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中药逆转肿瘤多药耐药的潜力

2012-08-15任思璇

中药与临床 2012年5期
关键词:耐药性耐药中药

任思璇

恶性肿瘤是危害人类生命健康的重大疾病,化学药物治疗仍然是其主要治疗手段之一。但化疗可使肿瘤细胞产生耐药性,即对某一特定药物、某一特定肿瘤和某一特定宿主所表现的综合特征,尤其是多药耐药(multi-drug resistance, MDR)的产生,是导致化疗结果失败的主要原因。长期以来这种交叉耐药现象就是肿瘤化疗过程中的一个棘手问题,也是恶性肿瘤治疗的一大障碍。因此,逆转肿瘤的MDR有重大临床意义。现有研究生物碱类等揭示开发中药肿瘤多药耐药逆转剂可表现出较好的临床应用前景。以下综述从中药多药耐药机制、中药复方和单味中药以及提取的有效成分与中西药结合对抗肿瘤逆转治疗的研究进展,并根据中药的特点提出进一步深入研究的思路。

1 肿瘤的化疗与多药耐药机制

临床上化学药物是治疗肿瘤的主要手段。肿瘤化疗药物是以细胞毒性药物为主,通过不同途径干扰肿瘤细胞的增殖、诱导其凋亡而发挥控制肿瘤生长的作用。但通常化学药物的作用机制比较单一,并且选择性不高,毒性较大。一种肿瘤对一种药物产生耐药性是肿瘤细胞和药物的相互作用的过程中,在肿瘤细胞对一种抗肿瘤药产生耐药性后,对结构、作用靶点与作用机制不同的抗肿瘤药产生交叉耐药,这种现象叫做多药耐药。

2 肿瘤产生耐药性的方式

mdr1基因是人类肿瘤的多药抗药基因,肿瘤细胞产生多药耐药性的重要原因是由其编码的P-糖蛋白的外排药物功能所致[1]。

目前基本明确的耐药方式有以下几种:①通过调节与肿瘤细胞凋亡相关的基因,使其异常表达来实现耐药性。如p53基因可调节mdr1基因的表达,p53基因突变与mdr1过度表达及抗药性密切相关[2~3];ras的活化对mdr1的影响直接影响了多药耐药性表现;bcl-2的高表达能明显抑制肿瘤细胞的凋亡,导致肿瘤细胞对多种化疗药物耐药。②通过诱导参与完成细胞周期的基因的表达活性,使药物的作用减弱。如细胞毒药物在细胞内的蓄积不减少,ToPoⅡ表达水平下降、活性减低或基因突变,可使抗肿瘤药的靶点减少或丧失[4],从而使细胞产生耐药。③通过激素受体量和亲和力改变、DNA损伤修复能力增强,使肿瘤细胞细胞增殖,也可以导致耐药性发生。④改变与肿瘤新生血管形成以及肿瘤坏死因子(TNF)、白介素-2(IL-2)等有关的细胞因子,使细胞膜糖蛋白异化,增强肿瘤细胞的浸润、转移,从而实现其耐药性。

3 中药逆转肿瘤多药耐药机制

3.1 诱导肿瘤细胞凋亡

p53、bcl-2、C-myc、Ras等是参与凋亡的主要基因,中药制剂可通过上或下调肿瘤细胞中p53蛋白抑制基因编码和促凋亡基因bcl-2、C-myc的活性[5]以及通过促进细胞凋亡通路cAMP-PKCA信号传导通路有关的抑癌基因p16、p21、pRb的表达[6]诱导细胞凋亡。如鲨鱼软骨制剂可通过下调bcl-2表达水平诱导人肝癌细胞凋亡[7]。

3.2 逆转肿瘤细胞的分裂、复制

DNA复制过程中必须有ToPo酶参与,某些中药制剂作用与S期,抑制TOPOI[8]修复DNA的能力,使DNA发生不可逆断裂,导致细胞周期中断,肿瘤细胞凋亡,如喜树碱及其类似物。此外,大剂量的槐定碱[9]也会抑制肿瘤细胞DNA复制,干扰RNA转录、翻译,从而导致核酸合成蛋白质受到相应的影响,进一步导致癌细胞凋亡。

3.3 破坏肿瘤的细胞周期

中药也能使细胞周期停滞于G0-G1期,通过干预和调节细胞周期而发挥抗肿瘤作用[10],如雷公藤内酯醇。另外端粒酶具有重新合成端粒重复序列的功能[11],EGCG通过抑制端粒酶的重新激活来逆转肿瘤细胞增殖作用。

3.4 抑制肿瘤细胞的侵袭和转移

肿瘤转移过程中,其细胞要多次穿过基底膜和细胞外基质,所以二者的降解过程是转移步骤的关键。研究表明中药成分如蜜柑黄素能抑制对基底膜和细胞外基质降解的蛋白水解酶—金属蛋白酶的表达[12],来防止细胞的浸润和转移。

