中藥抗腫瘤作用機理研究進展

李石清 田 港 賈燕麗 華一卉 單琪媛

·綜述·

中藥抗腫瘤作用機理研究進展

李石清 田 港 賈燕麗 華一卉 單琪媛*

惡性腫瘤是目前威脅人類健康和生存的主要疾病之一。2016年全世界有約1400多萬癌癥新發病例及880萬例癌癥相關死亡；預計今后二十年，全球癌癥新發病例將增長約70%［1］。我國癌癥全國范圍普查（及估算）數據顯示，2015年中國預計有429.2萬例新發腫瘤病例，相當于平均每天新發12000例癌癥；281.4萬例死亡病例，相當于平均每天7500人死于癌癥［2］。癌癥已成為我國疾病死因之首，發病率和病死率還在攀升，成為極其重要的公共健康問題。因此，如何有效預防及治療癌癥，是世界醫學研究的熱點。

腫瘤的發生、發展是一個多因素、多環節的過程，目前尚無有效根治手段，臨床主要以手術切除為主，輔以放療、化療等方法。以上療法對腫瘤的早中期有較好療效，但久用易產生耐藥性，免疫抑制、心血管及胃腸道等副作用及蓄積毒性［3］，導致患者耐受性差，從而降低療效，尤其不適用與免疫功能低下的患者。

中醫中藥治療腫瘤有著悠久的歷史，其以“整體觀念，辨證論治”為指導思想，運用扶正固本、清熱解毒、活血祛瘀、軟堅散結等［4］治療方法，在臨床抗腫瘤綜合治療中發揮不可替代的作用。中藥抗腫瘤具有毒副作用小，改善機體整體功能，與化療藥聯用后具有明顯的增效減毒、改善患者預后等特點，在提高腫瘤患者生存質量，延長生存期等方面彰顯出獨特優勢。近年來，隨著抗腫瘤中藥在臨床的廣泛應用，其多環節、多靶點、多途徑的分子作用機理正逐漸被認識。研究發現，中藥可通過抑制腫瘤細胞增殖、誘導腫瘤細胞凋亡、抑制血管生成、阻滯細胞周期、提高機體免疫力、逆轉多藥耐藥等機理發揮抗腫瘤作用［5-7］。本文整理近年來的文獻資料，就中藥抗腫瘤作用機理研究進展予以綜述。

1 影響腫瘤細胞周期

腫瘤細胞周期可分為間期及分裂期（M期），間期又可分為DNA合成前期（G1期），DNA合成期（S期），DNA合成后期（G2期）。細胞周期主要由細胞周期蛋白（Cyclin），細胞周期蛋白依賴性激酶（CDK），CDK抑制蛋白（CKI）三大類主要蛋白進行調控。Cyclin通過與相關CDK結合，調控CDK活性，活化的CDK磷酸化相關靶蛋白而改變其活性，推動細胞周期。CDK活性受Cyclin的正向調節，同時受到CKI的負向調節［8］。越來越多的研究表明，細胞周期調控紊亂、凋亡、分化異常與腫瘤的發生、發展存在密切聯系，是導致腫瘤惡性增殖的原因之一［9］；同時，許多癌基因、抑癌基因的異常均直接或間接參與了腫瘤的發生、發展。

中藥能夠將腫瘤細胞阻滯于不同的細胞周期，從而抑制腫瘤細胞增殖，發揮抗腫瘤作用。如臨床使用的抗癌藥物紫杉醇即是通過促進微管雙聚體裝配成微管，抑制微管聚集，使腫瘤細胞阻滯于G2/M期，影響腫瘤細胞分裂增殖［10］。XU等［11］研究發現，蟾酥可通過下調Cyclin蛋白表達，引起肝癌細胞HepG2和SMMC-7721在細胞周期G2/S期阻滯，繼而誘導細胞凋亡。竇勇起等［12］研究扶正散結湯拆方配伍中藥對Lewis肺癌小鼠移植瘤生長及細胞周期的影響，與模型組比較，各中藥組具有不同程度的抑瘤作用，且差異有統計學意義（P<0.05）；流式細胞儀檢測細胞周期發現，各用藥組細胞周期在G0/G1期比例均大于模型組，除扶正組及活血組外，其余各組腫瘤細胞在G2/M期的比例明顯減少，推測扶正散結湯拆方配伍中藥對Lewis肺癌小鼠移植瘤的抑制作用機理是通過阻滯細胞周期于G0/G1期，而不進入S期進行DNA復制。

