蘇 敬，劉東玲，海 洋，劉小鳳，侯雯倩，董勁曲，徐 蘭

（1.甘肅中醫(yī)藥大學藥學院，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅中醫(yī)藥大學科研實驗中心，甘肅 蘭州 730000）

阿霉素（Doxorubicin，DOX）為一線化療藥物，具有蒽環(huán)類結構，廣泛參與惡性淋巴瘤、乳腺癌、前列腺癌、膀胱癌、骨肉瘤、肺癌和神經母細胞瘤等實體腫瘤的臨床治療［1］。DOX 主要通過嵌入DNA 和抑制拓撲異構酶Ⅱ發(fā)揮抗腫瘤作用，但DOX 的低選擇性，同樣能夠引起正常組織的凋亡或壞死，涉及大腦、心臟、肝臟和腎臟等多個臟器引起毒性損傷［2］。臨床研究發(fā)現(xiàn)，DOX 致心臟毒性具有劑量依賴性，當DOX 濃度分別達到400、500、550 mg/m2時，心力衰竭發(fā)生率與累積劑量呈正相關增加至5%、16%和26%［3］，最終導致進行性心力衰竭和不可逆的心功能不全［4］。目前研究認為，DOX 致心臟毒性與氧化應激、炎癥反應、線粒體損傷、Ca2+穩(wěn)態(tài)失調、凋亡、和自噬等機制相關［5］。本文通過對DOX 的毒性機制及中藥防治DOX 心臟毒性的作用研究兩個方面進行綜述，以期為DOX 的臨床應用提供參考。

1 阿霉素致心臟毒性的分子機制

1.1 氧化應激反應和炎癥反應

氧化應激是體內活性氧（ROS）與抗氧化作用失衡的一種狀態(tài)，當機體傾向于氧化反應時，可導致中性粒細胞炎性浸潤，蛋白酶分泌增加，產生超氧陰離子（）、羥自由基（·OH）等氧化中間產物［6］。在正常情況下，活性氧生成的主要場所在線粒體，線粒體中的ROS 酶可以將DOX 的醌部分轉化為半醌形式，半醌形式的DOX 容易與氧分子（O2）反應生成超氧陰離子（），與超氧化物歧化酶（SOD）結合后，形成相對穩(wěn)定和低毒的過氧化氫（H2O2），接著產生高度活性的·OH。ROS 與DNA、蛋白質和脂質發(fā)生氧化反應，導致DNA 損傷和脂質過氧化，最終引起細胞損傷［7］。

炎癥反應和氧化應激呈正相關，從而加速心肌損傷。Abdelgawad 等［8］研究表明DOX 可刺激心肌細胞的炎癥因子白細胞介素-6（IL-6）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）的表達及釋放。Zhang 等［9］研究發(fā)現(xiàn)髓樣分化蛋白1（MD-1）基因敲除小鼠中，DOX 能夠過度激活TLR4/MAPKs/NF-κB 信號通路，從而加速心肌細胞的凋亡。Wang 等［10］研究表明，DOX刺激瞬時受體電位A1（TRPA1）離子通道，通過促進氧化應激和炎癥引起心臟毒性。

1.2 線粒體損傷

線粒體作為有氧呼吸、為細胞新陳代謝提供能量的場所，具有調控細胞生長的能力，對維持細胞正常功能及機體能量代謝平衡至關重要［11］。DOX可引起線粒體組織結構受損，影響線粒體代謝，使細胞能量供應減少。DOX 與位于線粒體內膜上的心磷脂具有高度親和力，兩者結合形成不可逆的復合物在心肌細胞中堆積，當線粒體內的阿霉素濃度超過50～100 μmol/L 時，ROS 產生增多［12］。線粒體磷酸轉運體（MPT）是位于線粒體內膜上的一種重要的蛋白質，MPT 負責將代謝底物無機磷酸通過線粒體內膜從細胞質轉移到線粒體基質［13］。MPT 孔（mPTP）可通過DOX 誘導的線粒體氧化損傷和鈣超載，導致線粒體內膜電位改變、線粒體三磷酸腺苷（ATP）合成停止、呼吸鏈解偶聯(lián)、促進線粒體滲透性腫脹和破裂以及細胞死亡［14］。Catanzaro 等［15］指出，DOX 還可以增強線粒體裂解并加速溶酶體對線粒體的降解，最終導致心臟毒性。

