三氧化二砷治疗肝癌的研究进展

邱从坤 陈国硕 王忠富 周志鹏 汤日杰

·综述·

三氧化二砷治疗肝癌的研究进展

邱从坤 陈国硕 王忠富 周志鹏 汤日杰

三氧化二砷（As2O3）是一种致癌剂，同时又具有抗肿瘤作用。临床已证实As2O3能有效治疗急性早幼粒细胞性白血病，有关As2O3治疗肝癌的临床研究报道越来越多，本文将对As2O3抗肝癌作用的基础理论和临床研究进展予以综述。

三氧化二砷； 癌，肝细胞

三氧化二砷（As2O3）是一种致癌剂，又是一种作用广泛的药物，可用于治疗一些皮肤病及肿瘤。微量As2O3可使哺乳动物的染色体交换、DNA降解，具有致癌和致畸的作用，导致慢性中毒；As2O3也可导致急性中毒，口服中毒剂量为10～50 mg，致死剂量为60～200 mg。但一定剂量的As2O3却有一定的生物学效应，如抑制肿瘤的增殖。As2O3是治疗急性早幼粒细胞白血病（acute promyelocytic leukemia，APL）的理想药物[1]，它对某些肝癌细胞亦有明显的生长抑制及诱导凋亡作用[2]。现将有关As2O3抗肝癌作用的研究做一综述。

抗肝癌作用的基础实验研究

一、As2O3对体内、体外肝癌细胞的抑制作用

刘琳等[3]以正常人肝细胞株L-0为对照，观察不同浓度As2O3对肝癌细胞株的影响，发现其对肝癌细胞株具有明显的生长抑制作用，且与剂量和时间相关。邓志华等[4]研究发现1～2 μmol/L的As2O3对肝癌细胞的生长有显著抑制作用，随时间的延长抑制作用明显增加，而1 μmol/L的As2O3对正常肝细胞的影响最小，1 μmol/L的As2O3作用于肿瘤细胞5天开始出现凋亡，10～12天全部凋亡。

陈惠英等[5]研究了As2O3对小鼠移植性肝癌的抗癌作用，以2.0mg/(kg·d)和3.5 mg/(kg·d)的As2O3小鼠尾静脉给药，连用7天。两个剂量都可有效抑制皮下实体瘤组织的生长或延长腹腔积液瘤鼠的生存时间，其作用具有一定剂量效应关系。蔡洪培等[6]研究发现As2O3能抑制肿瘤并对腹腔荷瘤裸鼠具有抗恶病质的效应，观察到用药荷瘤鼠生存时间明显延长，其作用呈现明显的剂量-效应关系，不良反应也较少。

二、As2O3抗肝癌作用机制的实验研究

1.诱导肝癌细胞凋亡作用：这可能是As2O3的抗肝癌作用之一。刘湘国等[7]发现经As2O3作用后的BEL-7402人肝癌细胞，在琼脂糖凝胶电泳中出现了典型的DNA凋亡条带，用流式细胞仪检测出了典型的凋亡峰，电镜下观察到了典型形态学改变：核仁消失，染色质浓缩、碎裂，聚于核膜边缘并可见凋亡小体形成。

傅美丽等[8]认为As2O3诱导肝癌细胞凋亡后，大量基因包括与抗氧化损伤、线粒体跨膜运输、核糖体蛋白L37基因、细胞骨架系统相关的基因，这些基因大多与As2O3参与处理肝癌细胞后的应激反应和细胞凋亡过程，可见细胞凋亡是一个有多基因参与调控的复杂过程。

As2O3诱导凋亡可能通过改变bcl-2、bax的表达以及两者之间的比率来实现的。As2O3可上调肝癌细胞凋亡促进基因bax和Fas的表达，下调凋亡抑制基因bcl-2表达，使bcl-2/bax比率下降[3]。苏颖等[9]研究发现一定浓度的As2O3可影响细胞周期动力学，使SMMC-7721肝癌细胞阻滞于G2～M期，阻止细胞有丝分裂，从而延长细胞周期时间，使细胞发生凋亡。As2O3的主要作用位点是细胞内的巯基成分，它使细胞内含巯基成分的酶系统失活，造成细胞的毒性反应，也可直接与蛋白质的巯基结合，使蛋白质失活而凋亡，合适的剂量对正常肝组织不会产生明显的诱导凋亡作用[10]。

