大蒜提取物抗肿瘤作用在动物及临床试验中的研究进展

周 琪，刘跃欣，闫金银，胡万宁

(河北联合大学附属唐山市人民医院乳腺外科三1、头颈科2、胃肠外科3、头颈科4，河北 唐山 063001)

大蒜提取物抗肿瘤作用在动物及临床试验中的研究进展

周 琪1，刘跃欣2，闫金银3，胡万宁4

(河北联合大学附属唐山市人民医院乳腺外科三1、头颈科2、胃肠外科3、头颈科4，河北 唐山 063001)

细胞学试验证实了大蒜提取物可通过诱导肿瘤细胞凋亡、阻滞肿瘤细胞周期、抗氧化、调节致癌代谢物等途径抑制多种肿瘤细胞的生长。为了使大蒜提取物进入临床应用，大量的动物试验及临床试验也相继展开。本文将总结关于大蒜提取物在各种肿瘤体内试验及临床试验中的研究进展。

大蒜；抗肿瘤作用；动物试验；临床试验

大蒜属百合科葱属，一种古老的药用植物，常食之可祛湿抗毒、强身健脾。近些年研究，大蒜的活性成分具有抗菌消炎、降低血脂预防心血管疾病、提高免疫力、抗氧化等多方面的功效[1]，其中防治肿瘤的作用尤为人们所关注[2]。体外试验表明，大蒜素可通过多种机制对多种癌细胞产生杀伤作用[3-5]。随着研究的深入，大蒜素的抗癌作用在体内动物模型试验中获得成功，并逐步进入临床试验。现对大蒜素抗肿瘤作用在动物试验及临床试验研究中的最新进展做一综述。

1 大蒜的抗肿瘤生物活性成分及制剂

1.1 大蒜的活性成分 新鲜大蒜含有多种成分，但主要活性物质为蒜氨酸和蒜酶以及蒜氨酸-蒜酶反应系统产生的含硫化合物。大蒜被加工或物理机械压碎后，蒜氨酸会在蒜酶的催化下产生蒜素(Allicin)，蒜素极不稳定，可进一步转变为一些有机硫化物混合物(Organic sulfur Compounds,OSCs)，其主要活性成分有：DAS(Diallyl sulfide)、DADS(Diallyl disulfide)，DATS(Diallyl trisulfide)、DATTS(Diallyl tetrasulfide)等。研究显示，那些硫原子数多，并含有烯丙基且结构对称的硫化物，抗肿瘤作用最好。

1.2 大蒜制剂 现用于试验的大蒜制剂可分4类：生蒜汁(RGJ)、热蒜油(HGJ)、大蒜粉(DGP)和老蒜提取物(AGE)。由于制取方法不同，所含成分及抗肿瘤机制也略有差别。

2 大蒜素在动物模型中的抗肿瘤作用

2.1 前列腺癌 Kim等[6]使用大蒜素强饲的方法治疗转基因前列腺癌小鼠(TRAMP)。试验组19只TRAMP小鼠，对照组16只，均为8周龄，饲喂DATS 2 mg/次，每周3次，至13周龄后处死。治疗组前列腺称重为(221.0±60.5)mg，而控制组前列腺称重为(234.6±59.4)mg。组织切片行免疫组化，发现较于对照组，经DATS治疗后小鼠前列腺癌中的X连锁凋亡抑制蛋白(X-linked inhibitor-of-apoptosis protein，XIAP)表达明显下降，而Survivin蛋白表达明显上升。从而说明DATS有可能通过抑制XIAP基因表达而促使细胞凋亡。Chandra-Kuntal等[7]使用免疫组化法发现经DATS饲喂后的转基因前列腺癌小鼠(TRAMP)，其肿瘤中的转录激活因子-3(Activation of signal transducer and activator of transcription 3，STAT3)表达明显减低，说明大蒜素可以抑制STAT3的表达，从而发挥其抗肿瘤作用。大蒜素不仅对原发肿瘤有抑制作用，还有抵抗肿瘤转移的能力。Shivendra等使用DATS喂饲TRAMP小鼠后发现原发肿瘤减小，同时用药组肺转移灶的发生率较控制组明显降低。但该体内试验检测凋亡小体、血小板内皮细胞粘附分子1(PECAM-1)、NK细胞、核树突细胞后发现，用药组和控制组差别并不明显，说明此试验中并未观察到DATS应该起到的促凋亡、抗血管生成及免疫调节作用，其作者将原因归结为DATS用量较低以及饲喂方式等方面[8]。

