補氣類中藥多糖對動物結腸癌細胞作用的研究進展

錢一雯 薛珺瑜 錢詩雨 胡業鴻 方志軍，2*

1.南京中醫藥大學附屬中西醫結合醫院，江蘇 南京 210028；2.江蘇省中醫藥研究院，江蘇 南京 210028

結直腸癌是臨床上常見的消化道癌癥，包括結腸癌和直腸癌。《2020全球癌癥統計報告》提示，結直腸癌發病率10.0%，居全球惡性腫瘤發病譜排位第3，死亡順位第2[1]，其發病和死亡人數均隨年齡增長而上升[2]，并呈現出年輕化趨勢[3]。其中，結腸癌的發病率較直腸癌上升更為顯著[4]。目前，手術切除仍是結腸癌治療的主要手段，放化療、免疫及靶向治療也是臨床上治療結腸癌的常用方法。這些臨床治療手段使結腸癌患者獲益的同時，會發生如骨髓抑制、胃腸道反應、周圍神經毒性等諸多不良反應，另一方面，免疫治療及靶向治療對患者自身的選擇性要求較高，且價格較為昂貴，目前臨床上仍有較多的結腸癌患者無法承受較長周期的標準化西醫治療，患者的預后因此而受到嚴重影響。

中醫藥具有多靶點、低毒價廉的特點，在結腸癌的治療方面有其獨特優勢[5]。多糖是天然中藥材中廣泛存在的一種大分子物質，具有良好的生物學活性[6]，例如抗腫瘤[7]、抗氧化[8]、抗病毒[9]、調節免疫[10]等。近來，越來越多的中藥多糖被分離、提取和純化用于干預結腸癌的發生和發展，為結腸癌患者改善預后提供了新的希望。結腸癌發生的本質是“整體虛，局部實”，中醫學認為結腸癌病位在脾胃，病機關鍵是機體正氣不足，六淫邪毒蘊積在結腸，聚而成積。結腸癌患者病程日久，勢必耗傷正氣，正氣虛弱是促進癌癥發生發展的根本所在。基于中醫補益正氣、補虛扶正的核心治法，本文集中就《中國藥典(2020年版)》中所記載的補氣類中藥，對國內外近15年具有抗結腸癌生物活性的中藥多糖成分的相關研究進行匯總，以期為中醫藥治療結腸癌的臨床實踐提供參考與借鑒。

1 黃芪

黃芪是一味傳統的補氣類中藥，具有補氣升陽、固表止汗、生津養血、行滯通痹、托毒生肌等作用。《神農本草經》中將黃芪列為上品，與人參齊名。從古至今，黃芪被廣泛運用于臨床。現代藥理學研究[11]認為，黃芪有保肝、抗衰老、降壓、抗病毒、抗腫瘤等功效。

黃芪多糖(astragalus polysaccharides，APS)是一種從黃芪中提取出的具有廣泛生物學功能的主要有效成分。據報道[12]，APS在黃芪中的生物活性非常強，主要包括葡聚糖和雜多糖部分，其中，葡聚糖分為水溶性和水不溶性兩種，雜多糖大多是由鼠李糖、葡萄糖和半乳糖組成。先前已有學者[13]利用實驗研究表明APS能夠抑制COLO205結腸癌細胞增殖并促進其凋亡，因而在臨床化療中被應用。閻力君等[14]采用MTT和流式細胞儀檢測，發現APS同樣對SW620結腸癌細胞有顯著的抑制增殖和誘導凋亡作用，進一步的實驗研究證實，APS主要通過阻滯細胞的G2/M期抑制結腸癌細胞SW620的增殖，通過線粒體途徑誘導SW620的凋亡。亦有研究[15]報道APS能夠降低結腸癌LOVO細胞的細胞活性，進而抑制其增殖，且發現抑制率與時間和劑量呈正相關。宋鑫等[16]研究表明APS可減慢結腸癌細胞HT-29的生長并主要通過阻滯細胞于G1期而促進結腸癌細胞的凋亡。付遠虹等[17]對APS促凋亡作用機制進行研究，結果表明APS誘導結腸癌HT-29細胞凋亡的機制可能與對ANXA3/p38和JNK信號通路的抑制有關。劉雷蕾等[18]在體外抗腫瘤研究中發現，APS還可有效延緩上皮間充質轉化過程，其抑制人結腸癌細胞增殖與遷移的作用初步認為是TLR4/NF-κB信號通路被抑制所致。

