肖 霄,周陽云,陳君君,韓永龍,△
(1. 上海中醫(yī)藥大學,上海 200437; 2. 上海健康醫(yī)學院,上海 201318; 3. 上海交通大學醫(yī)學院附屬第六人民醫(yī)院,上海 200233)
據(jù)2022 年2 月國家癌癥中心的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2016年全國惡性腫瘤新發(fā)病例約406.4萬,新發(fā)癌癥死亡病例約241.4萬[1]。我國癌癥發(fā)病率持續(xù)上升,5種常見癌癥為肺癌、結腸癌、胃癌、肝癌和乳腺癌。腫瘤的發(fā)病機制主要為DNA 位點突變、基因擴增、染色質(zhì)易位等引起基因發(fā)生一系列改變,進而形成腫瘤。惡性腫瘤細胞表現(xiàn)出增殖失控、細胞分化異常、組織浸潤和轉移、能量代謝異常、炎癥等生物學特征。中醫(yī)理論認為,“正虛”“邪毒”是惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展的主要病因病機,正邪的消長變化一貫穿于抗腫瘤治療的全過程,故“扶正”“祛邪”是中醫(yī)抗腫瘤治療的兩大治則。“扶正”即扶助人體正氣,提高機體免疫力;“祛邪”指直接殺傷腫瘤細胞、抑制腫瘤生長,如抑制腫瘤細胞的增殖,促進凋亡,抑制血管生成等[2]。中藥注射劑的抗腫瘤作用主要表現(xiàn)在抑制腫瘤生長和提高機體免疫功能兩方面,特別是聯(lián)用化學治療(簡稱化療)或放射治療(簡稱放療)時,在降低化療藥物毒性、提高化療藥物療效、改善機體免疫功能等方面具有獨特優(yōu)勢[3]。因此,本研究中通過檢索中國知網(wǎng)(CNKI)、維普(VIP)、萬方(WanFang)及PubMed,The Cochrane Library,ScienceDirect 等數(shù)據(jù)庫中有關中藥注射劑抗腫瘤作用的實驗研究文獻,檢索時限為2010 年1 月1 日至2022 年12 月31 日,對其作用機制及研究進展進行綜述,為中藥注射劑在臨床抗腫瘤中的應用提供參考。
中藥注射劑可通過阻滯腫瘤細胞分裂周期或調(diào)節(jié)細胞增殖相關基因的表達而抑制腫瘤細胞生長。華蟾素注射液聯(lián)合X 射線照射食管癌ECA109 細胞,能將細胞周期阻滯于G0/G1期,有效抑制其增殖,其作用機制可能與下調(diào)泛素連接酶和周期蛋白依賴性激酶mRNA和蛋白的表達,提高抑癌基因p16 的表達相關[4];還可誘導肝癌HepG2細胞阻滯于S期,并抑制腫瘤細胞的增殖,可能是通過下調(diào)其作用機制對拓撲異構酶Ⅰ和ⅡmRNA 的表達而實現(xiàn)的[5]。小分子核糖核酸(miRNA)可能是癌癥治療的潛在靶點,艾迪注射液可調(diào)節(jié)多種miRNA,其中miRNA - 126 可調(diào)控12 種潛在靶基因的表達,從而抑制乳腺癌MCF-7 細胞的增殖[6]。因此,中藥注射劑能通過不同途徑使腫瘤細胞阻滯于有絲分裂的各個時期,最終達到抑制腫瘤細胞增殖的目的。
