中药抗肿瘤机制探讨(一)
http://www.100md.com
中药抗肿瘤机制探讨(一)
癌症是严重威胁人类健康的一类疾病。寻找有效的抗癌药物与方法，彻底攻克癌症，是世界医学界重要的研究课题。由于合成药物在伴随治疗中出现明显的副作用，天然药物越来越受到人们的重视和青睐。利用现代科学技术揭示中草药的作用机制是中药现代化、科学化、国际化的必然要求，也是抗肿瘤中草药开发领域的重要研究热点。
中医药防治恶性肿瘤的主要机制
抗突变作用 关于癌变机理存在多种学说，显著名的为体细胞多次突变理论。该理论认为，机体细胞癌变至少需要经过两次以上的基因突变。当与肿瘤发生相关的基因(例如：DNA修复基因、原癌基因、抑癌基因、转移抑制基因)发生点突变、扩增、易位、重排、缺失，或者过表达等某种变异后，原癌基因活化成癌基因，抑癌基因则失活甚至转变为癌基因(例如突变型P53基因)。
染色体畸变是由染色体先发生断裂，然后发生非重建性愈合，或由于物理、化学因素作用而在染色体上形成“原发性损伤”，形成易变部位，在以后的若干次细胞分裂中出现染色体结构重排。SCE(姊妹染色单体交换)是衡重染色单体断裂发生率的指标，也是灵敏度很高的致癌力检测方法。致癌与致突变在分子水平上机理相似，凡能大幅度提高SCE的物质都有致突变或致癌作用，CTX就属于这一类物质。实验研究表明，许多中药能减少染色体畸变、SCE 和微核的发生率，可用于肿瘤的预防和治疗。如：人参、绞股蓝可使CTX诱变的小鼠活体骨髓细胞 SCE频率明显下降；茶叶对丝裂霉素、平阳素等6种治疗肿瘤药物的诱变毒性均有抑制作用；六味地黄丸对N-亚硝基肌氨酸和氨基甲酸乙酯诱癌具有抑制作用。其它如黄芪、白术、仙茅、枸杞子、天冬等均有抗突变作用。
, 百拇医药
直接的细胞毒作用 目前或在相当一段时期内，传统细胞毒性药仍将是肿瘤药物治疗的主体。近10年来，细胞毒性抗肿痛药物的研究和开发有了显著的进展，它们的作用机制分为以下几个方面。
拓扑异构酶抑制剂 真核细胞DNA的拓扑结构由两类关键酶TOPOⅠ (拓朴异构酶)和 TOPOⅡ调节，这两类酶在DNA复制、转录、重组，以及在形成正确的染色体结构、染色体分离、浓缩中发挥重要作用。TOPOⅠ抑制剂主要为喜树碱类化合物，近年发展了两个新的喜树碱类药物，即拓扑特肯(topotecan)和依莲洛特肯(irinotecan)，临床上主要对卵巢癌、小细胞和非小细胞性肺癌、宫颈癌、结直肠癌、前列腺癌等疗效较好。
TOPOⅡ抑制剂种类较多，近年来临床上疗效较好的有DNA嵌入型阿霉素衍生物去甲柔红霉素(idarubicin)，吡喃阿霉素(Pirambicin)和非DNA嵌入型的鬼臼噻吩甙(teniposid, VM-26)等。中国科学院上海药物研究所最近从药用植物红根草中提取到的有效成分，经修饰后得到一个全新的抗肿瘤化合物沙尔威辛(salvicine),也是TOPOⅡ抑制剂，体内外试验显示其对肺癌，胃癌等疗效明显，现已完成临床前试验工作。
, 百拇医药
微管蛋白活性抑制剂 研究表明，大量的天然和合成化合物能干扰微管蛋白的功能。它们主要是与微管作用，抑制微管聚合，使纺锤体无法形成，从而使细胞分裂停止在有丝分裂的中期；或是促进微管聚合，抑制微管解聚而抑制细胞分裂。微管蛋白活性抑制剂是最有效的抗肿瘤药物之一。紫杉醇类药物是近年来发现的新作用机制的细胞毒类抗肿瘤药物；紫杉醇及其衍生物紫杉特尔(docetaxel)能促使微管蛋白迅速聚集成微管，并结合到微管上抑制微管的解聚，从而使细胞有丝分裂终止。临床上对卵巢癌、乳腺癌、非小细胞性肺癌、头颈部恶性肿瘤等有显著疗效。
