马兜铃酸所致上尿路上皮癌的研究进展

杨玉帛，达　骏，韩　平

(1.四川大学华西医院泌尿外科/泌尿外科研究所，四川成都　610041；2.上海交通大学医学院附属第九人民医院，上海　200011)



·综述·

杨玉帛1，达骏2，韩平1

(1.四川大学华西医院泌尿外科/泌尿外科研究所，四川成都610041；2.上海交通大学医学院附属第九人民医院，上海200011)

摘要：自上世纪90年代马兜铃酸属中草药导致急性肾功能衰竭被报道以来，有学者发现马兜铃酸也能导致上尿路上皮癌的发生，其流行病学、致癌机制对上尿路上皮癌的三级预防有着重要的意义。此外，利用马兜铃酸致癌性这一特点，建立相关的肿瘤动物模型也或成为一条新的途径。本文将以马兜铃酸所致上尿路上皮癌的研究进展作一综述。

关键词:马兜铃酸;上尿路上皮癌

E-mail：potatobo@126.com

尿路上皮癌(urothelialcellcarcinoma，UCC)是泌尿系统中常见的恶性肿瘤，按发病部位可分为上尿路、下尿路上皮癌，前者约占5%～10%[1]，包括肾盂上皮癌和输尿管上皮癌；而下尿路上皮癌则以膀胱癌为主。尽管上尿路上皮癌(uppertracturothelialcarcinoma，UTUC)占UCC比例不高，但在明确诊断时，约60%的病例已有深层浸润，远高于下尿路尿路上皮癌(约20%)[2]。

马兜铃酸(aristolochicacid，AA)是一类广泛存在于马兜铃属和细辛属植物中的有机化合物，广义指马兜铃酸I(AAI)及其去甲基化产物马兜铃酸II(AAII)，前者在泌尿系统疾病发病中起主要作用[3]。因为祖国医学的缘故，AA属中草药在我国应用相当广泛，例如《伤寒论》中被誉为经典的麻黄细辛附子汤，因其温经散寒、助阳解表的功效而用于鼻炎、缓慢型心律失常等疾病的治疗，其中细辛便是含有AA的中草药之一[4-5]。根据《中药大辞典》记载，明确含有AA的中草药有马兜铃、细辛、天仙藤、白金古榄、朱砂莲、关木通、寻骨风、广防己、汉中防己、青木香、青香藤、南木香等。有学者通过对大样本的临床资料研究后发现，长期接触AA的人群，发生UCC，尤其是上尿路上皮癌的风险明显升高。近20年的诸多基础研究表明，AA具有诱导一系列肿瘤相关基因发生突变的潜质，例如TP53基因等，从分子生物学上阐明了AA所致上尿路上皮癌可能的发生机制。由于我国的UCC有其特殊的病因学特征，研究其发生机制、开发早期诊断手段对其治疗和预后有着十分重要的意义。此外，利用AA致癌性这一特点，建立上UCC等肿瘤动物模型亦是一个新的研究方向。本文就AA所致上尿路上皮癌的研究进展作一综述。

1AA致上UCC的临床资料

自1993年就有报道称[6]，比利时9例成年女性因服用含有马兜铃属中草药的减肥药而患急进性肾间质纤维化(rapidlyprogressiveinterstitialrenalfibrosis)，进而发展为肾功能衰竭，后遂将之命名为AA相关性肾病(aristolochicacidnephropathy，AAN)，其临床特点与在欧洲多瑙河流域的巴尔干地区性肾病(Balkanendemicnephropathy，BEN)较为相似，后者特点便是具有明显家族聚集性，已有研究表明AA是二者发病的重要因素[7-8]。有研究称约40%～46%的BEN患者发生UCC，尤其是上尿路上皮癌[9]。

2000年，NORTIER等[10]研究表明，巴尔干地区46%的AAN患者的肾脏发生UCC，且服用防己超过200g的患者，2/3发生UCC，而小于200g，只有1/3发生UCC，提示服用防己剂量与UCC发生可能存在相关性。对于已经罹患AA相关的终末期肾脏病(endstagerenaldisease，ESRD)患者而言，体内AA累积达到0.42g发生UTUC风险则要明显升高[11]。我国周利群等[12]在对509例曾行根治性肾输尿管切除术的患者长期随访后发现，35例健侧肾发生UTUC，其中15例有超过6个月的AA服用史，但具体剂量不详。