1.3 鈣穩(wěn)態(tài)失衡

阿霉素及其代謝物可引起細胞內Ca2+濃度增高，使心肌細胞內Ca2+穩(wěn)態(tài)失衡，導致心肌細胞功能受損。肌漿網（SR）是心肌細胞內質網的一種特殊形式，主要負責調節(jié)Ca2+通道，控制興奮-收縮耦合［16］，參與了DOX 誘導的心臟毒性的發(fā)展。葡萄糖調節(jié)蛋白78（GRP78）既是內質網應激期間未折疊蛋白反應的中心介質，也是內質網Ca2+穩(wěn)態(tài)的調節(jié)器，GRP78 過表達可減少鈣調素依賴性蛋白激酶Ⅱ（CaMKⅡ）激活和p53 積累，保護心肌細胞免受DOX 誘導的細胞凋亡［17］。Llach 等［18］研究表明，低劑量的DOX 可引起射血分數(shù)降低，輕度擴張，破壞心臟功能，其機制可能與細胞內游離Ca2+濃度下降有關。

1.4 自噬作用

自噬是一種分解代謝過程，通過調節(jié)自噬相關基因（Atg）和溶酶體蛋白水解來消除細胞錯誤折疊的蛋白質和受損或老化的細胞器，以維持細胞穩(wěn)態(tài)［19］。DOX 可通過內質網應激、氧化應激等多種途徑誘導心肌細胞自噬啟動［20］。哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）為自噬的主要負調節(jié)因子之一，DOX 通過激活AMPK 和抑制P38 絲裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK）來增加微管相關蛋白1A/1B 輕鏈3-Ⅱ（LC3-Ⅱ）、Atg5、Atg6、Atg8 和Atg12 的表達，抑制mTOR 的表達，促進自噬［21］。此外，DOX可通過增加LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ的比率刺激自噬，并刺激c-Jun 氨基末端激酶1（JNK1）和p70S6 激酶（p70S6K）的表達，上調p62、Beclin-1 和Atg5 的表達促進自噬［16］。

1.5 細胞凋亡

細胞凋亡是由基因控制的細胞程序性死亡，它在生物體的進化、內環(huán)境的穩(wěn)態(tài)和正常細胞更新中起著重要作用。DOX 誘導的心臟毒性與p53 的核易位和p53 依賴性凋亡有關。DOX 激活可細胞外信號調節(jié)激酶（ERK），并在Ser15 磷酸化p53。p53的磷酸化可通過下調抗凋亡B 細胞淋巴瘤2（Bcl-2）、上調促凋亡Bcl-2 相關X 蛋白（Bax）以及激活半胱氨酸蛋白酶-3（caspase-3）、caspase-9 和ADP 核糖聚合酶而導致心肌細胞凋亡［22］。此外，E2F 轉錄因子1（E2F1）/AMPKα2 信號通路的激活也參與了DOX 誘導的心肌細胞凋亡［23］。雖然DOX 對心肌細胞凋亡的影響和機制已被廣泛研究，但參與DOX誘導凋亡的特定信號通路尚未完全清晰。DOX 誘導的心臟毒性相關機制的示意圖見圖1。

圖1 DOX 誘導的心臟毒性相關機制的示意圖Fig 1 Schematic diagram of the mechanism related to DOX induced cardiotoxicity

2 中藥及有效成分對阿霉素誘導心臟毒性的防治作用研究

歷代中醫(yī)醫(yī)著中雖然對癥瘕、積聚、瘰疬、癖、巖等病的記載與現(xiàn)代惡性腫瘤有相似之處，但對防治抗腫瘤藥物所致的毒性無明確記載，阿霉素致心臟毒性的臨床表現(xiàn)為胸悶、心慌、氣短、乏力、汗出肢冷等，中醫(yī)根據臨床癥狀將其歸屬為“心悸”“胸痹”“心衰”等范疇。阿霉素致心肌損傷的病機多為氣陰兩虛、氣血虧虛，基于《黃帝內經》“正邪觀”思想，治療以扶正祛邪為主，扶正應當補氣、養(yǎng)血、溫陽、滋陰；祛邪應活血、化痰、理氣、祛瘀。