其他 胸腺嘧啶脱氧核苷酸合成酶(TS)把单磷酸脱线尿嘧啶(dUMP)转换成单磷酸肷腺嘧啶(TMP)，是DNA合成过程中的关键酶之一。近年来发展了一系列的TS特异性的抑制剂，其中显著名的是 raltitrexed(Tomudex)。Raltitrexed是水溶性的TS-特异性抑制剂，不影响RNA合成等其他细胞生命活动。因而不良反应较小。临床试验中单药或与其他抗癌药(如5-FU， CPT-11 oxaliplatin)及放疗联用，对头颈部恶性肿瘤、前列腺癌、肺癌、结直肠癌、胃癌、软组织肉瘤、白血病等有较理想的疗效。
, 百拇医药
某些抗肿瘤中药的作用机理之一就是通过细胞毒作用，即损伤肿瘤细胞的DNA而发挥效力的。药理实验证实莪术挥发油制剂对癌细胞有直接的破坏作用，冬凌草甲素、乙素，大黄，人参，茯苓等均具有良好的损伤DNA而有抗白血病的作用。
莪术挥发油中主要抗癌成分β-榄香烯(β-Elemene)。β-榄香烯能明显抑制3H-TdR和3H-UdR掺入癌细胞，从而抑制DNA和RNA的合成，使细胞中的核酸含量降低，尤其RNA的下降更明显。还有实验证明，莪术对DNA聚合酶有明显抑制作用。冬凌草的抗癌有效成分为二萜类化合物冬凌草甲素(Oridonin)。细胞动力学研究表明，冬凌草甲素对处于各周期时相的癌细胞均有一定的杀伤作用，表明本药可能为一种细胞周期非特异性药物。
免疫增强作用 肿瘤的发生和发展与整个机体的免疫功能衰退或失调密切相关，临床观察免疫机能活跃的肿瘤病人比免疫机能受抑制的病人预后好；保持免疫记忆反应能力的病人比失去免疫记忆反应能力的病人预后好。实验研究表明，某些中药能保护或提高机体的免疫水平，如地黄多糖可提高S180荷瘤小鼠脾脏T淋巴细胞增殖能力，并可较长时间维持在较高水平，也能部分阻碍瘤株对脾脏NK细胞活力的抑制作用，相对改善荷瘤小鼠由于肿瘤生成而引起的IL-2分泌能力下降，显著提高CTI。细胞活力，从而发挥其免疫抑瘤效应。钱氏验方能显著提高胃癌患者的IL-2诱生水平及LAK细胞的杀伤活性。此外，健脾益肾冲剂、茯苓多糖、牛膝多糖、丹参、莪术、臼术等均有良好的免疫增强作用。
, http://www.100md.com
从20世纪70年代起，国内外学者就先后从灵芝的子实体和菌丝体中提取出具有抑制动物移殖性肿瘤的灵芝多糖GL-B，并推测其抗肿瘤作用是宿主中介性的，可能与加强机体的免疫功能有关。
干扰素能增强T细胞在体外对肿瘤细胞持异性杀伤作用。抑制单核细胞分化为巨噬细胞，但对已成熟的巨噬细胞非但无抑制作用，反而促进其吞噬作用与加强杀伤肿瘤细胞的功能。另外IFN还可以上调肿瘤细胞MHC抗原及粘附因子的表达，从而促进机体对肿瘤细胞识别和加强扩大抗肿瘤免疫反应。干扰素γ(IFNγ)有抗肿瘤细胞增生作用，并且可与TNFα协同增强诱导肿瘤细胞调亡。
抑制肿瘤细胞增殖，诱导其分化 有不少学者认为，细胞的恶变是增殖和分化两得平衡的失调或偶联的解除。从细胞增殖角度说肿瘤细胞的增殖是不受控制的，从分化方面说肿瘤细胞则是丧失分化或分化异常的细胞。20世纪80年代以来，抑制肿瘤细胞拉殖、诱导其分化已成为肿瘤临床及基础研究的热点之一。全反式维甲酸的应用报动了这一领域的进展，涌现了一批诱导分化剂，但由于其严重的副作用，限制了临床应用。有研究表明，许多中药或其有效成分同样具有良好的抑制肿癌细胞增殖和诱导其分化作用，已无副作用或较小，如淫羊藿甙对HL60细胞有诱导分化用，其机制可能与升高细胞内 cAMP/cGMP比值有关；丹参酮对人宫颈癌细胞株ME180具有较好的诱导分化作用，与维甲酸作用相仿：大蒜素对两类增殖周期相差较大的肿瘤细胞株-人白血病细胞株K562和人大肠癌细胞株HR8348的增殖均有抑制作用，使通过S期的细胞阻留于G2M期。其它如人参皂甙、苦参、熊胆、巴豆与葛根有效成分S86109 等均有此作用。