細胞凋亡指在生理或病理條件下由基因控制的細胞自主有序死亡,當細胞受到外界刺激時,可通過激活內(nèi)源性線粒體途徑誘導細胞凋亡。因此,靶向調(diào)控線粒體功能是腫瘤治療的新策略[7]。在某些細胞死亡信號(如活性氧)作用下,線粒體外膜通透性增加,釋放可溶性血紅蛋白細胞色素C等膜間隙蛋白,激活下游半胱氨酸蛋白酶的活性,通過線粒體途徑參與凋亡的發(fā)生[8-9]。中藥注射劑能通過啟動線粒體相關的細胞凋亡途徑發(fā)揮抗腫瘤作用,蟾酥注射液誘導肝癌SMMC-7721細胞的凋亡可能與引起活性氧水平增加、造成線粒體膜電位下降后損傷線粒體有關[10]。復方苦參注射液作為抗氧化劑,可通過調(diào)節(jié)過氧化還原酶/活性氧/硫氧還蛋白信號通路[上調(diào)細胞質(zhì)中過氧化物還原酶- 2(Prdx2)的表達和線粒體中過氧化物還原酶3(Prdx3)的表達,以及下調(diào)硫氧還蛋白-1(Trx1)的表達]來降低細胞內(nèi)活性氧的水平,促進急性髓系白血病細胞U937 凋亡[11]。B 淋巴細胞瘤-2(Bcl-2)家族蛋白對線粒體介導的細胞凋亡發(fā)揮重要調(diào)控作用,促凋亡蛋白Bcl - 2相關X 蛋白(Bax)向線粒體膜轉運,啟動線粒體介導的凋亡,而Bcl- 2 可通過阻止這一過程來發(fā)揮抗凋亡作用??等R特注射液和鴉膽子油乳注射液均能下調(diào)Bcl-2蛋白表達、上調(diào)Bax蛋白表達,2種藥物分別能促進人乳腺癌MCF-7細胞和人喉癌Hep-2細胞凋亡[12-13]。參芪扶正注射液聯(lián)用多西紫杉醇可通過抑制Bcl-2 蛋白表達來上調(diào)凋亡相關蛋白胱天蛋白酶(caspase)- 3、caspase-9的表達,誘導肺癌A549細胞的凋亡[14]。中藥注射劑作用于線粒體相關途徑的抗腫瘤作用表現(xiàn)在能直接或間接抑制抗凋亡蛋白(如Bcl - 2)、增加活性氧水平、影響線粒體膜電位等,但中藥注射劑作用于線粒體相關靶點是否具有特異性,尚需進一步明確[15]。
磷脂酰肌醇3 - 激酶/ 絲氨酸- 蘇氨酸蛋白激酶(PI3K/ AKT)信號通路的異常激活與腫瘤的發(fā)生密切相關[16],下調(diào)該通路對誘導腫瘤細胞凋亡具有重要作用。華蟾素注射液能誘導由氣管內(nèi)灌注碘油溶液建立的肺癌模型大鼠腫瘤細胞的凋亡,抑制腫瘤生長,其作用機制可能與降低PI3K/ AKT 信號通路相關蛋白,如AKT-1、G1/S-特異性周期蛋白-D1(Cyclin D1)、核因子-κB(NF-κB)、PI3K、磷酸化AKT(p-AKT)的表達有關[17]。Hedgehog 信號通路在腫瘤干細胞中能被異常激活,而腫瘤干細胞的自我更新又受到Hedgehog 信號通路膠質(zhì)瘤相關癌基因(Gli)的調(diào)節(jié)[18]。在肝癌Hep3B 細胞來源的腫瘤干細胞建立皮下移植瘤模型裸鼠中,通關藤注射液能誘導腫瘤干細胞的自噬和凋亡,抑制腫瘤生長,其作用機制可能與下調(diào)Hedgehog 信號通路相關基因Gli1 和Gli2 mRNA 表達相關[19]。可見,中藥注射劑可通過調(diào)節(jié)不同信號通路而激活抗腫瘤基因,調(diào)控各種凋亡相關基因的表達,誘導腫瘤細胞凋亡。此外,外源性死亡受體通路也是細胞凋亡的重要途徑之一。哺乳動物細胞表面有多種死亡受體,采用中藥注射劑多靶點的特點調(diào)控多條凋亡途徑,放大凋亡信號級聯(lián)效應,將為癌癥的治療提供更多選擇[20]。