2.1 補虛藥

2.1.1 補氣藥 補氣藥人參、黃芪、甘草、沙棘、紅景天及刺五加等通過抗氧化、調節(jié)自噬、改善線體功能參與DOX 致心臟損傷的治療。

人參具有大補元氣、補脾益肺、安神益智的功效，可治療心肺脾腎氣虛證，在補益心氣方面可以改善心悸怔忡，胸悶氣短，脈虛等心氣虛衰癥狀，其主要有效成分為人參皂苷。Liu 等［24］研究表明人參皂苷Rb1 通過消除兔子心室肌細胞高鈣誘導的延遲去極化，抑制細胞內鈣離子的增加，緩解鈣超載，發(fā)揮抗心律失常和保護心肌細胞的作用。

黃芪具有補氣生血，扶助正氣的功效，可治療氣血虧虛諸證，其主要成分為黃芪多糖，可以增強機體免疫功能和造血功能。Cao 等［25］通過建立DOX 誘導的大鼠心肌細胞損傷模型和小鼠心力衰竭模型，發(fā)現(xiàn)黃芪多糖通過調節(jié)AMPK/mTOR 通路減輕DOX 誘導的心臟毒性。

甘草具有補脾益肺、調和諸藥的功效，可治療心氣不足所致的脈結代、心悸，主要有效成分甘草酸能夠抑制高遷移族蛋白B1（HMGB1）介導的AMPK/mTOR 自噬信號通路降低DOX 誘導的心臟毒性［26］。

沙棘具有活血散淤的功效，可治療胸痹心痛，其有效成分沙棘總黃酮可以降低心肌耗氧量并改善心肌微循環(huán)。研究表明［27］，沙棘總黃酮通過抑制自由基引起的脂質過氧化，提高心肌抗氧化的能力，減輕DOX 致心肌損傷。Zhou 等［28］通過建立DOX 誘導H9c2 細胞凋亡模型，發(fā)現(xiàn)香豆素-4-氨基丁醇（alk-A）和稀有吡啶吲哚生物堿（alk-B）能抑制ROS 的產生，抑制細胞凋亡和改善線粒體功能，從而發(fā)揮保護心肌細胞的功能。

紅景天具有益氣生血、活血化瘀的功效，其主要有效成分為紅景天苷。曹向明等［29］建立阿霉素心肌損傷模型，以紅景天給藥干預后發(fā)現(xiàn)，紅景天通過升高心肌肌鈣蛋白Ⅰ（cTn Ⅰ）、B 型鈉尿肽（BNP）、心肌細胞凋亡指數(shù)（AI）等改善DOX 致心臟毒性。

刺五加具有補益心氣的功效，主要有效成分為多種糖苷。刺五加及苷類提取物有抗應激，抗心律失常的作用，能降低細胞脂質過氧化［30］。張珊等［31］通過DOX 誘導大鼠心臟毒性模型，以不同劑量的刺五加注射液進行干預，結果發(fā)現(xiàn)刺五加注射液能增強DOX 致心肌損傷大鼠的心臟收縮功能障礙，改善心臟功能，減輕心肌組織超微結構損傷。

2.1.2 補陽藥 補陽藥鹿茸、仙茅、冬蟲夏草、巴戟天可通過抗氧化、抗炎、抗凋亡等機制有效改善DOX 致心臟功能損傷。

鹿茸具有補氣血、益精髓的功效，其主要成為為鹿茸多肽。Shi 等［32］研究表明鹿茸通過改善大鼠的心肌纖維化和心室重構，恢復心臟功能。李鑫等［33］研究表明，鹿茸多肽通過調控轉化生長因子-β（TGF-β1）、SMAD7、PKC 蛋白表達量，對DOX 誘導的H9c2 損傷細胞起到保護作用。

仙茅具有溫腎陽的功效，主要有效成分為仙茅苷、仙茅素等成分。現(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn)仙茅具有抗氧化應激的作用，且與NF-κB 信號通路有關［34］。姚佳等［35］研究表明，仙茅多糖可提高小鼠心肌損傷模型血清肌酸激酶（CK）、乳酸脫氫酶（LDH）、谷草轉氨酶（AST）和一氧化氮合酶（NOS）活力，增加心肌SOD 活力和降低丙二醛（MDA）含量，對DOX 引起的心肌損傷具有明顯保護作用。