, 百拇医药
曾小莉等人用人参总皂苷(Total saponins of Pana Xginseng.TSPG)400μg/ml 处理人肝癌细胞HepG2后其生长受到明显抑制：细胞质增多.线粒体数量增多，糖原增多.高尔基复合体体积增大发育较完善，粗面内质同网对照增多。游离核蛋白体增多，提示HepG2细胞趋于成熟分化。此外， TSPG能有效地动员HepG2细胞由G1/GO期进入S期.造成S期细胞堆积，大量该期DNA解旋，DNA单链暴露出更多活性部位，为化疗药物提供更多的作用位点，并且临床上可进一步与细胞周期特异性抗肿痛药联合应用，更好地杀伤 S期细胞。同时，TSPG可以阻断S或细胞向G2/M期移行，抑制细胞增殖。
张彦等用苦参碱作用K562白血病细胞发现，它能诱导K562细胞向红细胞系、巨核细胞系和单核细胞系分化。K562细胞形态发生明显改变，类似中幼红和晚幼红细胞。朱文渊等用桂皮酸处理人早幼粒白血病细胞HL-60，证明桂皮酸能诱导其向正常粒细胞分化。其可能的机理：①桂皮酸能激活人体中过氧化酶体增殖因子激活受体(hppar)，hppar为核内受体，故可影响癌基因和其它基因地表达；②桂皮酸可通过抑制几种细胞生长调节蛋白的甲羟戊酸衍化残基的合成来阻止异戊烯化，使这些只有结合在细胞膜上才能发挥生动功能的蛋白质不能形成与膜共价连接的法尼基和牦牛儿基残基，从而使细胞增殖受到抑制。
诱导肿瘤细胞凋亡 1972年Kerr等首次提出了细胞凋亡的概念。细胞凋亡(apoptosis)或程序化细胞死亡(Pro grammed cell death，PCD)是多细胞有机体为调控机体发育、维护内环境稳定，由基因控制的细胞主动死亡过程。一旦细胞的增殖异常或细胞凋亡发生异常，均可导致细胞的恶性转化。通过诱导肿瘤细胞凋亡达到肿瘤缩小、消退的目的已成为当今肿瘤治疗的研究热点。, http://www.100md.com
癌症是严重威胁人类健康的一类疾病。寻找有效的抗癌药物与方法，彻底攻克癌症，是世界医学界重要的研究课题。由于合成药物在伴随治疗中出现明显的副作用，天然药物越来越受到人们的重视和青睐。利用现代科学技术揭示中草药的作用机制是中药现代化、科学化、国际化的必然要求，也是抗肿瘤中草药开发领域的重要研究热点。
中医药防治恶性肿瘤的主要机制
抗突变作用 关于癌变机理存在多种学说，显著名的为体细胞多次突变理论。该理论认为，机体细胞癌变至少需要经过两次以上的基因突变。当与肿瘤发生相关的基因(例如：DNA修复基因、原癌基因、抑癌基因、转移抑制基因)发生点突变、扩增、易位、重排、缺失，或者过表达等某种变异后，原癌基因活化成癌基因，抑癌基因则失活甚至转变为癌基因(例如突变型P53基因)。
染色体畸变是由染色体先发生断裂，然后发生非重建性愈合，或由于物理、化学因素作用而在染色体上形成“原发性损伤”，形成易变部位，在以后的若干次细胞分裂中出现染色体结构重排。SCE(姊妹染色单体交换)是衡重染色单体断裂发生率的指标，也是灵敏度很高的致癌力检测方法。致癌与致突变在分子水平上机理相似，凡能大幅度提高SCE的物质都有致突变或致癌作用，CTX就属于这一类物质。实验研究表明，许多中药能减少染色体畸变、SCE 和微核的发生率，可用于肿瘤的预防和治疗。如：人参、绞股蓝可使CTX诱变的小鼠活体骨髓细胞 SCE频率明显下降；茶叶对丝裂霉素、平阳素等6种治疗肿瘤药物的诱变毒性均有抑制作用；六味地黄丸对N-亚硝基肌氨酸和氨基甲酸乙酯诱癌具有抑制作用。其它如黄芪、白术、仙茅、枸杞子、天冬等均有抗突变作用。
, 百拇医药
直接的细胞毒作用 目前或在相当一段时期内，传统细胞毒性药仍将是肿瘤药物治疗的主体。近10年来，细胞毒性抗肿痛药物的研究和开发有了显著的进展，它们的作用机制分为以下几个方面。