2.抑制肝癌细胞的增殖：研究表明，在体内外应用高剂量的As2O3作用于人和小鼠肝癌细胞株，均可抑制癌细胞的增殖，可见到部分肝癌细胞出现破碎、坏死等形态学改变，提示As2O3对肝癌细胞具有一定细胞毒性，且在正常细胞和癌细胞间具有选择性[3]。Makoto等[11]研究再一次证实As2O3的抗肿瘤增殖作用，As2O3对SK-Hep-1、Hep-G2、HuH7肝癌细胞均有抑制作用，且呈时间-剂量依赖关系，尤其对HuH7肝癌细胞抑制作用较强，在2.0 μmol/L As2O3时抑制率达50%以上。

3.抗血管生成作用：最新研究证实，血管形成是恶性肿瘤生长、浸润和转移的形态学基础，且与肿瘤的预后密切相关。Barchawsky等证实，用低剂量的As2O3处理内皮细胞后，可明显抑制其生长。而血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是作用最强、特异性最高的可溶性促血管生成因子。陈惠英等[3]用SP染色法对As2O3影响人肝癌细胞株VEGF表达进行研究时发现：人肝癌细胞株Bel-7420在未加入As2O3时，VEGF表达强阳性，对比组加As2O3处理48 h后，VEGF表达降至弱阳性，说明VEGF表达明显受到As2O3抑制。

4.抑制端粒酶的活性：端粒酶是位于线性染色体末端的特殊的染色质结构，在细胞连续分裂的过程中，由于DNA滞后链末端的不完全复制致使端粒不断丢失，染色体逐渐缩短而失去稳定性导致细胞死亡。有研究报道As2O3作用于肝癌细胞后，其细胞端粒酶活性改变，实验证实当1.0 μmol/L的As2O3作用于肝癌细胞株HCC-9204，48 h后可明显降低肝癌细胞的端粒酶活性。樊华等[12]报道，3.5 mg/kg As2O3静脉给药48 h后可完全抑制小鼠荷肝癌组织的端粒酶活性，而5-FU对照组的荷瘤组织内端粒酶未见抑制。

5.改变肿瘤多药的耐药性：随着药物的大量重复滥用，大多数药物存在耐药的问题，因此，耐药问题成为临床上应用化疗途径治疗恶性肿瘤所面临的一个重要问题，找到合适的多药耐药逆转剂被作为逆转多药耐药性的主要突破口。许晓巍等[13]研究发现As2O3对表达多药耐药基因mdr1的白血病耐药细胞株K562-n/VCR具有明显的诱导凋亡及抑制生长作用。李贺等[14]指出，As2O3剂量在0.25 mg/L以下时对HepG2/ADM和HepG2耐药细胞株的抑制率均＜15%，半数抑制率的剂量分别为1.34 mg/L和1.02 mg/L，无细胞毒剂量为0.2 mg/L，能部分逆转HepG2/ ADM细胞对多柔比星、丝裂霉素、顺铂、5-氟尿嘧啶的耐药性，同时能使HepG2/ADM细胞内多柔比星浓度明显增加，MDR1表达下降。

6.激活免疫系统：As2O3使肝癌细胞分泌的免疫抑制物减少，NK细胞活性提高，CD4细胞含量增加，巨噬细胞活性增强，从而改善机体的免疫功能。唐印华等[15]研究证实，As2O3能提高肝癌小鼠的CD4+含量和CD4/CD8的比值，从而能够提高机体的细胞免疫功能。

对相关实体瘤治疗的实验研究

有关应用As2O3对小鼠皮下种植性肝癌及VX2兔肝癌模型治疗的研究越来越多。如瞿旭东等[16]观察介入导入As2O3微球对VX2兔肝肿瘤模型的治疗作用，结论显示动脉灌注组、As2O3PLGA微球栓塞组、PLGA空白微球组、对照组的瘤体体积测量结果示微球栓塞组效果最好。沈宜等[17]探讨As2O3联合小鼠肝癌(H22)源exosome对小鼠皮下种植性肝癌(H22)模型的抗瘤作用，结果证实与空白成瘤对照组比较，As2O3组、As2O3与exosome联合组的肿瘤生长明显放缓(P＜0.05)，抑瘤率分别为44.58%和66.27%。Bing等[18]研究表明应用As2O3治疗肝癌实体瘤小鼠的瘤体重量可见明显减少，特别是1 mg/kg时(P＜0.01)，并证实1 mg/kg时肝癌细胞生长受到明显抑制，肝癌细胞出现广泛凋亡，G0/G1期肿瘤细胞明显增多,VEGF表达降低等改变。

