从靛玉红疗效原理看基质成纤维细胞及其生长因子和受体在白血病等癌症发展中的作用

冯宝章

早在20世纪70年代，中国医学科学院血液学研究所杨天楹等[1]和杨崇礼等[2]分别用靛玉红对314例慢性粒细胞白血病（chronic myelocytic leukemia，CML）和7例骨髓增生异常综合征（myelodysplastic syndrome，MDS）进行治疗，取得60%左右的CML和70%左右MDS治疗的有效率。由于靛玉红是一种中药提取物，又是一种新的抗癌药，对其疗效原理国内外均无报道。中国医学科学院组织院内两个研究所即基础医学研究所和血液研究所有关专家对其进行攻关性的研究。

近年来，国外学者对靛玉红及其衍生物的药理进行了十分深入的研究。不仅重复支持了国内研究结果，同时还深入到基因调控水平。特别是发现靛玉红衍生物对成纤维细胞及其生长因子和受体（FGF和FGFRs）的抑制作用，折射出骨髓和上皮基质及其FGF和FGFRs在白血病等癌症发展中的作用，为白血病等癌症的治疗提供了新的靶点，现一并综述如下。

1 我国科技工作者对靛玉红疗效原理的研究

1.1 基础医学研究所吴冠芸组的研究

吴氏组在靛玉红治疗的初期即治疗期（多数病例在治疗开始后2～3周）取患者外周血分离白细胞进行3H-TdR、3H-UR和34C-leu掺入试验，并与治疗前作比较。结果显示，3H-TdR掺入率较治疗前为低，大多数病例表现为递降的趋势。治疗开始后2～3周期时间3H-TdR掺入减少50%以上，但此期间病例外周血白细胞总数和幼稚细胞百分比降低不多，有些病例还有上升趋势。说明此阶段靛玉红疗效并未发挥出来，只是观察到了DNA合成受到抑制[3]。这是否是靛玉红的毒性反应，值得商榷。因为此期间电镜亦观察到骨髓标本中大量的坏死细胞。不过，作者们后来在肿瘤细胞系上确实观察到靛玉红对肿瘤细胞DNA合成的抑制[4-9]。

1.2 血液研究所冯宝章组的研究

与吴组的设计不同，冯氏组获取患者的标本是经过靛玉红治疗后病情缓解即疗效显现之后的骨髓标本进行细胞遗传学研究。

1.2.1 观察骨髓细胞Ph阳性（Ph+）细胞的百分比变化，并与治疗前比较。Ph+率的变化是当时普遍使用的疗效观察指标，因为Ph+染色体是CML的标记染色体。结果显示治疗前平均为（65.28±24.93）%，治疗缓解后为（32.28±19.98）%。Ph+率细胞%下降显著（P＜0.05）。与当时CML一线药物马利兰治疗相比，靛玉红对CML缓解解作用不如马利兰。马利兰治疗后骨髓Ph+细胞平均仅为（11.0±8.7）%（P＜0.01）。下降非常显著。

这些结果与临床观察十分一致，即靛玉红治疗CML导致骨髓象血象改善不如马利兰，但它的缩脾作用却优于马利兰，后者还观察到骨髓细胞染色体畸变，而靛玉红则无此异常。

1.2.2 同时，还观察骨髓细胞姐妹染色单体互换（sister chromatid exchange，SCE ）的变化。细胞SCE率高低反映其DNA损伤修复的程度。结果显示，靛玉红治疗缓解后，其骨髓SCE率从治疗前平均（9.30±4.05）%，下降到（6.57±2.36）%（P＜0.05）。对同一病例前后观察，特别Ph+细胞SCE，治疗后有非常显著的下降（P＜0.01）。说明，靛玉红治疗提高了CML骨髓细胞DNA损伤修复能力。根据国内外的研究，这种变化代表细胞的分化成熟过程，因为用化学致癌剂和诱变剂诱导细胞转化，则显示细胞SCE率显著上升[6]。