腫瘤的侵襲和轉移是導致癌癥患者死亡的主要原因,轉移過程涉及細胞侵襲、表面黏附性能、細胞外基質(zhì)的降解等。上皮間質(zhì)轉化(EMT)是上皮細胞獲得間質(zhì)特征的過程,會導致腫瘤發(fā)生侵襲、轉移[21]。中藥注射劑通過抑制EMT 過程,能抑制腫瘤細胞的侵襲和遷移。腫瘤壞死因子-α(TNF-α)介導的NF-κB活化能導致EMT 相關蛋白表達的變化,康萊特注射液通過抑制NF - κB 可抑制結直腸癌細胞系中TNF - α 介導的EMT[22]。基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)在多種惡性腫瘤中呈高表達,可降解細胞外基質(zhì),引起腫瘤細胞侵襲,通關藤注射液通過抑制肝癌HepG2 和高轉移人肝癌細胞(MHCC97 - H)中Myoferlin 蛋白而抑制MMP - 2 和MMP-9 的表達,從而抑制腫瘤細胞的侵襲與遷移[23]。PI3K/AKT信號通路激活可促進腫瘤細胞遷移,而中藥注射劑可抑制該信號通路,如康艾注射液通過下調(diào)PI3K/AKT信號通路,有效降低人食管癌細胞Eca-109的侵襲能力[24];白花蛇舌草注射液能抑制人卵巢癌細胞HO - 8910PM 的侵襲和遷移能力,其作用機制與下調(diào)Bcl- 2 表達、上調(diào)Bcl- 2 基因相關啟動子及下游活化的caspase- 3 蛋白和切割底物聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(PARP)蛋白表達相關[25];鴉膽子油乳注射液可能通過抑制PI3K/AKT信號通路抑制C6膠質(zhì)瘤細胞增殖而抑制其侵襲性[26];康萊特注射液聯(lián)用紫杉醇具有抑制乳腺癌MCF - 7 和MDA - MB - 231 細胞增殖、侵襲的作用,其作用機制可能與下調(diào)C-myc、Cyclin D1、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)的表達相關[27]。
實體腫瘤的生長離不開血管生成,VEGF 是促進多種實體瘤復發(fā)、轉移重要的細胞因子之一,參與腫瘤血管及淋巴管的生成。中藥注射劑能通過下調(diào)VEGF 表達,抑制腫瘤血管生成,進而抑制腫瘤轉移。VEGF 表達水平升高是原發(fā)性肝癌復發(fā)和轉移的重要因素,參芪扶正注射液通過下調(diào)低轉移人肝癌細胞(MHCC97-L)VEGF 的表達,增強α 干擾素(IFN-α)對腫瘤細胞的抑制作用,與IFN - α 發(fā)揮協(xié)同抗腫瘤作用[28];復方苦參注射液能降低肝癌HepG2 細胞荷瘤裸鼠腫瘤的微血管密度,提升血管成熟度指數(shù),從而減少腫瘤組織的血管生成,可能是其抑制腫瘤生長的重要機制[29]。VEGF 還能引起MMP 表達水平的升高,誘導早期血管生成時基底膜的降解,在胰腺癌SW1990細胞移植瘤模型BALB/c裸鼠中,華蟾素注射液能通過下調(diào)MMP-2,MMP-9,VEGF的表達來抑制腫瘤肝轉移[30];艾迪注射液可通過抑制食管鱗狀細胞癌EC9706和KYSE70細胞中EMT信號傳導和VEGF - A 表達而有效抑制腫瘤模型小鼠的腫瘤轉移[31]。
惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展與機體免疫功能紊亂密切相關,中藥注射劑治療腫瘤還能發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能??等R特注射液能改善C57BL/6小鼠移植肝癌HepG2細胞后γ 干擾素(IFN-γ)和白細胞介素2(IL-2)降低的情況,增強CD8+T 淋巴細胞和自然殺傷細胞對腫瘤細胞的作用[32]。在Lewis 肺癌模型C57BL/6 小鼠中,康萊特注射液可刺激T 淋巴細胞增殖,降低NF - κB 水平及NF-κB 抑制蛋白α、蛋白酶和表皮生長因子受體的表達水平,對肺癌模型小鼠有抗腫瘤作用和免疫刺激活性[33];該藥還能調(diào)節(jié)細胞免疫功能,在Lewis肺癌、CT-26結腸癌模型小鼠中,檢測到康艾注射液可提升CD4+T淋巴細胞和CD8+T 細胞的比例,下調(diào)IL - 6,IL - 1β,IL - 10 的表達,上調(diào)IL - 12 和IFN - γ 的表達,調(diào)節(jié)細胞免疫功能可能是康艾注射液抑制腫瘤生長的機制之一[34];其與順鉑聯(lián)用能增強化療療效,提升Lewis 肺癌模型小鼠的免疫功能,其作用機制可能與降低腫瘤相關巨噬細胞及缺氧誘導因子- 1α 表達、改善缺氧相關[35]。參芪扶正注射液在動物體內(nèi)抗腫瘤實驗中,可上調(diào)肝癌細胞H22荷瘤模型小鼠血清中IFN-γ和TNF-α的表達,提示參芪扶正注射液的抗腫瘤作用與調(diào)節(jié)小鼠的免疫功能有關[36]。目前,對中藥注射劑免疫調(diào)節(jié)的作用機制研究尚處于免疫細胞和免疫因子的表達水平等層次,缺少對特異性的免疫治療靶點的研究,且研究對象多為單種腫瘤細胞,尚需開展更深入的研究挖掘中藥注射劑調(diào)節(jié)免疫功能的作用靶點。
線粒體融合蛋白2 是一種與化療耐藥有關的線粒體鳥苷三磷酸(GTP)酶,其在順鉑耐藥的肺癌A549/DDP 細胞中的表達低于對順鉑敏感的細胞,而參芪扶正注射液通過上調(diào)線粒體融合蛋白2、p53、p21,Bax 蛋白表達,下調(diào)Bcl- 2 表達,誘導線粒體凋亡,增強順鉑化療敏感性,從而改善肺癌A549/ DDP 細胞對順鉑的耐藥性[37];康萊特注射液通過抑制多藥耐藥基因1、多藥耐藥相關蛋白(MRP)1、漿細胞瘤變體易位1 的表達來逆轉胃癌細胞BGC823/ DPP 和SGC7901/ DDP 對順鉑的耐藥性[38]。在胰腺癌5 - 氟尿嘧啶耐藥細胞Patu8988/ 5 - FU 中,參芪扶正注射液可能通過下調(diào)Bcl - 2 蛋白表達抑制miR - 29b/ Bcl - 2 信號通路,從而逆轉胰腺癌細胞的多藥耐藥[39];白花蛇舌草注射液在一定程度上能逆轉肝癌BEL - 7402/ 5 - FU 細胞的多藥耐藥性,其作用機制可能與下調(diào)酪氨酸激酶表達,誘導腫瘤細胞凋亡比例增加相關[40]。在CT26 細胞移植瘤模型BALB/c小鼠中,康萊特注射液通過下調(diào)NF-κB的表達,上調(diào)連接蛋白43的表達,增強腫瘤細胞對紫杉醇的敏感性,從而提升紫杉醇的臨床療效[41];蟾酥注射液可能通過下調(diào)MRP、谷胱甘肽- S - 轉移酶- π(GST-π)的表達,上調(diào)NF-κB、誘導型一氧化氮合酶(iNOS)的表達,將細胞周期阻滯于G0/G1期、G2/M 期,促進細胞凋亡,從而部分逆轉耐阿霉素的急性髓性白血病細胞(HL60/阿霉素細胞)的多藥耐藥性[42-43]。