3.5 增加细胞能药物浓度

通常药物作用与肿瘤时,细胞内药物浓度都不高,并且由MDR1基因编码的P-gp具有外排药物的功能,降低药物在细胞内的浓度,所以抑制P-gp的表达是逆转多药耐药的基础。槲皮素抑制P-gp药泵的活性,增加肿瘤细胞内药物浓度来杀伤肿瘤细胞使其失活。

3.6 增强身体免疫力

药物作用与肿瘤细胞通过诱导淋巴细胞产生细胞因子如IL、TNF等来促进机体的免疫调节。如华蟾素能促进脾淋巴细胞分泌白细胞介素(IL- 2),增强LAK细胞杀伤活性,增强机体对肿瘤细胞的免疫功能而实现其抗癌目的[13]。

4 中药逆转肿瘤多药耐药的潜力

中药的特色是通过多成分、多靶点的整体调控作用来系统地纠正疾病造成的机体失衡。中药在治疗多基因、多因素引起的某些复杂疾病方面相对西药有独到优势,下面从以下方面来综述。

4.1 中药复方

苏开仲等[14]将复方鲨鱼软骨素和其拆分组分分别对移植S180肉瘤的昆明小鼠进行灌胃实验研究,发现复方与对照组比较后对肿瘤抑制率达到80.2%~65.6%远高于分拆组分抑制率。实验结果说明复方鲨鱼软骨素具有显著的抗肿瘤作用,中药复方与鲨鱼软骨素具有明显的协同增效作用。研究表明鲨鱼软骨活性物质能活化NK细胞及巨噬细胞以激活机体的免疫系统来增强攻击癌细胞的力度[15],同时能活化巨噬细胞,提高免疫力,刺激机体白细胞分泌TNF[16],这说明中药复方在辅助治疗肿瘤上能逆转机体的免疫力下降。鲨鱼软骨素中的有效成分还具有内皮细胞特异性[17],可以抑制血管内皮细胞表面血管生长因子(VEGF)及使其受体表达减弱,由此可以推测出其能抗肿瘤的另一因素是能对新生血管生长起抑制作用[15]。

4.1.1 中药单体 人参皂苷Rg3是从红参中微量提取的中药单体,实验证明Rg3能抑制动物体内肿瘤的生长、浸润和转移[18]。陈俊霞等[19]就人参皂苷Rg3诱导乳腺癌细胞系MCF-7凋亡进行了实验研究。实验结果显示高浓度的Rg3处理细胞产生明显的细胞毒性作用而导致细胞凋亡;当浓度在37.5μg﹒mL-1~600μg﹒mL-1之间时细胞增殖被抑制;用150μg﹒mL-1的Rg3处理后的MCF-细胞可见典型的凋亡细胞形态,S期和G2-M期的细胞比率增加,而G0-G1期则下降。由此可见Rg3抑制肿瘤细胞增殖且在细胞周期和诱导凋亡以及通过引起细胞形态的改变来逆转肿瘤细胞的浸润及转移等方面的效果突出。

潘洪明等[20]给移植性腹水型肝癌(HepA)昆明种小鼠按体重1mg﹒Kg-1肌注猪苓多糖,观察P16、Rb、TNF-α的表达,统计显示表达显著差异。猪苓多糖作用后小鼠HepA瘤细胞Rb、P16基因的表达增强,激活TNF-α的表达,启动细胞周期的负反馈系统,从而组织细胞无限从G1期进入S期,抑制细胞增殖失控。因此猪苓多糖能逆转肿瘤细胞内Rb、P16基因及TNF-α表达的下降来逆转MDR。

4.1.2 中药提取物 槲皮素是从槲树皮中提取的黄酮类化合物。有研究表明非毒性剂量的槲皮素可抑制细胞P-gp的药泵活性,增加肿瘤细胞内药物积聚,逆转肿瘤细胞MDR。乔氏[21]以人白血病细胞系K562及耐药细胞系K562/A02为实验对象,采用MTT法检测细胞毒性,流式细胞仪检测P-gp表达水平。结果表明较高浓度的槲皮素能明显增强化疗药物对细胞的毒性,降低P-gp表达的水平,由此显示槲皮素能逆转K562/A02细胞耐药性。滕氏[22]利用蒽环类抗生素固有的荧光,通过共聚焦激光扫描显微镜观察槲皮素作用后DNR在耐药细胞K562/ADR内亚细胞结构分布的改变,发现在K562/ADR细胞内DNR在耐药细胞中不同于在敏感细胞株K562/S细胞核、胞浆均匀分布而显示出异常,而槲皮素正能逆转DNR的这种与肿瘤细胞耐药的形成有关的异常分布。

黄建等[23]以大肠癌HT-29为研究对象,用苦参碱进行细胞培养,测定PGE2、COX-2基因、COX-2蛋白表达。结果推断出苦参碱能显著抑制COX-2 mRNA表达水平、PGE2的合成及COX-2蛋白的表达。而COX-2与消化系肿瘤特别是大肠癌的发生相关,并可能是药物预防大肠癌发生的一个重要分子靶点。因此苦参碱有逆转COX-2的过度表达发挥其抗肿瘤的作用,并且可能具有特异、低毒、临床应用不良反应较少等优点。另有研究证明苦参碱可使实体瘤细胞系如胃癌和肝癌细胞发生凋亡[24~25],明显减少用二乙基亚硝胺(DEN)喂饲大鼠诱发肝癌的癌节数目和大小[26],也表明苦参碱具有一定的肿瘤预防作用。

