(AGE)。由于制取方法不同，所含成分及抗腫瘤機制也略有差別。

2 大蒜素在動物模型中的抗腫瘤作用

2.1 前列腺癌 Kim等[6]使用大蒜素強飼的方法治療轉基因前列腺癌小鼠(TRAMP)。試驗組19只TRAMP小鼠，對照組16只，均為8周齡，飼喂DATS 2 mg/次，每周3次，至13周齡后處死。治療組前列腺稱重為(221.0±60.5)mg，而控制組前列腺稱重為(234.6±59.4)mg。組織切片行免疫組化，發現較于對照組，經DATS治療后小鼠前列腺癌中的X連鎖凋亡抑制蛋白(X-linked inhibitor-of-apoptosis protein，XIAP)表達明顯下降，而Survivin蛋白表達明顯上升。從而說明DATS有可能通過抑制XIAP基因表達而促使細胞凋亡。Chandra-Kuntal等[7]使用免疫組化法發現經DATS飼喂后的轉基因前列腺癌小鼠(TRAMP)，其腫瘤中的轉錄激活因子-3(Activation of signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)表達明顯減低，說明大蒜素可以抑制STAT3的表達，從而發揮其抗腫瘤作用。大蒜素不僅對原發腫瘤有抑制作用，還有抵抗腫瘤轉移的能力。Shivendra等使用DATS喂飼TRAMP小鼠后發現原發腫瘤減小，同時用藥組肺轉移灶的發生率較控制組明顯降低。但該體內試驗檢測凋亡小體、血小板內皮細胞粘附分子1(PECAM-1)、NK細胞、核樹突細胞后發現，用藥組和控制組差別并不明顯，說明此試驗中并未觀察到DATS應該起到的促凋亡、抗血管生成及免疫調節作用，其作者將原因歸結為DATS用量較低以及飼喂方式等方面[8]。

2.2 白血病 Miron等[9]將治療慢性粒細胞白血病(CLL)的6-巰基嘌呤(6-MP)同蒜素中的蒜氨酸(S-allyl-l-cysteinesulfoxide)結合，制備出兩種6-巰基嘌呤衍生物：SA-6MP(S-allylthio-6-mercaptopurine)和SA-6MPR (S-allylthio-6-mercaptopurine Riboside)。同時使用9周齡的CB-17/ICR-SCID小鼠，照射處理后，經腹膜注射人B-CLL細胞。造模成功后，將其分成4組：控制組、6-MP給藥組(6-MP 1.9 mg/kg)、SA-6MP給藥組(SA-6MP 2.5 mg/kg)、SA-6MPR給藥組(SA-6MPR 3.8 mg/kg)。通過腹膜給藥治療10 d，第15天脫頸處死小鼠，取腹膜沖洗液離心收集人B-CLL細胞。使用流式細胞儀分別計數B-CLL細胞并觀察其凋亡狀態。發現相對于控制組，6-MP、SA-6MP及SA-6MPR給藥組的細胞計數減少，凋亡比例增加，其中SA-6MP及SA-6MPR兩組的變化更顯著。試驗說明，由蒜素為基礎制備出來的新型藥物同樣具有抗癌療效，為抗癌藥物的研發提供了新思路。

2.3 皮膚癌 豆蔻酰佛波醇乙酯(12-o-tetradecanoylphorbol 13-acetate，TPA)是一種促瘤劑，可以促進小鼠皮膚的成瘤。其機制可能是由于藥物激活NF-κB蛋白和激活蛋白1(AP-1)從而使環氧化酶-2(COX-2)表達增加而致癌。Shrotriya等[10]發現大蒜素可通過抗COX-2生成的途徑治療由致癌物TPA引起的小鼠皮膚癌，并以DATS的效果最佳。他們還進一步證實了，這種抗瘤作用是通過調整JNK或Akt信號途徑抑制AP-1和COX-2的產生而實現的。