拓扑异构酶抑制剂 真核细胞DNA的拓扑结构由两类关键酶TOPOⅠ (拓朴异构酶)和 TOPOⅡ调节，这两类酶在DNA复制、转录、重组，以及在形成正确的染色体结构、染色体分离、浓缩中发挥重要作用。TOPOⅠ抑制剂主要为喜树碱类化合物，近年发展了两个新的喜树碱类药物，即拓扑特肯(topotecan)和依莲洛特肯(irinotecan)，临床上主要对卵巢癌、小细胞和非小细胞性肺癌、宫颈癌、结直肠癌、前列腺癌等疗效较好。
TOPOⅡ抑制剂种类较多，近年来临床上疗效较好的有DNA嵌入型阿霉素衍生物去甲柔红霉素(idarubicin)，吡喃阿霉素(Pirambicin)和非DNA嵌入型的鬼臼噻吩甙(teniposid, VM-26)等。中国科学院上海药物研究所最近从药用植物红根草中提取到的有效成分，经修饰后得到一个全新的抗肿瘤化合物沙尔威辛(salvicine),也是TOPOⅡ抑制剂，体内外试验显示其对肺癌，胃癌等疗效明显，现已完成临床前试验工作。
, 百拇医药
微管蛋白活性抑制剂 研究表明，大量的天然和合成化合物能干扰微管蛋白的功能。它们主要是与微管作用，抑制微管聚合，使纺锤体无法形成，从而使细胞分裂停止在有丝分裂的中期；或是促进微管聚合，抑制微管解聚而抑制细胞分裂。微管蛋白活性抑制剂是最有效的抗肿瘤药物之一。紫杉醇类药物是近年来发现的新作用机制的细胞毒类抗肿瘤药物；紫杉醇及其衍生物紫杉特尔(docetaxel)能促使微管蛋白迅速聚集成微管，并结合到微管上抑制微管的解聚，从而使细胞有丝分裂终止。临床上对卵巢癌、乳腺癌、非小细胞性肺癌、头颈部恶性肿瘤等有显著疗效。
其他 胸腺嘧啶脱氧核苷酸合成酶(TS)把单磷酸脱线尿嘧啶(dUMP)转换成单磷酸肷腺嘧啶(TMP)，是DNA合成过程中的关键酶之一。近年来发展了一系列的TS特异性的抑制剂，其中显著名的是 raltitrexed(Tomudex)。Raltitrexed是水溶性的TS-特异性抑制剂，不影响RNA合成等其他细胞生命活动。因而不良反应较小。临床试验中单药或与其他抗癌药(如5-FU， CPT-11 oxaliplatin)及放疗联用，对头颈部恶性肿瘤、前列腺癌、肺癌、结直肠癌、胃癌、软组织肉瘤、白血病等有较理想的疗效。
, 百拇医药
某些抗肿瘤中药的作用机理之一就是通过细胞毒作用，即损伤肿瘤细胞的DNA而发挥效力的。药理实验证实莪术挥发油制剂对癌细胞有直接的破坏作用，冬凌草甲素、乙素，大黄，人参，茯苓等均具有良好的损伤DNA而有抗白血病的作用。
莪术挥发油中主要抗癌成分β-榄香烯(β-Elemene)。β-榄香烯能明显抑制3H-TdR和3H-UdR掺入癌细胞，从而抑制DNA和RNA的合成，使细胞中的核酸含量降低，尤其RNA的下降更明显。还有实验证明，莪术对DNA聚合酶有明显抑制作用。冬凌草的抗癌有效成分为二萜类化合物冬凌草甲素(Oridonin)。细胞动力学研究表明，冬凌草甲素对处于各周期时相的癌细胞均有一定的杀伤作用，表明本药可能为一种细胞周期非特异性药物。
免疫增强作用 肿瘤的发生和发展与整个机体的免疫功能衰退或失调密切相关，临床观察免疫机能活跃的肿瘤病人比免疫机能受抑制的病人预后好；保持免疫记忆反应能力的病人比失去免疫记忆反应能力的病人预后好。实验研究表明，某些中药能保护或提高机体的免疫水平，如地黄多糖可提高S180荷瘤小鼠脾脏T淋巴细胞增殖能力，并可较长时间维持在较高水平，也能部分阻碍瘤株对脾脏NK细胞活力的抑制作用，相对改善荷瘤小鼠由于肿瘤生成而引起的IL-2分泌能力下降，显著提高CTI。细胞活力，从而发挥其免疫抑瘤效应。钱氏验方能显著提高胃癌患者的IL-2诱生水平及LAK细胞的杀伤活性。此外，健脾益肾冲剂、茯苓多糖、牛膝多糖、丹参、莪术、臼术等均有良好的免疫增强作用。