作为UTUC发病率居世界首位的台湾，2003年的一项研究称39.3%的患者处方里有含AA的中草药或其制剂，其中尤以呼吸系统和骨骼肌系统疾病应用最为广泛，而细辛是使用最多的药物[13]。YANG等[14]则报道了台湾地区6 548位中草药师泌尿系统肿瘤的标准死亡率远高于普通民众[标准化死亡率比(standardizedmortalityratio，SMR)=3.10]，经分层研究后发现，女性中草药师比普通女民众泌尿系统肿瘤风险更高，男性则无差别。而后，同样是这个团队，在对台湾地区6 555位中草药师进行队列研究后发现，其肾癌及上尿路上皮癌的发病率明显高于普通民众[标准化发病率比(standardizedincidenceratio，SIR)=4.24]，而膀胱癌发病率亦相对较高(SIR=2.84)，推测其吸收途径为药物粉尘经消化道进入人体[15]。

2010年，台湾医师对大样本对照后发现UCC发生几率与木通(或AA)服用剂量呈正相关，其中93.4%只发生上尿路上皮癌，余6.6%上下尿路均发生上皮癌。研究表明服用木通60g(或AA150mg)发生UCC几率即会增加(OR 1.6，CI 95%,1.3～2.1)，木通超过200g，OR则为2.1(CI 95%，1.3～3.4)[16]。

不仅如此，AA暴露史患者，肾移植术后新发尿路上皮移形细胞癌比例也相对较高。2008年，LI等[17]在对1 429例因移形细胞肿瘤而接受肾移植的患者严格随访中，27例新发移行细胞癌(transitionalcellcarcinoma，TCC)(平均44.1个月，16～89个月)，59.3%(16例)在接受肾移植手术前有超过2个月的AA中草药接触史，在16例中，2例发生在肾盂，2例发生在输尿管，1例发生在肾盂和膀胱，1例肾盂、输尿管、膀胱均有，共6例，占到6/11(27例新发TCC中共有11例包含上尿路上皮癌)。27例中，至文章发表前死亡4例(移植肾功能均良好)，2例有AA接触史(分别在诊断TCC1个月和41个月后死亡)。至于AA接触史是否与肾移植术后发生的TCC的预后有关，还需大样本研究。

2可能的发生机制

自AA高摄入人群的上尿路上皮癌发病率也增高被逐渐报道以来，其分子水平的致癌机制也纳入了研究，目前主要认为是由于AA代谢产物马兜铃内酰胺(aristolactam，AL)与DNA的A、G碱基形成AA-DNA加合物，后者具有抑制全基因组核苷酸切割修复(global-genomenucleotideexcisionrepair，GG-NER)的作用[18]，进一步导致原癌基因激活以及抑癌基因失活，从而发生肿瘤。

2013年，SciTranslMed杂志先后数篇文章报道了AA相关UTUC的基因测序研究，将有AA暴露史与香烟暴露史的UTUC患者进行外显子测序发现，前者有72%检测到非转录链(即编码链)TP53基因A-T碱基对突变(A:T>T:A)，而后者只检测到7%，且A-T碱基对突变在其他肿瘤极为罕见，遂提出“AA-associatedUTUC”(即AA-UTUC)这一概念[19]。

2012年，SCHMEISER等[20]研究发现，同时以非巴尔干肾病流行地区的5例UTUC患者为对照，罗马尼亚巴尔干肾病流行地区的7例已被诊断为BEN的UTUC患者体内，有6例能检测到不同水平的AA与DNA形成的AA-DNA加合物(加合水平0.3～6.5/10～8核酸)，其中以碱基对A-T向T-A突变为主，而后者只有1例检测到AA-DNA加合物的存在；此外，在前者7例中，1例能发现TP53抑癌基因失活，但后者均未检测出该基因突变。提示UTUC的发生可能与AA-DNA加合物及TP53基因有关。