2 人參

人參自古以來便是補氣要藥，有“百草之王”的美稱。《本草通玄》云：“人參，職專補氣，而肺為主氣之臟，故獨入肺經也。”除了遠近馳名的大補元氣、復脈固脫之效，人參還具有生津養血、安神益智的作用。有研究[19]表明，人參的主要化學成分包括皂苷、多糖、揮發油、有機酸等，其中人參多糖主要由阿拉伯半乳聚糖、酸性多糖和果膠等組成[20]。研究[21]證實，人參多糖具有調節免疫、抗腫瘤、抗菌、抗抑郁等多重生物活性。Cheng H等[22]研究指出人參多糖亦能夠抑制人結腸癌細胞HT-29的增殖，誘導細胞周期停滯于G2/M期，且觀察發現抑制率與時間、濃度呈正相關。叢龍杰[23]通過觀察人參多糖對小鼠結腸癌MC38腫瘤組織細胞的影響，發現人參多糖聯合抗生素干預組對腫瘤的抑制率與誘導凋亡率均比抗生素干預組高，且均為中劑量組抑制腫瘤生長的效果為最好。趙晶麗[24]對人參多糖干預作用最佳的結腸癌細胞進行篩選，指出人參多糖對結腸癌細胞HCT-116增殖的抑制作用最強，在后續的實驗中發現人參多糖可顯著誘導結腸癌細胞的凋亡，但對其細胞周期并無明顯影響。WesternBlot實驗證實人參多糖抗癌作用的發揮可能是通過影響PARP蛋白裂解的方式實現。王璐等[25]研究報道人參多糖可能是通過下調p-AKT/AKT信號，進一步抑制下游IL-12和TNF-α，TREM-1和EGFR等炎性因子的表達來防治結腸癌，并認為人參多糖有望成為用于結腸癌輔助治療的潛在藥物。

3 白術

白術是我國傳統的藥食同源的中藥材之一，歸脾、胃經，乃補氣健脾第一要藥，亦有燥濕利水、止汗、安胎之效，廣泛應用于結腸癌的臨床。《本草匯言》：“脾虛不健，術能補之，胃虛不納，術能助之。”多糖是中藥白術的重要活性成分之一，白術多糖(polysaccharide of atractylodes macrocephala，PAM)主要包括葡萄糖、半乳糖和甘露糖，以及少量的鼠李糖、阿拉伯糖和木糖[26]。現有研究報道白術多糖主要有抗炎[27]、抗氧化[28]、調節免疫[29]等多重藥理作用。馮子芳等[30]對PAM在結腸癌微環境中的影響進行研究，結果發現PAM以激活小鼠結腸癌細胞移植瘤中免疫細胞的方式抑制結腸癌的生長，其中，流式細胞術檢測顯示PAM能夠顯著增加組織中巨噬細胞和樹突狀細胞中MHCⅡ和IL-12的表達。Ⅱ類MHC分子主要負責提呈外源性抗原，是相互作用的免疫細胞間的協調者，調控免疫應答[31]。IL-12主要由激活的炎性細胞產生，是一類具有抑制腫瘤活性的細胞因子[32]。此外，研究還證實了PAM可通過增加淋巴細胞中CD8+細胞、NK細胞、CD44+/CD4+細胞和CD44+/NK細胞比例來實現抗腫瘤效應，豐富了PAM調節免疫細胞發揮抗腫瘤作用的內容。另外，有研究[33]報道PAM對結腸癌CT-26荷瘤小鼠腫瘤的生長有明顯的抑制功能，其抑癌機制可能與激活Toll樣受體4(TLR4)信號通路的轉導相關。然而，關于PAM干預結腸癌方面的報道相當匱乏，PAM在未來被應用的可能性還需要學者們的進一步探索。