2 誘導腫瘤細胞凋亡

細胞凋亡是指細胞在一定的生理和病理條件下，由基因程序調控的主動死亡過程［13］。其主要作用是清除老化細胞、過度增生的細胞以及機體不再需要的細胞等，從而維持自身內環境的穩定。細胞凋亡不同于細胞壞死，其形態學特征大致表現為［14］：凋亡初期細胞膜完好，細胞體積變小，細胞間連接疏松，細胞表面微絨毛減少，胞漿濃密，細胞器基本完好；凋亡中期胞體胞核體積變小，胞膜完整。核染色質濃集，核仁裂解；凋亡后期細胞核破裂，凋亡小體形成，小體內完整細胞器及胞核殘體可見，最后凋亡小體被具有吞噬功能的細胞吞噬、降解。研究證實，凋亡異常與乳腺癌、結腸癌、胰腺癌等［14-16］多種惡性腫瘤發生、發展存在密切聯系。因此，誘導腫瘤細胞凋亡已成為抗腫瘤研究的熱點。

目前比較公認的細胞凋亡途徑主要有兩條：一是由細胞膜表面的死亡受體介導的外源性凋亡途徑，二是由線粒體膜通透性改變引起細胞凋亡的內源性凋亡途徑。內源性凋亡途徑，指某些凋亡刺激因素導致某些凋亡相關基因（Bcl-2家族）活化，由胞漿移至線粒體膜，致使線粒體膜電位降低，透性增大，引起線粒體內膜間隙的凋亡誘導因子（AIF）、細胞色素C（Cyt C）等向細胞質釋放，激活半胱天冬酶（Caspase），引發級聯反應，導致細胞凋亡［17］。外源性凋亡途徑，是由細胞膜表面的死亡受體（如Fas、TRAIL）與相應配體結合而觸發［18］。

2.1 Bcl-2家族與細胞凋亡 B細胞淋巴瘤/白血病基因家族-2蛋白（Bcl-2家族）是一類在線粒體途徑中發揮關鍵作用的蛋白，已發現的Bcl-2家族蛋白成員達20余種［19］，其主要分為促凋亡蛋白如：Bax、Bak等，抑凋亡蛋白如：Bcl-2、Bcl-xl等。其中Bax與Bcl-2是研究最多的一對功能相反的蛋白，Bcl-2主要通過影響線粒體膜通透性，抑制Cyt C等的釋放，抑制Ca2+內流，抑制氧自由基的產生等途徑抑制細胞凋亡；相反，Bax主要通過增加線粒體膜通透性，促進細胞內Cyt C等促凋亡物質的釋放，促進細胞凋亡［20］。此外，Bax與Bcl-2還可通過形成異源或同源二聚體發揮作用［21］。當Bcl-2表達較高時，Bcl-2主要通過與Bax形成異源二聚體抑制細胞凋亡；當Bax表達較高時，主要通過形成Bax同源二聚體發揮促凋亡作用。

Wei Peng等［22］研究苦蕎麥中有效成分對肝癌H22細胞株體內外抗腫瘤作用發現，苦蕎麥體內外均具有明顯的抗腫瘤作用，Western blot實驗發現，用藥組與模型組相比，P53、Bax及Bcl-2蛋白表達與模型組均有顯著性差異，認為其可通過升高Bax表達，降低Bcl-2表達，促進腫瘤細胞凋亡，發揮抗腫瘤作用。譚祺媛［23］用透射電鏡觀察細胞形態變化，流式細胞術檢測細胞凋亡率，熒光定量PCR及Western blot法檢測大蒜素對人結腸癌LS-174-T細胞株凋亡的影響，結果顯示，大蒜素作用LS-174-T細胞株48h出現明顯凋亡特征；一定濃度大蒜素能上調Bax基因表達，下調Bcl-2基因表達，誘導腫瘤細胞凋亡。