, http://www.100md.com
从20世纪70年代起，国内外学者就先后从灵芝的子实体和菌丝体中提取出具有抑制动物移殖性肿瘤的灵芝多糖GL-B，并推测其抗肿瘤作用是宿主中介性的，可能与加强机体的免疫功能有关。
干扰素能增强T细胞在体外对肿瘤细胞持异性杀伤作用。抑制单核细胞分化为巨噬细胞，但对已成熟的巨噬细胞非但无抑制作用，反而促进其吞噬作用与加强杀伤肿瘤细胞的功能。另外IFN还可以上调肿瘤细胞MHC抗原及粘附因子的表达，从而促进机体对肿瘤细胞识别和加强扩大抗肿瘤免疫反应。干扰素γ(IFNγ)有抗肿瘤细胞增生作用，并且可与TNFα协同增强诱导肿瘤细胞调亡。
抑制肿瘤细胞增殖，诱导其分化 有不少学者认为，细胞的恶变是增殖和分化两得平衡的失调或偶联的解除。从细胞增殖角度说肿瘤细胞的增殖是不受控制的，从分化方面说肿瘤细胞则是丧失分化或分化异常的细胞。20世纪80年代以来，抑制肿瘤细胞拉殖、诱导其分化已成为肿瘤临床及基础研究的热点之一。全反式维甲酸的应用报动了这一领域的进展，涌现了一批诱导分化剂，但由于其严重的副作用，限制了临床应用。有研究表明，许多中药或其有效成分同样具有良好的抑制肿癌细胞增殖和诱导其分化作用，已无副作用或较小，如淫羊藿甙对HL60细胞有诱导分化用，其机制可能与升高细胞内 cAMP/cGMP比值有关；丹参酮对人宫颈癌细胞株ME180具有较好的诱导分化作用，与维甲酸作用相仿：大蒜素对两类增殖周期相差较大的肿瘤细胞株-人白血病细胞株K562和人大肠癌细胞株HR8348的增殖均有抑制作用，使通过S期的细胞阻留于G2M期。其它如人参皂甙、苦参、熊胆、巴豆与葛根有效成分S86109 等均有此作用。
, 百拇医药
曾小莉等人用人参总皂苷(Total saponins of Pana Xginseng.TSPG)400μg/ml 处理人肝癌细胞HepG2后其生长受到明显抑制：细胞质增多.线粒体数量增多，糖原增多.高尔基复合体体积增大发育较完善，粗面内质同网对照增多。游离核蛋白体增多，提示HepG2细胞趋于成熟分化。此外， TSPG能有效地动员HepG2细胞由G1/GO期进入S期.造成S期细胞堆积，大量该期DNA解旋，DNA单链暴露出更多活性部位，为化疗药物提供更多的作用位点，并且临床上可进一步与细胞周期特异性抗肿痛药联合应用，更好地杀伤 S期细胞。同时，TSPG可以阻断S或细胞向G2/M期移行，抑制细胞增殖。
张彦等用苦参碱作用K562白血病细胞发现，它能诱导K562细胞向红细胞系、巨核细胞系和单核细胞系分化。K562细胞形态发生明显改变，类似中幼红和晚幼红细胞。朱文渊等用桂皮酸处理人早幼粒白血病细胞HL-60，证明桂皮酸能诱导其向正常粒细胞分化。其可能的机理：①桂皮酸能激活人体中过氧化酶体增殖因子激活受体(hppar)，hppar为核内受体，故可影响癌基因和其它基因地表达；②桂皮酸可通过抑制几种细胞生长调节蛋白的甲羟戊酸衍化残基的合成来阻止异戊烯化，使这些只有结合在细胞膜上才能发挥生动功能的蛋白质不能形成与膜共价连接的法尼基和牦牛儿基残基，从而使细胞增殖受到抑制。
诱导肿瘤细胞凋亡 1972年Kerr等首次提出了细胞凋亡的概念。细胞凋亡(apoptosis)或程序化细胞死亡(Pro grammed cell death，PCD)是多细胞有机体为调控机体发育、维护内环境稳定，由基因控制的细胞主动死亡过程。一旦细胞的增殖异常或细胞凋亡发生异常，均可导致细胞的恶性转化。通过诱导肿瘤细胞凋亡达到肿瘤缩小、消退的目的已成为当今肿瘤治疗的研究热点。, http://www.100md.com