補骨脂具有補腎壯陽，溫脾止瀉的功效，主要有效成分為補骨脂酚和異補骨脂素等成分。莊華梅等［36］研究表明，補骨脂通過調控Bcl-2/Bax 及Caspase-9 和Caspase-3 轉錄水平，減輕慢性心力衰竭大鼠的心肌損傷，提高SOD 活力、降低MDA 水平，對心肌細胞起到保護作用。任何等［37］研究表明，補骨脂酚可通過激活SIRT3/SOD2 信號通路，抑制DOX 引起的氧化應激損傷和細胞凋亡。

冬蟲夏草具有補益肺腎，止咳化痰的功效，主要有效成分為腺苷、多糖等成分。吉家釵等［38］研究發(fā)現(xiàn)，蟲草素可以抑制NF-κB 信號通路降低阿霉素引起的炎癥反應和心肌細胞凋亡，改善阿霉素誘導的心功能不全。

巴戟天具有補腎陽、強筋骨的功效，主要有效成分為蒽醌、低聚糖等成分。顧冰［39］研究表明，巴戟天寡糖通過抗氧化作用減輕DOX 致心肌損傷的程度，保護受損的心肌細胞。

2.1.3 補血藥 補血藥當歸可通過抗凋亡、增強ATP 酶活性改善DOX 致心臟功能損傷。

當歸具有有活血止痛的功效，主要有效成分為當歸多糖、揮發(fā)油等。Jeon 等［40］研究表明，當歸中性油對心肌缺血有明顯的保護作用。暢艷娜［41］等研究表明，不同濃度（3.75、7.5、15 g/L）的當歸超濾物通過增強細胞ATP 酶活性、降低胞內LDH 活性、抑制凋亡因子釋放，拮抗阿霉素致心臟毒性的作用。

2.1.4 補陰藥 補陰藥枸杞子、麥冬可通過抗氧化、抗凋亡等機制有效改善DOX 致心臟功能損傷。

枸杞子具有有滋補肝腎的作用，主要有效成分為枸杞多糖。Deng 等［42］研究表明，枸杞多糖能夠降低DOX 的免疫毒性并增強其抗腫瘤活性。劉楷曦等［43］研究表明，不同濃度枸杞多糖能顯著降低阿霉素對心肌細胞的損傷作用，減少心肌細胞的變性和壞死。

麥冬具有益胃養(yǎng)陰，清心除煩的功效，主要有效成分為麥冬皂苷。孟晨等［44］研究表明，麥冬皂苷D 通過降低DOX 誘導的ROS 累積、緩解內質網應激對心肌細胞產生保護作用。

2.2 活血化瘀藥

活血化瘀藥川芎、丹參、紅花、益母草、姜黃可通過抗氧化、調節(jié)自噬、保護線粒體功能、等機制有效改善DOX 致心臟功能損傷。

川芎具有活血行氣，祛風止痛的功效，主要有效成分為川芎嗪。丁雪明等［45］研究表明，川芎嗪通過上調細胞14-3-3γ 及線粒體Bcl-2 表達，抑制心肌細胞氧化應激，保護線粒體功能，減少DOX 誘導心肌細胞的凋亡。

丹參具有活血祛瘀止痛的功效，主要有效成分為丹參酮。丹參酮Ⅱ A 可通過調控AMPK 信號通路介導的自噬減輕心肌細胞氧化應激，防治阿霉素所致的心肌細胞損傷［46，47］。

紅花具有活血祛瘀止痛的功效，主要有效成分為丹參酮、丹參素等。童彩玲等［48］研究表明，不同濃度紅花黃色素（2.5、5、10 g·kg-1·d-1）能顯著增加心肌Cx43 表達水平，其作用機制是通過上調Cx43 的表達而發(fā)揮保護作用。

益母草具有活血祛瘀的功效，主要有效成分為益母草堿。陳瑜萍等［49］研究表明，益母草通過抗脂質過氧化反應，減輕心肌細胞膜由氧自由基引發(fā)的損傷，降低細胞膜的通透性，對DOX 誘導心肌損傷具有保護作用。

姜黃具有活血行氣的功效，主要有效成分為姜黃素。張新慰等［50］研究表明，姜黃素通過提高心肌細胞SOD 活性，降低MDA 水平和Caspase-3 表達而保護心肌細胞。