2.2 白血病 Miron等[9]将治疗慢性粒细胞白血病(CLL)的6-巯基嘌呤(6-MP)同蒜素中的蒜氨酸(S-allyl-l-cysteinesulfoxide)结合，制备出两种6-巯基嘌呤衍生物：SA-6MP(S-allylthio-6-mercaptopurine)和SA-6MPR (S-allylthio-6-mercaptopurine Riboside)。同时使用9周龄的CB-17/ICR-SCID小鼠，照射处理后，经腹膜注射人B-CLL细胞。造模成功后，将其分成4组：控制组、6-MP给药组(6-MP 1.9 mg/kg)、SA-6MP给药组(SA-6MP 2.5 mg/kg)、SA-6MPR给药组(SA-6MPR 3.8 mg/kg)。通过腹膜给药治疗10 d，第15天脱颈处死小鼠，取腹膜冲洗液离心收集人B-CLL细胞。使用流式细胞仪分别计数B-CLL细胞并观察其凋亡状态。发现相对于控制组，6-MP、SA-6MP及SA-6MPR给药组的细胞计数减少，凋亡比例增加，其中SA-6MP及SA-6MPR两组的变化更显著。试验说明，由蒜素为基础制备出来的新型药物同样具有抗癌疗效，为抗癌药物的研发提供了新思路。

2.3 皮肤癌 豆蔻酰佛波醇乙酯(12-o-tetradecanoylphorbol 13-acetate，TPA)是一种促瘤剂，可以促进小鼠皮肤的成瘤。其机制可能是由于药物激活NF-κB蛋白和激活蛋白1(AP-1)从而使环氧化酶-2(COX-2)表达增加而致癌。Shrotriya等[10]发现大蒜素可通过抗COX-2生成的途径治疗由致癌物TPA引起的小鼠皮肤癌，并以DATS的效果最佳。他们还进一步证实了，这种抗瘤作用是通过调整JNK或Akt信号途径抑制AP-1和COX-2的产生而实现的。

2.4 大肠癌 二甲肼(DMH)可导致大肠癌的发生，因此研究人员常使用皮下注射二甲肼的方法建立大肠癌的大鼠模型。有试验表明喂饲大蒜粉或大蒜精油可以明显抑制该模型中肠道的异常腺窝病灶(Aberrant crypt foci，ACF)和黏液素分泌型态及黏液素缺乏病灶(Mucin-depleted foci，MDF)。深入研究发现，该现象的机理可能与大蒜素抑制了6-氧-甲基鸟嘌呤(O6-MeG)DNA加合物的产生有关[11]。Kang等[12]使用DAS饲养转基因C57BL/6J-ApcMin/+小鼠10周，发现DAS干预组小鼠发生结肠息肉和小肠息肉的数量较普通喂食组息肉数量明显减少，并有剂量依赖性，由此表明DAS可降低家族性腺瘤性息肉病(FAP)患者的肠癌发病风险。以上试验表明大蒜素能够降低大肠癌发病风险，但这一结论尚有争议，有早期证据显示DAS可以提高ACF的形成[13-15]，原因可能与大蒜素不同成分以及试验中采用了不同的用法、用量有关。