2.4 大腸癌 二甲肼(DMH)可導致大腸癌的發生，因此研究人員常使用皮下注射二甲肼的方法建立大腸癌的大鼠模型。有試驗表明喂飼大蒜粉或大蒜精油可以明顯抑制該模型中腸道的異常腺窩病灶(Aberrant crypt foci，ACF)和黏液素分泌型態及黏液素缺乏病灶(Mucin-depleted foci，MDF)。深入研究發現，該現象的機理可能與大蒜素抑制了6-氧-甲基鳥嘌呤(O6-MeG)DNA加合物的產生有關[11]。Kang等[12]使用DAS飼養轉基因C57BL/6J-ApcMin/+小鼠10周，發現DAS干預組小鼠發生結腸息肉和小腸息肉的數量較普通喂食組息肉數量明顯減少，并有劑量依賴性，由此表明DAS可降低家族性腺瘤性息肉病(FAP)患者的腸癌發病風險。以上試驗表明大蒜素能夠降低大腸癌發病風險，但這一結論尚有爭議，有早期證據顯示DAS可以提高ACF的形成[13-15]，原因可能與大蒜素不同成分以及試驗中采用了不同的用法、用量有關。

2.5 胃癌及食管癌 Wang等[16]向60只小白鼠右腋皮下注射小鼠前胃癌細胞(MFC)，成瘤后，小鼠隨機分為5組，分別經腹腔給予：A，生理鹽水；B，200 mg/kg AGE；C，400 mg/kg AGE；D，800 mg/kg AGE；E，60 mg/kg環磷酰胺。2周后處死小鼠并取瘤，測量瘤體積，E組減少最明顯，AGE干預組瘤體積也有減少，并呈劑量依賴性。收集全血，用黃嘌呤氧化酶細胞色素C(Xanthine oxidase-cytochrome c)法檢測血清超氧化物歧化酶(SOD)，用Kaynar法檢測谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)，用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)法檢測血清白細胞介素-2(IL-2)。結果顯示，AGE干預組小鼠血中SOD、GSH-Px、IL-2均有升高并具有劑量依賴性，這說明，AGE可通過抗氧化作用及免疫調節能力抑制腫瘤生長。蒜素在胃癌治療中的研究較多，不僅單藥有效，甚至在聯合用藥領域都有所嘗試。Tang[17]將蒜素同miR-200b mimics，miR-22 mimics聯合治療荷瘤小鼠，動物試驗表明，蒜素提高miR-200 b，miR-22的基因治療能力及抗腫瘤作用。胃癌的動物模型可以通過亞硝酸鹽灌注的方法建立，這種模型更符合人的胃癌形成過程。Kaneko等[18]將亞硝基胍溶于小鼠的飲用水中喂飼，并分組用Garlic治療后發現治療組的胃及小腸成瘤發生率較對照組低。

2.6 肺癌 有研究使用A549細胞皮下注射的形式建立了肺癌裸鼠體內模型，并將此40只裸鼠隨機分成兩組：一組口服含6 μmol/L DATS的100 ml PBS緩沖液，一組口服100 ml純PBS緩沖液。第30天處死，發現治療組成瘤率及瘤體積明顯減小[19]，說明蒜素具有抗肺腺癌的作用。

2.7 肝癌 有研究將MHCC97L肝癌細胞皮下注射到裸鼠，待瘤直徑到0.8～1 cm時處死小鼠取瘤，將其剪成1～2 mm3的小塊，并移植到其他裸鼠的肝左葉。一周后，隨機分成3組：空白組、蒜素治療組(1 mg·kg-1·d-1)以及順鉑(1 mg·kg-1·d-1)聯合蒜素(1 mg·kg-1·d-1)治療組。6周后處死取瘤，并通過Xenogen IVIS?檢查肺部轉移情況，得出如下結論：用藥組腫瘤均有明顯減小，但單藥組同聯合組抑瘤效果差異無統計學意義；順鉑聯合蒜素組能有效降低肺轉移發生概率，但蒜素單藥組無此作用。說明蒜素具有抗肝癌作用，且與順鉑連用后還可有效抵抗肝癌肺轉移[20]。

3 大蒜抗腫瘤作用的臨床試驗

無論是在細胞試驗還是動物體內試驗，大蒜素的抗腫瘤作用均受到了廣泛認可。在其抗腫瘤機制不斷被發現的同時，大蒜素作為抗癌藥物也逐步走進了臨床。在肺癌方面，Jin等[21]調查了1 424例肺癌患者與4 500名健康成年人的飲食習慣、生活方式、肺癌家族史的問題，包括食用蒜頭的頻率、是否吸煙等。結果顯示，每周至少吃兩次生蒜的人，患肺癌的可能性得到顯著降低。分層分析表明，對于存在經常吸煙、飲酒、暴露在高溫油煙及環境污染等肺癌患病高危因素的人群，口服生蒜，均可降低其肺癌發病率。