2.2 Fas/FasL受體信號通路與細胞凋亡 凋亡相關蛋白（Fas）及凋亡相關蛋白因子配體（FasL）屬于腫瘤壞死因子/神經生長因子超家族成員。Fas主要以膜受體形式存在，FasL是其天然配體，主要表達于活化的T細胞、NK細胞表面，可特異性地與Fas結合，形成Fas三聚體，通過一系列蛋白結合，激活Caspase-8，啟動Caspase級聯反應，最終使表達Fas的細胞凋亡。多種腫瘤細胞表面均發現Fas表達下調，FasL表達上調，其通過高表達的FasL與T淋巴細胞表面Fas結合，誘導淋巴細胞凋亡，逃避機體免疫監視，使腫瘤細胞大量增殖。

鄧德厚等［24］研究表明華蟾素注射液通過上調Fas基因表達，下調Fasl基因表達，促進腫瘤細胞凋亡，發揮抗腫瘤作用。動物體內研究發現，香山芝對HL-60細胞皮下移植瘤具有明顯的抑瘤作用；體外研究顯示，香山芝用藥組可明顯促進HL-60細胞Fas、FasL蛋白表達，且呈時間和劑量依賴性，下調凋亡蛋白酶前體-8（procaspase-8）及Bid蛋白表達，且呈劑量依賴性，以上結果提示香山芝通過Fas/FasL介導的死亡受體途徑誘導HL-60細胞株凋亡。

3 抑制腫瘤血管生成

腫瘤的發生、發展、浸潤、轉移及預后等與新生血管的生成密不可分，需要新生血管提供營養物質和氧氣，并排出廢物［25］。血管生成是多因素參與的復雜過程，涉及血管表型生成，內皮細胞增殖、遷移，基底膜與細胞外基質降解，內皮細胞重塑及與周邊細胞作用等［26］，是多種因子共同作用的結果。目前發現的與血管生成相關因子主要有：血管內皮生長因子（VEGF-A、B、C、D），血小板源性生長因子（PDGF），環氧化酶（COX-1、COX-2），基質金屬蛋白酶（MMPs）等［27］，抑制腫瘤細胞血管生成，亦為治療腫瘤重要手段之一。

鐘花葡萄甲醇提取物對微血管具有抑制作用，可抑制內皮細胞遷移和抑制VEGF表達，發揮抗腫瘤作用。蘆丁對SW480細胞顯示強細胞毒作用，且具有劑量依賴關系，與模型組相比，蘆丁明顯降低血清VEGF蛋白表達水平，抑制腫瘤細胞血管生成［28］。李萍等［29］大黃蟲丸可以抑制VEGF、COX-2蛋白表達，同時降低微血管生成，提示其抗腫瘤機制可能為抑制腫瘤血管生成。研究表明［30］，水蛭、斑蝥能夠通過多個靶點抑制腫瘤血管生成，如能減少腫瘤組織中微血管數目，對VEGF、MMP-9蛋白有抑制作用，抑制臍靜脈內皮細胞增殖。

4 調節免疫功能

腫瘤的發生、發展常伴隨機體免疫功能的改變；加之臨床使用化療、放療方法進行抗腫瘤治療時，腫瘤細胞的殺死亦同時伴隨機體正常細胞的損傷，最終導致機體免疫功能下降，患者耐受性變差。中藥可通過增強機體免疫活性，最終抑制或殺滅腫瘤細胞，提高患者生存質量。許多中藥可通過提高淋巴細胞活性，釋放白介素細胞因子，活化巨噬細胞，增強紅細胞免疫功能等途徑提高機體免疫功能。