4.2 中药逆转多药耐药的前景

中医药是中华民族几千年文明和临床实践积累的瑰宝,但限于其生产的历史背景,也不可避免地在某些方面存在时代的局限性。中药现代化、国际化是中药顺应时代发展的必然趋势,也是研发逆转肿瘤多药耐药中药制剂的方向。

4.2.1 中西药结合的优势 近年来,药品种类繁多,随着临床医学的逐渐发展,尽管属于不同体系的中药、西药往往需要合用,特别是各综合医院,中西医结合治疗已经成为我国治疗肿瘤的一大优势。表现出明显的协同作用的中西药的有机结合使用,可互相取长补短,标本兼治。王加保等[27]用参麦注射液用于胃肠道肿瘤术后化疗过程中白细胞水平下降,有较强的拮抗作用,而且不良反应减轻。胃癌晚期有不同程度的脾胃气虚、气血两虚,在其治疗过程中将辩证施治与抗癌、扶正、驱邪结合起来是提高疗效的重要措施[28]。如抗肿瘤药氟尿嘧啶和环磷酰胺,常会引起恶心、呕吐等胃肠道反应,若加入海螵蛸粉、白及粉,不仅能止血消肿,还能保护胃粘膜,现已将氟尿嘧啶、环磷酰胺、鲨肝醇、奋乃静、白及,海螵蛸粉配合组成片剂,临床上用于治疗消化道肿瘤有较好的疗效[29];又如呋喃唑酮与甘草合用治疗肾盂肾炎,既可防止胃肠道反应,又可保留呋喃唑酮的杀菌作用[30]。因此,中药在对肿瘤放化疗过程中的应用中凸显了重要的地位,也是提高疗效、减轻病人痛苦的重要措施之一。

4.2.2 中药较西药的优势 从分子水平上讲,西药和中药它们的作用途径都很相似,都是通过逆转机体内某些调控细胞凋亡的基因、蛋白的异常表达或增加细胞内药物浓度来发挥抗肿瘤的作用。但不同的是西药抗生素为单体成分,结构明确,对肿瘤作用机制很明确,但往往一种化学药品只有一种作用途径,同时具有选择性低、作用广泛、作用靶点单一、毒性作用较大等特点。因此对正常细胞的杀伤作用也非常强,机体免疫功能损害明显,常常导致变异的病原体产生耐药菌株。而中药因多方复方,其药物成分极为复杂,多味性、多归经和中药分子的多种性显示了中药多作用靶点、多环节、多作用途径及广泛的生物活性抑制了肿瘤的发生、发展与转移,并且中药毒副作用较小,能整体上提高机体免疫能力。可针对多药耐药机制复杂的特点寻找高效、低毒、多靶点的逆转剂,使变异的病原体也很难在这一复杂的抗菌氛围中寻找到生存之路,这将是中药的一特大优势。

4.2.3 中药逆转多药耐药的展望 肿瘤临床耐药是数种机制参与的,只对单一机制起逆转作用的逆转剂难以发挥显著的临床效应。随着中医药现代化、科学化和国际化的发展,中医药得到了越来越多的肯定,并且发挥了越来越重要的的作用,加之严重不良反应较少,又可以长时间服药,具有巩固疗效、防止复发以及全身调整的作用,因此受到医药学界的广泛关注[31]。目前从天然药物中寻找新的抗肿瘤药物已成为医药界的研究热点,从分子生物学角度,利用分子生物技术,研究中医药治疗肿瘤的机制是目前研究的热点,中药在逆转肿瘤多药耐药方面具有很大的潜力和很好的前景。值得注意的是我们需要用临床应用的思想来指导中药在逆转肿瘤多药耐药性的研究,最终要回归到临床应用上。

5 结语

随着肿瘤生物学及相关学科的飞速发展,抗肿瘤药物的研发理念也发生了重大转变。新型抗肿瘤药要不同于传统细胞毒药物选择性差、不良反应多、易产生耐药性等特点,应达到高选择性、低毒性的治疗效果。据中国抗癌协会副理事长唐步坚介绍,目前在我国30岁到60岁的人口中,恶性肿瘤是第一位的死亡原因,而且发病呈年轻化趋势,由此看来抗肿瘤药物的研发任重而道远。在此呼吁更多的医药工作研究者深入地研究中药,利用自己的优势开发出具有我国自主知识产权的耐药逆转剂,更加促进中药的现代化和国际化探讨中药逆转肿瘤多药耐药的潜力与优势,期待中药为临床防治逆转肿瘤细胞多药耐药迎接一个新的时代,开辟一片更加光明的天地!

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