同年，JELAKOVI等[21]报道，67 例巴尔干地区(Bosnia,Croatia,andSerbia)的UCC患者与10例非BEN地区的UCC患者对比后发现，47/67因手术切下的肾皮质中检测到AA-DNA(该文中称AL-DNA)，其中女性80%，男性56%，平均2(0.2～19.2)/108，在取到的63例肿瘤组织中，25例检测到了TP53基因突变，其中16例A-T碱基对发生突变。此外还发现，AA-DNA存在与否和CKD分期无明显相关性。

2013年，台湾CHEN等[22]报道，在UCC合并ESRD患者中，通过对切下组织行PCR后发现，47.8%为AA-UCC，6/23为可疑AA-UCC。在AA-UCC中，对侧复发率也更高，14例双侧UCC中，10例为AA-UCC，4例为可疑AA-UCC(均是AA-DNA加合物，无1例TP53基因突变阳性。)67.5%为肾盂癌，可能AA-UCC中，60%为肾盂癌(3个组均相似)。

2011年，XIAO等[23]研究了肾移植后自体肾发生UCC与AA暴露的关系，实验组的380人中，有53人诊断为UTUC，其中HRAS杂合突变3例(HRAS基因的2、3外显子)，TP53删除或者替换者(TP53基因的5、6、7、8外显子)4例，而对照组均未发现上述两个基因突变，但实验组中在TP53基因的5、6、7、8外显子和HRAS基因的2、3外显子均未发现突变，故上述基因是否与UC发生一定具有相关性，还不能加以肯定。

近年来也有研究表明体内的一系列生物酶对AA-DNA的形成有催化作用，最主要的便是存在于肝脏和肾脏胞质中的苯醌氧化还原酶[NAD(P)H:quinoneoxidoreductase1，NQO1]，同时也发现，AA会诱导NQO1的表达，且能增强其催化活性[24]。

3对上尿路上皮癌三级预防的意义

基于上述内容，为达到上尿路上皮癌的一级预防，首当其冲便是严格限制AA属中草药的使用。2001年国家药品审评中心已有规定，对儿童禁用含AA的中药制剂，对成人使用剂量按药典规定的低限量要求，疗程不宜超过2周，并在说明书中明确指出其对肾脏的潜在毒性，且含AA成分的药物不应列入非处方药(overthecounter,OTC)[25]。尽管在2003年因其与上尿路上皮癌特殊关系而被列为1类致癌物[26]，且大部分国家和地区(包括中国香港、澳门地区)明令禁止使用含有AA的中草药，但内地尚未全面禁用。

由于民众对AA属致癌物这一定论知晓率并不高，有必要开展科学普及，并建议明确有过AA接触史者应作UTUC相关检查(尿常规、肾功能及B超等影像学检查)，以期早发现早诊断的目的。

根据前面所述AA-UTUC机制的研究，有学者提出将基因测序作为诊断AA-UTUC的主要手段，即通过对患者进行TP53基因光谱检测[19]，也有将AA-DNA直接作为AA暴露的证据[21]，以达到早期发现、干预的目的。2013年，新加坡POON等[27]报道了以检染色质修饰基因KDM64的检测手段(动物)，该方法也能检测出部分肝癌(11/93)。近年来研究表明AA也能和RNA形成AA-RNA加合物，香港大学的研究者能利用液相色谱质谱仪检测出经AA处理的大鼠尿液里该加合物的存在，或许能成为未来诊断AA-UTUC的新手段[28]。

一旦明确UTUC诊断，便应回顾其有无AA属中草药暴露史，如果确定曾经有AA暴露史，可以检测其体内AA含量、AA-DNA水平、HRAS基因、TP53基因突变情况等，如果患者仍处于AA暴露下，首先便应告知避免再接触AA中草药物。2008年，LEMY等[29]称，合并AAN的UTUC患者，在接受肾移植后，即便接受医源性干预已停止AA接触15年以上，其发生膀胱上皮癌的风险仍旧高于无AA接触史者。此外，刘余庆等[30]发现，肾移植受者若因UTUC行肾输尿管全长切除术，原合并有AAN是膀胱复发的独立预后危险因素。故应对此类患者密切随访，从大样本统计资料中归纳出完善、符合我国切实情况的UTUC预防和治疗指南。