早在20世紀80年代，關于蒜素防治胃腸道腫瘤的臨床試驗就已有報道[22-23]。并有薈萃分析專門提供了蒜素可以預防和治療胃癌及結直腸癌的證據[24-25]。但近期的臨床試驗結果卻不免讓人有些失望。

Meng等[26]以121 700名女性護士以及51 529名男性健康專家為調查對象，以問卷調查的方式收集他們的生活方式、飲食習慣以及生蒜服用情況等，隨訪24年，發現調查對象的結直腸癌發病率同大蒜的食用并無關聯。同樣，Mccullough等[27]跟蹤隨訪了42 824名男性及56 876名女性，共7年。結果發現服用大蒜可以略微降低女性的直結腸癌發病風險，而男性直結腸癌罹患率卻可因服用大蒜而升高。

Mitchell主持了一項測試多種措施預防胃癌療效的臨床試驗。3 365位血清幽門螺桿菌(Hp)抗體陽性患者隨機接受短期抗生素治療(口服阿莫西林及奧美拉唑2周)、長期口服維生素混合物(維生素C、維生素E及硒)治療及蒜素治療，用以檢測其抗Hp效果和防癌效果[28]。調查發現，在抗Hp方面，接受短期抗生素治療的患者，血清Hp-IgG抗體陽性率明顯降低，而維生素及蒜素治療組Hp未見有明顯清除[29-30]；同樣15年的回訪結果也表明短期抗生素干預確實能降低胃癌發生率，而長時間補充維生素或蒜素未能降低胃癌的發生率及病死率[31]。

Kim等[32]收集了1955-2007年間的關于蒜素與惡性腫瘤關系的試驗，分析后得出以下結論：沒有明顯的證據可以支持大蒜具有預防胃癌、乳腺癌、肺癌及子宮內膜癌；有限的證據可以證明大蒜可以預防大腸癌、前列腺癌、食管癌、喉癌、口腔癌以及腎母細胞癌。

4 結語

大蒜作為藥物使用有著悠久的歷史，隨著科學技術的發展，大蒜的主要成分被逐一分離、鑒定，其各成分的化學性質及生物學活性也受到廣泛關注，特別是它的抗腫瘤活性成為當下的研究熱點。細胞生物學試驗證實大蒜素可以通過多種途徑起到抗腫瘤作用。但我們知道，藥物進入體內后需經過多種生物化學反應后才能發揮作用，體外試驗不能代替體內試驗，更不能替代臨床試驗。

如本文所述，大蒜提取物可以通過調節致癌物的代謝、阻滯腫瘤細胞周期、誘導腫瘤細胞凋亡、抗氧化和提高機體免疫力等途徑抑制動物體內的腫瘤生長，同時，聯合應用還能提高化療藥物的治療作用。但有些動物試驗及臨床試驗并不能提供完美的大蒜素抗癌作用的證據。究其原因，一方面有些試驗所使用的蒜素，其提取方法略顯粗糙，可能導致其生物活性降低；另一方面由于活性成分蒜素(Allicin)或OSCs極不穩定，容易分解，體外試驗時，藥物能迅速發揮抗癌作用，但當藥物進入體內后可能很快被代謝、清除，從而很難發揮應有作用。當然，我們可以通過蒜酶催化蒜氨酸的方法來獲得蒜素，但胃內的過酸環境可能會阻礙這個酶促反應。不過針對這一缺點，新型藥物也正在研發中[33]。

總之，大蒜素的抗癌作用毋庸置疑，但其真正進入臨床應用還需要更多的科學研究。

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Research advance on antitumor effect of garlic extract in animal experiment and clinical trials.

ZHOU Qi1,LIU Yue-xin2,YAN Jin-yin3,HU Wan-ning4.The Third Department of Breast Surgery1,Department of Head and Neck2, Department of Gastrointestinal Surgery3,Department of Head and Neck4,the Affiliated Tangshan People's Hospital of Hebei United University,Tangshan 063001,Hebei,CHINA

It has been proved that the garlic extract can inhibit tumor growthin vitro,and the antitumor mechanisms includes inhibition of cell cycle progression,induction of apoptosis,modulation of carcinogen metabolism,and oxidation resistance.In order to develop the clinical application of garlic extract,a large number of animal experiments and clinical trials also started.This paper will summarize the current research on the antitumor effects of garlic extract in a variety of tumors bothin vivoand in clinical trials.

Garlic;Antitumor effect;Animal experiment;Clinical trials

R-322

A

1003—6350（2015）11—1643—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.11.0587

2014-10-24)

胡萬寧。E-mail：wanning_ts@163.com