肝癌治疗多方法的临床研究

一、单药治疗的研究

1.静脉滴注：江伟等[19]使用As2O3注射液7～8 ml/m2分别加入生理盐水或5%葡萄糖液500 ml静脉滴注，1次/天，连用14天，间歇2周为1个周期，至少使用2个周期，客观有效率10%。临床受益疗效：疼痛缓解阳性率为50%，70%患者生存质量提高，行为状态阳性率为60%，体重变化阳性率为40%。治疗后血清AFP下降，治疗前后比较有显著性差异(P＜0.05)。毒副反应主要表现为Ⅰ～Ⅱ度胃肠道反应和血液学毒性。林志宇等[20]通过观察As2O3治疗中晚期原发性肝癌的研究中，单药应用As2O310 mg/d加入生理盐水静脉滴注，连续14天为1个周期，间歇2周，至少使用2个周期，客观有效率12%。临床受益疗效：疼痛缓解率为82.7%，81.8%患者生存质量提高。主要不良反应是Ⅰ～Ⅱ度胃肠道反应和血液学毒性，轻度肝功能损害。大量的临床研究证明周期性的静脉使用适量的As2O3对肝癌具有较好的疗效，不良反应少，是用药的较佳选择。

2.动脉灌注：有关As2O3灌注联合栓塞治疗肝癌的报道颇多。如崔书中等[21]有关使用As2O3持续区域肝动脉灌注治疗肝癌的研究，将55例手术不能切除的非晚期原发性肝癌患者，随机分为两组：As2O3治疗组（采用连续区域灌注As2O3）和对照组（采用TACE)。两组的总有效率差异无统计学意义；治疗组的肿瘤复发率和1年生存率高于对照组。As2O3治疗组较对照组不良反应少，未见不可逆不良反应。侯毅斌等[22]探讨了As2O3在中晚期原发性肝癌介入治疗的作用，将126例患者分成As2O3加超液化碘油栓塞（观察组）和表阿霉素加超液化碘油栓塞（对照组）。结果显示观察组总有效率74.6%，对照组总有效率39.7%，明显看出As2O3介入治疗后总有效率明显提高。治疗中出现的不良反应为骨髓抑制、恶心呕吐、发热、肝肾损伤等，采取措施后可有效缓解。As2O3肝动脉灌注化疗栓塞术治疗肝癌，疗效确切，不良反应较轻，值得临床推广应用。

3.动脉灌注联合静脉滴注：As2O3动脉灌注联合静脉滴注治疗原发性肝癌的临床应用研究报道也较多。如宛新安等[23]使用As2O3动静脉联合应用配合TACE治疗中晚期原发性肝癌，将50例中晚期肝癌患者随机分成As2O3联合TACE治疗组(试验组)和单纯TACE治疗组(对照组)，两组实体瘤近期疗效比较差异无统计学意义。试验组在改善生活质量方面显著优于对照组。两组血清AFP下降率比较差异无统计学意义。表明As2O3动静脉联合应用配合TACE治疗中晚期原发性肝癌疗效确切，可提高患者的生活质量。

王淑世等[24]观察TACE联合As2O3治疗原发性肝癌的近期疗效。将9l例中晚期原发性肝癌患者采用常规化疗药物经皮肝动脉栓塞治疗，每4周重复，同时给予As2O3注射液10～15 mg静脉滴注，每日1次，连用14天，每4周重复为1个疗程，2～3个疗程后观察疗效，TACE联合静脉注射As2O3治疗中晚期原发性肝癌近期疗效较好，不良反应少。