2.3 收澀藥

補陰藥金櫻子、五味子可通過抗氧化、抗炎、抗凋亡等機制有效改善DOX 致心臟功能損傷。

金櫻子具有固崩止帶的功效，主要有效成分為多糖、黃酮類化合物。羅衛(wèi)民等［51］研究表明，金櫻子通過抗氧化、抗炎癥及抗凋亡途徑降低大鼠血清中AST、LDH、CK-MB、TC 水平對DOX 誘導心肌損傷產生保護作用。

五味子具有益氣生津，補腎寧心的功效，主要有效成分為木脂素類化合物。張旻昱等［52］研究表明，五味子提取物可以提高SOD 活性，抑制DOX 誘導心肌細胞的脂質過氧化，從而減輕DOX 對心臟的毒性。陳虹竹等［53］研究表明，五味子木脂素能降低LDH、CK 水平，改善DOX 誘導的心肌損傷。

2.4 止血藥

止血藥艾葉、三七可通過抗氧化有效改善DOX致心臟功能損傷。

艾葉具有溫經止血，散寒止痛的功效，主含揮發(fā)油、黃銅類成分。王中曉等［54］研究表明，艾葉提取物能夠降低LDH、AST、CK-MB、CK、MDA 水平，提高SOD 水平，增強大鼠的抗氧化應激能力，從而降低阿霉素所致的心肌損傷程度。

三七具有散瘀止血，消腫定痛的功效，主要有效成分為三七皂苷。李煒莉等［55］研究表明，不同濃度（50、100 mg/kg）三七皂苷有效降低大鼠LDH、CK、CK-MB 水平，改善DOX 所致大鼠心肌組織松散和萎縮形態(tài)，對阿霉素所致心肌損傷具有保護作用。

2.5 清熱藥

清熱藥黃芩可通過抗氧化、抗炎、抗凋亡、調節(jié)自噬等機制有效改善DOX 致心臟功能損傷。

黃芩具有清熱止血的功效，主要有效成分為黃芩素。Zhou 等［56］研究表明，黃芩根提取物可以通過誘導自噬保護細胞凋亡。代淵等［57］研究表明，發(fā)黃芩素能夠抑制NF-κB 和JNK 的磷酸化水平，減少DOX 引起的心肌細胞凋亡。

2.6 其它中藥

吳茱萸、豨薟草、羅漢果可通過抗氧化、抗凋亡等機制有效改善DOX 致心臟功能損傷。

王麗等［58］研究表明，吳茱萸次堿通過增強DOX損傷后H9c2 細胞的活力，抑制ROS 的釋放，抑制細胞凋亡，對DOX 引起H9c2 心肌細胞的損傷具有保護作用。于靜［59］等研究表明，豨薟草醇提物能夠降低小鼠的心臟系數(shù)，增加心率，降低血清中生化指標（CK、LDH、TC），改善DOX 誘導的心臟毒性。黃文蔚等［60］研究表明，羅漢果皂苷通過增加Bcl-2蛋白表達，降低mRNA 的表達，增強DOX 心肌損傷大鼠的抗氧化能力，抑制心肌細胞凋亡。

3 總結與展望

DOX 誘導心臟毒性的病因在于“虛”，《黃帝內經》言“虛則補之，損者益之”，治療則以“補虛顧本、護心減毒”為主。目前研究發(fā)現(xiàn)，DOX 的毒性不會僅以心臟毒性的方式存在，而中藥兼顧整體，在降低心臟毒性的同時有效改善整體毒性，中藥以整體觀的角度，對機體系統(tǒng)性的進行治療，兼顧多個臟器的損傷作用，在DOX 引起的毒性反應中具有獨特的優(yōu)勢。補虛藥、活血化瘀藥等中藥通過扶正驅邪的方式，有效防止DOX 引起的心臟毒性，其作用機制多與抗氧化應激和炎癥反應、防止線粒體損傷、維持Ca2+穩(wěn)態(tài)、抑制心肌細胞凋亡等有關。但中藥具有多組分、多途徑、多靶點的特點，治療心臟毒性的機制復雜，因而具體的藥效物質基礎及作用機制還有待進一步的研究。

作者貢獻度說明：

蘇敬：論文選題及執(zhí)筆；劉東玲，海洋：論文修改；董勁曲，徐蘭：文獻收集；侯雯倩，劉小鳳：文獻整理。

所有作者聲明不存在利益沖突關系。