4 靈芝

靈芝既具有補氣安神的功效又能止咳平喘，有很高的藥用價值。靈芝的現代藥理作用十分廣泛，具有保肝護肝、抗衰老、防治心血管疾病等功能[34]。靈芝多糖的主鏈主要由甘露糖、半乳糖和葡萄糖等構成，其支鏈則由阿拉伯糖、木糖和巖藻糖等糖單元構成[35]，具有顯著的抗腫瘤生物活性[36]。梁曾恩妮等[37]評估靈芝多糖聯合5-FU對人結腸癌LOVO細胞體外的增殖與凋亡作用，發現靈芝多糖聯合5-FU治療能夠協同抑制結腸癌細胞的增殖，同時通過阻滯細胞周期來誘導凋亡，在臨床有較好的應用前景。該團隊在后續的實驗研究[38]中報道靈芝多糖和5-FU聯用同樣可協同抑制人結腸癌HCT-116細胞的增殖，并通過同種機理誘導癌細胞凋亡。Liang Z等[39]報道靈芝多糖通過觸發細胞內鈣離子釋放和死亡受體途徑誘導人結腸癌細胞HCT-116的凋亡。該團隊[40]進一步對靈芝多糖對人結腸癌LOVO細胞抗癌作用的分子機制探究，發現靈芝多糖的抗腫瘤作用主要表現為誘導細胞凋亡和抑制細胞遷移兩方面，其中，靈芝多糖誘導細胞凋亡主要通過Fas/caspase-8依賴的途徑。Luo J等[41]基于組學分析研究瓜爾膠的抗結腸癌作用，發現對照組靈芝多糖干預組的抗腫瘤作用強于瓜爾膠組，主要體現在死亡率低、結腸長度長、腫瘤個數少、血清腫瘤壞死因子α濃度低、組織學結腸狀況好等方面，說明選擇使用靈芝多糖抗結腸惡性腫瘤，患者可能會有更好的獲益。Bai J H等[42]對酶解靈芝多糖抗腫瘤機制進行探究，指出酶解靈芝多糖有顯著的抗結腸癌活性，通過上調Bax、P-ERK和caspase-3的表達，下調Bcl2、p-Akt1和COX-2的表達，從而誘導結腸癌細胞HCT-116的凋亡。Guo C等[43]研究報道靈芝多糖能夠增加雙歧桿菌和乳桿菌等這類對結腸癌有預防和治療作用的益生菌的相對豐度，并且可能通過調控TLR4/MYD88/NF-κB和MAPKs兩條信號通路來抑制炎癥反應，降低結腸損傷，抑制結腸癌的發生發展。

5 山藥

山藥，又名薯蕷，為薯蕷科植物的干燥塊莖[44]，具有補脾養胃、生津益肺、補腎澀精的功效，是常用的、具有藥食同源價值的補氣類中藥材之一。《金匱要略·血痹虛勞病脈證并治第六》第16條云：“虛勞諸不足，風氣百疾，薯蕷丸主之。”此方重用山藥為君，主治氣血陰陽虧損不足所致的虛損性疾病。研究表明，山藥含有多種營養成分，包括淀粉、非淀粉多糖、氨基酸、酚類、維生素等[45]，其中，多糖是山藥中主要的活性物質，有抗氧化、增強免疫、調節腸道菌群等生物功能[46]。山藥多糖(chinese yam polysaccharides，CYPs)的組成具有多樣化的特點，葡萄糖、甘露糖和半乳糖是CYPs的主要構成成分[47]。現代研究[48-49]證實，CYPs對肺癌、胃癌、肝癌等多種癌細胞均有誘導其凋亡的作用。郝麗鑫[50]利用CCK-8法研究水溶性CYPs對結腸癌HCT-116細胞增殖抑制的作用影響，結果顯示：CYPs在200 μg/mL以下的劑量內，抑制結腸癌HCT-116細胞增殖的效應較弱，抑制率不達14%；但是，以水溶性CYPs作為底物模擬腸道發酵后，實驗結果表明，CYPs對結腸癌細胞活性的抑制作用顯著增強，尤其是其48h的發酵產物，對結腸癌HCT-116細胞的增殖抑制率可達68%，抗癌效應的提高可能與腸道菌群利用水溶性CYPs發酵產酸相關。楊愷環[51]發現CYPs對結腸癌HT-29細胞的生長活性亦有抑制作用，且抑制率呈時效性和量效性，當CYPs濃度為1000 μg/mL，培養48 h后，其抑制率可達26.41%。孫雯雯等[52]觀察CYPs聯合替加氟對荷結腸癌HT-29細胞裸鼠體內抑制作用的影響，結果發現治療后CYPs協同替加氟組荷瘤裸鼠的瘤體質量明顯低于CYPs組和替加氟組，表明CYPs具有良好的抗結腸癌活性，為中藥聯合化療的治療方式提供了新的證據支持。

6 黨參

黨參是我國傳統的補氣藥，為桔梗科植物黨參、素花黨參或川黨參的干燥根，性味甘、平，歸脾、肺經。《本草從新》載：“補中益氣，和脾胃，除煩渴。”黨參常用于脾肺氣虛、咳嗽虛喘、津傷口渴等癥的治療。查閱文獻發現，黨參中含有多糖類、炔類、生物堿類多種化學成分[53]，其中，黨參多糖(codonopsis pilosula polysaccharide，CPP)是重要的活性物質，現代藥理學研究[54]表明，CPP有多種生物學活性，如保護神經、抗疲勞、抗炎等。朱瑞[55]研究發現，CPP能夠顯著抑制結腸癌HCT-116細胞的生長活性，當CPP濃度達5 mg/mL時，抑制率可達40%。進一步的實驗結果證明，CPP與人腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體(TNF-related apoptosis-inducing ligand，TRAIL)共同作用于結腸癌細胞時，腫瘤細胞的增殖率明顯下降，抑制率達50%，說明CPP與TRAIL在抑癌方面具有協同作用。