2.5 胃癌及食管癌 Wang等[16]向60只小白鼠右腋皮下注射小鼠前胃癌细胞(MFC)，成瘤后，小鼠随机分为5组，分别经腹腔给予：A，生理盐水；B，200 mg/kg AGE；C，400 mg/kg AGE；D，800 mg/kg AGE；E，60 mg/kg环磷酰胺。2周后处死小鼠并取瘤，测量瘤体积，E组减少最明显，AGE干预组瘤体积也有减少，并呈剂量依赖性。收集全血，用黄嘌呤氧化酶细胞色素C(Xanthine oxidase-cytochrome c)法检测血清超氧化物歧化酶(SOD)，用Kaynar法检测谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)，用酶联免疫吸附试验(ELISA)法检测血清白细胞介素-2(IL-2)。结果显示，AGE干预组小鼠血中SOD、GSH-Px、IL-2均有升高并具有剂量依赖性，这说明，AGE可通过抗氧化作用及免疫调节能力抑制肿瘤生长。蒜素在胃癌治疗中的研究较多，不仅单药有效，甚至在联合用药领域都有所尝试。Tang[17]将蒜素同miR-200b mimics，miR-22 mimics联合治疗荷瘤小鼠，动物试验表明，蒜素提高miR-200 b，miR-22的基因治疗能力及抗肿瘤作用。胃癌的动物模型可以通过亚硝酸盐灌注的方法建立，这种模型更符合人的胃癌形成过程。Kaneko等[18]将亚硝基胍溶于小鼠的饮用水中喂饲，并分组用Garlic治疗后发现治疗组的胃及小肠成瘤发生率较对照组低。

2.6 肺癌 有研究使用A549细胞皮下注射的形式建立了肺癌裸鼠体内模型，并将此40只裸鼠随机分成两组：一组口服含6 μmol/L DATS的100 ml PBS缓冲液，一组口服100 ml纯PBS缓冲液。第30天处死，发现治疗组成瘤率及瘤体积明显减小[19]，说明蒜素具有抗肺腺癌的作用。

2.7 肝癌 有研究将MHCC97L肝癌细胞皮下注射到裸鼠，待瘤直径到0.8～1 cm时处死小鼠取瘤，将其剪成1～2 mm3的小块，并移植到其他裸鼠的肝左叶。一周后，随机分成3组：空白组、蒜素治疗组(1 mg·kg-1·d-1)以及顺铂(1 mg·kg-1·d-1)联合蒜素(1 mg·kg-1·d-1)治疗组。6周后处死取瘤，并通过Xenogen IVIS®检查肺部转移情况，得出如下结论：用药组肿瘤均有明显减小，但单药组同联合组抑瘤效果差异无统计学意义；顺铂联合蒜素组能有效降低肺转移发生概率，但蒜素单药组无此作用。说明蒜素具有抗肝癌作用，且与顺铂连用后还可有效抵抗肝癌肺转移[20]。

3 大蒜抗肿瘤作用的临床试验

无论是在细胞试验还是动物体内试验，大蒜素的抗肿瘤作用均受到了广泛认可。在其抗肿瘤机制不断被发现的同时，大蒜素作为抗癌药物也逐步走进了临床。在肺癌方面，Jin等[21]调查了1 424例肺癌患者与4 500名健康成年人的饮食习惯、生活方式、肺癌家族史的问题，包括食用蒜头的频率、是否吸烟等。结果显示，每周至少吃两次生蒜的人，患肺癌的可能性得到显著降低。分层分析表明，对于存在经常吸烟、饮酒、暴露在高温油烟及环境污染等肺癌患病高危因素的人群，口服生蒜，均可降低其肺癌发病率。

早在20世纪80年代，关于蒜素防治胃肠道肿瘤的临床试验就已有报道[22-23]。并有荟萃分析专门提供了蒜素可以预防和治疗胃癌及结直肠癌的证据[24-25]。但近期的临床试验结果却不免让人有些失望。

Meng等[26]以121 700名女性护士以及51 529名男性健康专家为调查对象，以问卷调查的方式收集他们的生活方式、饮食习惯以及生蒜服用情况等，随访24年，发现调查对象的结直肠癌发病率同大蒜的食用并无关联。同样，Mccullough等[27]跟踪随访了42 824名男性及56 876名女性，共7年。结果发现服用大蒜可以略微降低女性的直结肠癌发病风险，而男性直结肠癌罹患率却可因服用大蒜而升高。