如佛甲草提取物給藥S180荷瘤小鼠14d后，可提高荷瘤小鼠血清白細胞介素-6（IL-6）、IL-10，腫瘤壞死因子-α水平；顯著提高荷瘤小鼠外周血CD3+、CD4+T細胞百分含量，表明佛甲草提取物可通過增加小鼠體內T淋巴細胞及其分泌因子水平，以改善機體免疫系統，達到抗腫瘤作用。Sun等［31］研究家蠅多肽提取物對S180荷瘤小鼠腫瘤的抑制及其免疫活性調節作用，認為家蠅多肽提取物能通過調節機體免疫活性發揮抗腫瘤作用。實驗結果發現，該藥能促進脾細胞增殖，增加NK細胞、CTL細胞活性，提高特異性血清抗原IgG、IgG-2a、IgG-2b抗體表達水平；此外，亦可上調IFN-γ及Th1轉錄因子T-bet、STAT-4 mRNA表達水平。

5 逆轉多藥耐藥

臨床上治療腫瘤出現的多藥耐藥性，常使藥物難以取得較好的療效。據統計，>90%的癌癥患者死于不同程度的耐藥。多藥耐藥（MDR）是指腫瘤細胞對一種抗腫瘤藥物出現耐藥性的同時，對其他結構各異、作用機制不同的抗腫瘤藥物同時出現耐藥性的現象。多藥耐藥最主要的表現為細胞內藥物濃度降低，致使藥物的細胞毒作用減弱甚至無法發揮作用，其發生機制主要有：（1）轉運蛋白，如P-糖蛋白（P-gp）、多藥耐藥性相關蛋白（MRP）等介導的藥物外排。（2）細胞質、細胞核中與MDR產生有關的酶，例如蛋白激酶C（PKC）、拓撲異構酶Ⅱ（ToPoⅡ）、及谷胱甘肽S轉移酶（GST）等發生改變。（3）控制凋亡的基因及蛋白的缺失或改變，也是腫瘤細胞產生多藥耐藥的原因之一。

目前克服腫瘤細胞多藥耐藥性的研究主要集中在使用化學藥物逆轉、基因治療逆轉等，如維拉帕米、環孢霉素等抑制P-gp外排的藥物。上述方法雖有一定療效，但由于其不同程度的毒副作用限制了其臨床使用；而中藥在逆轉腫瘤細胞多藥耐藥的同時，具有提高機體免疫力，抑制腫瘤細胞侵襲和轉移，誘導腫瘤細胞凋亡等廣泛機制。

6 其他

中藥的抗腫瘤機制復雜多樣。中藥還可以通過抑制腫瘤細胞的侵襲、粘附或轉移能力，抑制腫瘤拓撲異構酶和端粒酶活性，誘導腫瘤細胞分化等多種途徑發揮抗腫瘤作用［6］。

7 結語

中醫中藥歷史悠久，抗腫瘤中藥在幾千年的臨床實踐中顯示了較好的療效。低毒、高效，整體調節機體免疫力，不易產生耐藥性等抗腫瘤作用特點，使其成為全世界研究熱點。隨著現代醫學研究的深入，細胞生物學、分子生物學學科在中藥研究領域的不斷應用，中藥多環節、多靶點、多途徑的抗腫瘤分子作用機理正逐漸被揭示。然而中藥有效成分種類繁多，一種中藥中常有多種有效成分發揮作用，導致其抗腫瘤作用機制復雜，為中藥抗腫瘤作用研究帶來了挑戰。如何將現代科技與傳統中藥更加充分地結合，更加深入、系統地研究中藥抗腫瘤作用機理，為中藥臨床抗腫瘤應用提供更全面、科學的依據，是目前中醫藥學者研究的重點。

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浙江省科技廳科技計劃項目（2013C33179）；浙江中醫藥大學校級科研基金（2015ZY26）；浙江中醫藥大學校級科研基金（2015ZY25）

310053 浙江中醫藥大學藥學院（李石清 田港 賈燕麗 單琪媛）

212400 江蘇省句容市市場監督管理局（華一卉）

*通信作者