7 甘草

甘草，是臨床常用的補氣類藥用植物之一，堪稱藥中“國老”，素來有“十方九草”之說。甘草性味甘平，歸心、肺、脾、胃經，有補脾益氣、清熱解毒、祛痰止咳、緩急止痛、調和諸藥的功效。甘草提取物主要由三萜、黃酮、多糖等多種活性成分組成[56]，其中，甘草多糖(glycyrrhiza polysaccharide，GPS)的結構較為復雜，主要包含葡聚糖、鼠李糖、甘露糖、阿拉伯糖、半乳糖等成分[57]，具有免疫調節、抗氧化、抗腫瘤、抗炎抑菌、調節腸道菌群等作用[58]。Ayeka P A等[59]發現GPS對正常腸道細胞IEC-6無細胞毒性作用，對結腸癌細胞CT-26的生長具有顯著的抑制作用，且抑制作用與GPS的相對分子質量有關，低分子量的多糖的抗腫瘤效應強于其它多糖。此外，他們發現GPS還可通過上調IL-7細胞因子而發揮其免疫調節的作用。Zhang X等[60]證實GPS能夠在結腸癌CT-26小鼠體內抑制腫瘤的生長和轉移，GPS調節腸道微生物區系可能為其發揮抑癌作用的途徑，具體的機制還有待進一步研究。左博靖[61]則指出GPS通過誘導調節性T細胞(Treg)向免疫無能性分化參與腫瘤免疫：顯著下調CD4、CD25的表達，減少細胞因子(IL-10和TGF-β)的分泌量，同結腸癌細胞HCT-116形成拮抗作用，從而發揮GPS抗結腸癌的療效。同時，研究還發現APS+GP復合多糖對Treg細胞的抑制作用強于單一的單體，為中藥多糖的免疫學研究提供了創新點。

8 小結

近年來，我國結腸癌的發病率和死亡率快速上升，遠處轉移是導致結腸癌患者高病死率的主要因素之一[62]。結腸癌患者早期可無明顯表現，隨病情的進展逐漸出現腹痛、便血等癥狀[63]，大部分在確診時已經進展至中晚期，預后較差。因此，深入研究結腸癌和探索更有效的治療方案對結腸癌的防治具有重要意義。目前，手術治療仍是臨床上治療結腸癌的主要方式，也有越來越多的患者能夠從放化療、靶向及免疫治療的方法中獲益。盡管如此，這些治療手段同時帶來的一系列毒副作用和不良反應仍不容小覷，從不同程度影響著結腸癌患者的預后。越來越多的研究證實了中醫藥通過提高抗癌療效，減輕毒副作用，增強患者免疫功能，在提高結腸癌患者的生存質量方面發揮了重要作用。中草藥中提取的多糖成分因其良好的抗腫瘤生物學活性而成為了國內外研究的熱點，對中藥多糖成分抗腫瘤機制的研究層次也已經逐漸從細胞水平邁向分子、基因水平，相關的體內外實驗研究也正在同步進行中。

上述實驗研究表明，黃芪、人參、白術、靈芝、山藥、黨參、甘草等補氣類中藥的多糖成分對動物結腸癌細胞的干預是多途徑、多靶點的。一方面，這些多糖具有抗腫瘤、抗炎活性，可以直接作用于結腸惡性腫瘤，通過抑制癌細胞生殖、誘導凋亡、調控細胞周期、抑制細胞遷移、調節腸道微生物等方式來發揮抗結腸癌效應；另一方面，這些多糖提取物還可以直接作用于機體免疫系統，通過提升機體免疫力進而間接對結腸惡性腫瘤起到抑制作用。此外，補氣類中藥在結腸癌治療的各個階段都極具優勢，尤其對于手術治療及化療前后的患者，往往具有協同增效之功，且在術后并發癥和放化療后不良反應的處理方面獨具優勢，能夠更快更好地促進患者機體的恢復。不過，補氣類中藥雖好，臨床仍需辨證使用，并需適當配合行氣類中藥可獲更好療效。

目前，不僅僅是結腸癌，人們在多糖抗其他癌種的研究方面，也取得了一定的研究成果，但這些工作基本止步在基礎研究階段，到成果應用于臨床還缺乏多方面的實驗與試驗的驗證。另外，雖然本文對補氣類中藥多糖成分干預結腸癌研究提供了新的方向，但就目前而言，中藥多糖的研究方法仍較為局限，質量控制暫未形成統一標準，分子作用機制尚未完全明確。因此中藥多糖提取物的后續研發需要在更多的外部支持以及多學科研究者的聯合努力下逐步邁向新的階梯。