Mitchell主持了一项测试多种措施预防胃癌疗效的临床试验。3 365位血清幽门螺杆菌(Hp)抗体阳性患者随机接受短期抗生素治疗(口服阿莫西林及奥美拉唑2周)、长期口服维生素混合物(维生素C、维生素E及硒)治疗及蒜素治疗，用以检测其抗Hp效果和防癌效果[28]。调查发现，在抗Hp方面，接受短期抗生素治疗的患者，血清Hp-IgG抗体阳性率明显降低，而维生素及蒜素治疗组Hp未见有明显清除[29-30]；同样15年的回访结果也表明短期抗生素干预确实能降低胃癌发生率，而长时间补充维生素或蒜素未能降低胃癌的发生率及病死率[31]。

Kim等[32]收集了1955-2007年间的关于蒜素与恶性肿瘤关系的试验，分析后得出以下结论：没有明显的证据可以支持大蒜具有预防胃癌、乳腺癌、肺癌及子宫内膜癌；有限的证据可以证明大蒜可以预防大肠癌、前列腺癌、食管癌、喉癌、口腔癌以及肾母细胞癌。

4 结语

大蒜作为药物使用有着悠久的历史，随着科学技术的发展，大蒜的主要成分被逐一分离、鉴定，其各成分的化学性质及生物学活性也受到广泛关注，特别是它的抗肿瘤活性成为当下的研究热点。细胞生物学试验证实大蒜素可以通过多种途径起到抗肿瘤作用。但我们知道，药物进入体内后需经过多种生物化学反应后才能发挥作用，体外试验不能代替体内试验，更不能替代临床试验。

如本文所述，大蒜提取物可以通过调节致癌物的代谢、阻滞肿瘤细胞周期、诱导肿瘤细胞凋亡、抗氧化和提高机体免疫力等途径抑制动物体内的肿瘤生长，同时，联合应用还能提高化疗药物的治疗作用。但有些动物试验及临床试验并不能提供完美的大蒜素抗癌作用的证据。究其原因，一方面有些试验所使用的蒜素，其提取方法略显粗糙，可能导致其生物活性降低；另一方面由于活性成分蒜素(Allicin)或OSCs极不稳定，容易分解，体外试验时，药物能迅速发挥抗癌作用，但当药物进入体内后可能很快被代谢、清除，从而很难发挥应有作用。当然，我们可以通过蒜酶催化蒜氨酸的方法来获得蒜素，但胃内的过酸环境可能会阻碍这个酶促反应。不过针对这一缺点，新型药物也正在研发中[33]。

总之，大蒜素的抗癌作用毋庸置疑，但其真正进入临床应用还需要更多的科学研究。

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Research advance on antitumor effect of garlic extract in animal experiment and clinical trials.

ZHOU Qi1,LIU Yue-xin2,YAN Jin-yin3,HU Wan-ning4.The Third Department of Breast Surgery1,Department of Head and Neck2, Department of Gastrointestinal Surgery3,Department of Head and Neck4,the Affiliated Tangshan People's Hospital of Hebei United University,Tangshan 063001,Hebei,CHINA

It has been proved that the garlic extract can inhibit tumor growthin vitro,and the antitumor mechanisms includes inhibition of cell cycle progression,induction of apoptosis,modulation of carcinogen metabolism,and oxidation resistance.In order to develop the clinical application of garlic extract,a large number of animal experiments and clinical trials also started.This paper will summarize the current research on the antitumor effects of garlic extract in a variety of tumors bothin vivoand in clinical trials.

Garlic;Antitumor effect;Animal experiment;Clinical trials

R-322

A

1003—6350（2015）11—1643—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.11.0587

2014-10-24)

胡万宁。E-mail：wanning_ts@163.com