4利用AA建立动物模型的研究及进展

既然目前对于AA属中草药能致上尿路上皮癌已有较为明确的解释，那么利用这一原理建立UTUC动物模型便是一条相当理想的途径。上世纪80年代，MENGS[31]最早通过实验发现，若以分别以0.1mg/(kg·d)、1.0mg/(kg·d)和10mg/(kg·d)剂量饲喂大鼠3个月，两个相对高剂量组大鼠的前胃、肾盂和膀胱发生肿瘤，而低剂量组大鼠只观察到肾盂移形细胞的不典型增生。有学者发现，大鼠即使在低剂量AA暴露下[0.1mg/(kg·d)]12周，就能检测出H-Ras和K-Ras基因发生突变[32]。

2005年，又有人以50mg/(kg·d)剂量饲养3d，6个月后，100%(14/14)的实验大鼠的肾脏发生癌前增生，其中3例检出有肾间叶组织肿瘤，1例发生肾嗜酸细胞瘤[33]。至于人类和啮齿类动物对AA出现上述差异性反应的原因，THOMAS等[34]认为，可能与AA在二者肝脏内生物利用度的差异、细胞色素P450 1A1(cytochromeP450 1A1，CYP1A)表达水平或硝基还原酶活性不同有关。

ARLT[35]对敲入人类TP53基因的小鼠以5.0mg/(kg·d)AA饲养21d后，检测出其TP53、RB1和CDKN2A抑癌基因都发生突变，而且小鼠肾脏中AA-DNA加成物的含量远高于其他器官。此外有学者报道，AAI的去甲基化产物AAIa，在动物体内与DNA形成加合物的能力比AAI要低70～110倍，或为AAN、AA-UTUC的预防和治疗提供了一条思路[36]。由于膀胱移行上皮与上尿路尿路上皮具有同源性，目前尚无关于利用AA建立UTUC实验动物模型的完整论述，故开展AA与UTUC的动物实验有一定前景。

综上所述，AA已被列为明确的致癌物，尤与泌尿系统的上尿路上皮癌关系密切，故须禁止含有AA的中草药(包括制剂)的使用并进行必要的科学普及。同时，利用其致癌性将其应用到肿瘤动物模型的研究中也不失为一种选择。

参考文献：

[1]SIEGELR,NAISHADHAMD,JEMALA.CancerStatistics, 2013[J].CCJClin, 2013,63:11-30.

[2]ROUPRTM,BABJUKM,COMPRATE,etal.EuropeanAssociationofUrologyguidelinesonupperurinarytractUrothelialCellCarcinoma: 2015Update[J].EurUrol, 2015,68(5):868-879.

[3]M.HOLLSTEINMM,A.P.GROLLMAN,M.OLIVIER.AnalysisofTP53mutationspectrarevealsthefingerprintofthepotentenvironmentalcarcinogen,aristolochicacid[J].MutationRes, 2013,(753): 41-49.

[4] 李玉琴，李建媛. 麻黄附子细辛汤加减配合灸法治疗过敏性鼻炎126 例[J]. 世界中医药, 2014,9(4):453-455.

[5] 魏文康，刘红艳. 麻黄附子细辛汤治疗缓慢型心律失常30例[J]. 中国老年医学杂志, 2012,32:5533-5534.

[6]VANHERWEGHEM,JEAN-LOUIS,DEPIERREUX,etal.Rapidlyprogressiveinterstitialrenalfibrosisinyoungwomen:associationwithslimmingregimenincludingChineseherbs[J].Lancet, 1993,341(8842):387-391.

[7]ANANDAGODAN,LORDGM.ClinJAmSocNephrolPreventingAristolochicAcidNephropathy[J],ClinJAmSocNephrol, 2015,10(2):167-168.

[8]YUNBH,SIDORENKOVS,ROSENQUISTTA,etal.Newapproachesforbiomonitoringexposuretothehumancarcinogenaristolochicacid[J].ToxicolRes(Camb), 2015,4(4):763-776.