1.2.3 为了进一步证明SCE率下降代表细胞分化成熟，冯氏组继而采用小鼠体内骨髓SCE技术，将骨髓不同SCE水平的细胞与骨髓分化成熟进行分类的细胞作相关性分析，发现二者显著相关性[8]，与Popescu等[7]的研究相一致。

2 国外学者对靛玉红药理作用的研究

近年来，国外学者们对靛玉红及其衍生物的药理作用进行了许多研究，发现靛玉红有不止一个靶分子，因而就有几个方面药理作用，现归纳如下：

2.1 抑制细胞周期素依赖性激酶（CDKs）的作用，从而导致对肿瘤细胞增殖的抑制[9]，与上述研究结果，即抑制DNA合成和Ph+细胞百分比下降相一致。

2.2 促进HL-60白血病细胞分化成为噬中性粒细胞[10]。与我们对靛玉红治疗致CML Ph+细胞SCE率下降的结果相符。

2.3 通过特异性地抑制受体FGFR1的自动碱酸化，阻断受体信号介导，从而抑制NIH3T3细胞的增殖[11]。这些结果解释了靛玉红突出的缩脾作用，因为CML脾脏有大量早幼和中晚幼粒细胞，可能还有大量成纤维细胞增殖。

3 FGF和FGFR在白血病等癌症发展中的作用

靛玉红诸多药理研究中，我们认为，最重要的在于发现靛玉红对FGFR1的作用。

3.1 FGFR1在白血病发病中的作用[12]

已知累及到8p11～12的易位同急性髓细胞白血病和骨髓增殖性疾病（myeloproliferative disorders，MPD）有关。这类MPD患者的特点是骨髓过度增生，外周血中嗜伊红红血球增多，以及B或T细胞淋巴瘤，并在诊断后1年进间内发展为髓系白血病。与MPD相关的易位常累及FGFR基因所在的8p11.1～11.2，编码一个酪氨酸激酶受体，后者正常情况下受FGFs的活化。迄今为止，已有发现5个这样的易位，导致锌指198（ZNF198）与FGFR1的融合，其融合蛋白是结构性活化的酪氨酸激酶，能转化Ba、T-3小鼠造血细胞，这些发现表明，FGFR1酪氨酸激酶的活化及它的下游通道在由FGFR1融合蛋白诱导的MPD发生中起关键作用，且应用其小分子抑制剂治疗有效。

3.2 从FGF信号转导看前列腺癌发病中上皮/基质之间的互动[13-15]

人们相信，FGF族的成员，通过上皮和基质之间信号转导在器官发育和肿瘤发生中起关键作用，已有两项研究显示，在前列腺肿瘤发生中，上皮和基质之间FGF信号转导的失调导致肿瘤发展，并促成上皮一间充质之间的转换。提示对FGF受体的抑制将对前列腺肿瘤有治疗价值。

3.3 FGFR可作为甲状脾癌治疗的靶分子[16]

已知FGFRs表达于甲状腺癌。这些配体信号是通过4个具有高度亲和力的酪氨酸激酶活性受体（FGFR1-4）来传导的。每个受体都含有3个免疫球蛋白（Ig）样的胞外区、跨膜区和胞内区。后者包含一个剪切的酪氨酸激酶区和C末端。与上皮生长因子受体（EGFR）相似。Rosanne等的研究证明，FGFR可作为甲状腺癌治疗的靶分子。

目前认为，受体细胞内TPK区域在传递和放大配基结合反应，以及引起细胞内各信号通路活化方面是最为关键的。虽然信号转导机制目前仍不十分清楚，但受体TPK活化似乎是生长因子结合膜受体后第一个细胞内效应。各种受体TPK区氨基酸序列高度保守，其同源范围长达725个氨基酸。这也说明该区域对受体的重要性。其中有一段最敏感的序列，其功能是结合ATP。此外还有一个酪氨酸自动碱酸化区，配基与受体结合之后受体会被自动磷酸化。酪氨酸磷酸化可能调节激酶活性，影响底物和激酶的相互作用，包括受体传导有丝分裂反应。而EGFR和FGFR1之间可能协同作用，共同导致肿瘤细胞快速增殖、浸润和转移。

3.4 基底FGF表达同口腔扁平细胞癌（OSCC）的浸润和转移[17]