中藥注射液對化療藥物的協(xié)同作用與引起化療藥物藥代動力學變化相關,通關藤注射液能增強紫杉醇對卵巢癌A2780細胞增殖的抑制作用,其作用機制可能與抑制藥物代謝相關的核受體孕烷X 受體(PXR)和下游藥物代謝酶細胞色素P450 酶(CYP450s)的表達相關[44]。在結直腸癌Caco - 2 和LoVo 細胞模型中,參麥注射液可能通過阻礙P-糖蛋白(P-gp)的外排功能來提升阿霉素的細胞內(nèi)藥物質(zhì)量濃度,從而增強阿霉素的抗腫瘤作用[45]。中藥注射劑不僅可逆轉腫瘤細胞的化療耐藥,對靶向藥物的耐藥也同樣有逆轉作用,絲裂原活化蛋白激酶/ 膽固醇調(diào)節(jié)元件結合蛋白- 1(MAPK/SREBP1)通路參與吉非替尼的耐藥,抑制SREBP1 可增加吉非替尼的敏感性,參芪扶正注射液通過下調(diào)該信號通路,增強了吉非替尼與VEGF 受體的結合,對吉非替尼耐藥肺癌PC-9 細胞發(fā)揮協(xié)同抗增殖和促凋亡作用[46]。PI3K/ AKT/ 哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信號通路是細胞自噬的重要通路,在吉非替尼耐藥肺癌細胞H1650 和H1975 中,復方苦參注射液通過抑制腫瘤細胞增殖,增強了腫瘤細胞對吉非替尼的敏感性,可能與下調(diào)PI3K/AKT/mTOR 信號通路進而誘導腫瘤細胞自噬相關[47]。
中藥注射劑通過線粒體途徑可激活半胱氨酸蛋白酶,誘導腫瘤細胞凋亡;通過抑制EMT 和血管生成等途徑抑制腫瘤的侵襲和遷移,但EMT 表型的改變不僅與腫瘤轉移相關,在腫瘤耐藥中也發(fā)揮重要作用。此外,艾迪注射液、復方苦參注射液等中藥注射劑可調(diào)控miRNA 的表達而逆轉多藥耐藥,但較少有研究涉及非編碼miRNA,中藥注射劑對細胞表型的影響與miRNA的參與機制有待進一步研究。中藥注射劑抗腫瘤作用機制復雜,涉及多途徑、多靶點,主要包括抑制腫瘤細胞的增殖、侵襲和遷移,促進腫瘤細胞凋亡,抑制腫瘤血管生成,調(diào)節(jié)機體免疫,逆轉腫瘤細胞耐藥。除參芪扶正注射液、華蟾素注射液、艾迪注射液、康艾注射液、通關藤注射液、康萊特注射液、復方苦參注射液、鴉膽子油乳注射液和蟾酥注射液外,烏頭注射液、痛安注射液等也常被臨床作為腫瘤化療的輔助用藥,用于治療癌性疼痛,但目前未見其抗腫瘤作用機制實驗研究的文獻報道,故未納入綜述。
中藥注射劑的臨床應用較廣泛,但大樣本、多中心的隨機對照試驗較少,中藥注射劑抗腫瘤作用的臨床研究仍有待加強[48]。此外,中藥注射劑抗腫瘤藥作用機制尚未完全闡明,臨床使用難以進行個體化精準用藥,故療效受到限制。未來應加強對中藥注射劑成分的研究分析,明確其藥效成分和毒性成分,以提高療效,減少藥品不良反應;加強中藥注射劑與化療藥物的聯(lián)合作用研究,探索逆轉耐藥的機制;同時,免疫檢查點抑制劑治療腫瘤的效果為近年的研究熱點,中藥注射劑是否能發(fā)揮與免疫檢查點抑制劑的協(xié)同增效作用也值得關注。