二、多药物及多学科联合治疗的研究

肿瘤的难治性始终是医学大难题，因此肿瘤的多药物、多学科联合治疗在一定程度上能提高治疗疗效。如胡琴等[25]进行了TACE联合As2O3治疗原发性肝癌的临床研究，筛选经病理、影像学诊断及AFP值证实的原发性肝癌患者53例，治疗组28例采用TACE联合As2O3(奥沙利铂150 mg+氟尿嘧啶1.5 g+表柔吡星50 mg+超液化碘油10～20 ml+ As2O310～20 mg)的治疗方案，对照组25例采用单纯TACE治疗(奥沙利铂150 mg+氟尿嘧啶1.5 g+表柔吡星50 mg+超液化碘油10～20 ml)的治疗方案，分别评价近期疗效、远期疗效、AFP变化、毒副反应和生活质量。As2O3联合TACE治疗原发性肝癌能提高1年及1.5年生存率，不良反应较少。

多学科的联合治疗不仅可提高疗效，还可减少用药，减轻治疗的不良反应。在肝癌的多学科联合治疗中，常见的有局部放疗联合As2O3的治疗方案。尹卫华等[26]观察了不同剂量的As2O3静脉滴注联合适形放疗治疗中晚期原发性肝癌的临床疗效。将60例中晚期原发性肝癌患者随机分为四组，每组15例，对照组仅进行体外适形调强放射治疗；A组给予As2O35 mg静滴联合三维适形放疗；B组给予As2O3 10 mg静滴联合三维适形放疗；C组给予As2O315 mg静滴联合三维适形放疗。对四组疗效、生活质量、不良反应以及生存期进行比较。结果显示小剂量(5 mg) As2O3静脉滴注联合三维适形放疗治疗原发性中晚期肝癌效果好，不良反应少。

安全性及不良反应

正常人口服As2O3的中毒剂量为10～50 mg，致死剂量为60～200 mg。静脉注射As2O3的剂量一般为10 mg/d，4周为1个疗程，属于低毒范围。不良反应包括皮肤瘙痒、紫斑、粗糙、腹胀腹泻、恶心呕吐等，患者大多可耐受或经对症治疗而消失，无明显的心、肺、肾等重要脏器的损害，处理后多可恢复。钱军等[27]在30个月内用As2O3注射液治疗l例肝癌患者累积剂量已达3850 mg，有的白血病患者长期用药，累积剂量高达6000 mg，仍未出现明显的慢性砷中毒，这可能与其静脉滴注后迅速与红细胞内血红蛋白结合、在血浆内分布较快并可直接从肾脏排出有关。崔书中等[21]报道肝癌患者20 mg As2O3肝动脉连续灌注7天，且治疗4个周期以上，亦未见明显的不可控的毒副反应出现。

存在的问题以及应用前景

近年来许多学者对As2O3抗肝癌的机制方面进行了多方面、多层次的研究，且大部分认为As2O3诱导肝癌细胞凋亡是其最主要的机制，但在诱导肝癌细胞凋亡的途径上仍存在较大差异，少数研究结果甚至相反，故有关机制仍需进一步研究。在临床应用方面，虽已有As2O3通过静脉、灌注以及联合使用，并有与放疗等其他肿瘤治疗手段联合应用治疗肝癌的临床报道，基本确定了适量的As2O3单用或联合使用均可对肝癌治疗产生明显的治疗效果，且其毒副反应相对不明显，处理后多可恢复。目前对As2O3在肝癌治疗的不同方案的药量仍然缺乏一个可参考的标准。若能找到药物剂量与疗效及毒副反应间的平衡点，便能更好地指导临床治疗，且目前仍缺少大样本随机、双盲、对照实验研究，也未有对As2O3能否提高患者生存期的随访研究，以更好地评价其治疗效果。

原发性肝癌是我国常见的恶性肿瘤，发病率高，早期确诊首选手术治疗。由于肝癌发病隐蔽、生长快，大部分确诊时已属于中晚期，失去手术机会。中晚期肝癌的治疗方法较多，主要以介入治疗及中医药及化疗为主。因此As2O3为肝癌的临床治疗提供了一条新的可行途径，临床应用前景极其广阔。

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（本文编辑：黄强）

10.3877/cma.j.issn.2095-5782.2015.01.012

510095 广州医科大学附属肿瘤医院放射科（邱从坤、陈国硕、王忠富、周志鹏、汤日杰）

汤日杰