肿瘤细胞与宿主基质之间的相互作用在实体瘤发展中起重要作用。特别是肿瘤细胞与其周围成纤维细胞通过它们产生的细胞因子进行互动。这些被认为累及到肿瘤的浸润。基底成纤维细胞生长因子（bFGF）是与成纤维细胞活化密切相关的细胞因子，它可能由很多类型细胞所产生。业已证明，肿瘤细胞bFGF和FGFR1的表达与OSCC的浸润和转移相关。

[1]杨天楹.靛玉红治疗314例CML的临床研究[J].中华血液学杂志,1980,1(3):132-135.

[2]杨崇礼,李来全,郝玉书,等.白血病前期64例治疗的体会[J].天津医药,1987,15(2):95-97.

[3]吴冠芸,方福德,刘敬忠,等.靛玉红治疗CML疗效原理研究[J].中华医学杂志,1980,60(8):451-454.

[4]吴冠芸.体外靛玉红对动物可移植性肿瘤细胞和正常增殖细胞核酸蛋白质合成的影响[J].中国科学(B辑),1982,5(4):436.

[5]刘敬忠,吴冠芸,高百经,等.靛玉红(Ⅲ号)衍生物抑癌作用原理研究[J].中国医学科学院院报,1984,6(6):402.

[6]冯宝章,钱林生,杨天楹,等.CML骨髓细胞SCE及其对靛玉红治疗的反应[J].中国医学科学院院报,1984,6(4):308-310.

[7]Popescu NC,Amsbaugh SC,DiPaoto A,et al.Relationship of carcinogen induced sister chromatid exchange and neoplastic cell transformation[J].Int J Cancer,1981,28(1):71-77.

[8]冯宝章,张云华,曹三星,等.正常骨髓的细胞分化与SCE值[J].遗传,1984,8(4):30-32.

[9]Perabo FG,Frossler C,Landwehrs G,et al.Indiruni-3'-monoxime,a CDK Inhibitor Induces Growth Inhibition and Aprotosis-Independent Up-regulation of Survivin in Transitional Cell Cancer[J].Anticancer Res,2006,26(13):2129-2136.

[10]Suzuki K,Adachi R,Hirayama A,et al.Indirubin,a Chinese antileukemia drug,promotes neutrophilic differentiation of human myelocytic leukemia HL-60 cells[J].Bri J Hematol,2005,130(5):681-690.

[11]Zhen Y,Sorensen V,Jin Y,et al,Indirubin-3' -monoxime inhibits autophosphorylation of FGFR1 and stimulates ERK1/2 activity via P38MAPK[J].Oncogene,2007,26(44):6372-6385.

[12]Chen J,DeAngelo DJ,Kictok JL,et al,PKC412 inhibits the Zinc fi nger 198-fibroblast growth factor receptor1(FGFR-1) fusion tyrosine kinase and is active in treatment of stem cell myeloproliferative disorder[J].PNAS,2004,101(40):14470-14484.

[13]Abate-Shen C,Shen MM.FGF-signaling in prostate tumorigenesis–new insights into epithelial-stromal interactions[J].Cancer Cell,2007,12(6):495-497.

[14]Acevedo VD, Gangula RD, Freeman KW,et al.Inducible FGFR-1 activition leads to irreversible prostate adenocarcinoma and an epithelial-to-mesenchymal transition[J]. Cancer Cell 2007,12(6):559-571.

[15]Memarzadeh S,Xin L,Mulholland DJ,et al.Enhanced paracrine FGF10 expression promotes formation of multifocal prostate adenocarcinoma and an increase in epithelial androgen receptor[J].Cancer Cell,2007,12(6):572-585.

[16]St Bernard R,Zheng L,Liu W,et al. Fibroblast growth factor receptors as molecular targets in thyroid carcinoma[J].Endocrinology,2005,146(3): 1145-1153.

[17]Hase T,Kawashiri S,Tanaka A,et al.Correlation of basic fi broblast growth factor expression with the invasion and the prognosis of oral squamous cell carcinoma[J].J Oral Pathol Med,2006,35(3):136-139.