[9]BOJANJELAKOVI,JOVANNIKOLI,ZORANRADOVANOVI,etal.Consensusstatementonscreening,diagnosis,classificationandtreatmentofendemic(Balkan)nephropathy[J].NephrolDialTranspl, 2014,29(11):2020-2027.

[10]JOЁLLEL.NORTIER,MARIE-CARMENMUNIZMARTINEZ,HEINZH.SCHMEISER,etal.UrothelialcarcinomaassociatedwiththeuseofaChineseherb(Aristolochiafangchi)[J].NEnglJMed, 2000,342(23):1686-1692.

[11]WUF,WANGT.RiskAssessmentofUpperTractUrothelialCarcinomaRelatedtoAristolochicAcid[J].CancerEpidemiolBiomarkersPrev, 2013; 22(5): 812-820.

[12]FANGD,ZHANGL,LIX,etal.Riskfactorsandtreatmentoutcomesofnewcontralateralupperurinaryurothelialcarcinomaafternephroureterectomy:theexperiencesofalargeChinesecenter[J].JCancerResClinOncol, 2014,140:470-485.

[13]SHU-CHINGHSIEHI-HL,WEI-LUMTSENG,CHANG-HSINGLEE,etal.PrescriptionprofileofpotentiallyaristolochicacidcontainingChineseherbalproducts:ananalysisofNationalHealthInsurancedatainTaiwanbetween1997and2003[J].ChinMed, 2008,3(13).

[14]HSIAO-YUYANG,PAU-CHUNGCHEN,JUNG-DERWANG.ChineseHerbsContainingAristolochicAcidAssociatedwithfailureandurothelialcarcinoma:areviewfromepidemiologicobservationstocausalinference[J].BiomedResInt, 2014;2014:569325.

[15]HSIAO-YUYANG,JUNG-DERWANG,TSAI-CHANGLO,etal.IncreasedRisksofuppertracturothelialcarcinomainmaleandfemaleChineseherbalists[J].JFormosMedAssoc, 2011,110(3):161-168.

[16]LAIM-N,WANGS-M,CHENP-C,etal.Population-basedcontrolstudyofchineseherbalproductscontainingaristolochicacidandurinarytractcancerrisk[J].JNatlCancerInst, 2010,102(3):179-186.

[17]LIXB,XINGNZ,WANGY,etal.Transitionalcellcarcinomainrenaltransplantrecipients:Asinglecenterexperience[J].IntJUrol, 2008,15:53-57.

[18]VICTORIAS.SIDORENKOJ-EY,RADHAR.BONALA,FRANCISJOHNSON,etal.Lackofrecognitionbyglobal-genomenucleotideexcisionrepairaccountsforthehighmutagenicityandpersistenceofaristolactam-DNAadducts[J].NucleicAcidsRes, 2012,40(6):2494-2505.

[19]MARGARETL.HOANGC-HC,VIKTORIYAS.SIDORENKO,JIANHE,etal.Rosenquist.MutationalSignatureofAristolochicAcidExposureasRevealedbyWhole-ExomeSequencing[J].SciTranslMed, 2013,5(197):197ra02.

[20]SCHMEISERHH,E.KUCABJ,ARLTVM,etal.Evidenceofexposuretoaristolochicacidinpatientswithurothelialcancerfromabalkanendemicnephropathyregionofromania[J].EnvironMoleculMutagenesis, 2012,53:636-641.

[21]JELAKOVIBKS,VUKOVI-LELAI,MILLERF,EDWARDSKL,etal.Aristolactam-DNAadductsareabiomarkerofenvironmentalexposuretoaristolochicacid[J].KidneyInt, 2012,81(6):559-567.

[22]CHENC-H,DICKMANKG,HUANGC-Y,etal.Aristolochicacid-induceduppertracturothelialcarcinomainTaiwan:Clinicalcharacteristicsandoutcomes[J].IntJCancer, 2013,133(1):14-20.

[23]XIAOJ,ZHUX,HAOGY,etal.Associationbetweenurothelialcarcinomaafterkidneytransplantationandaristolochicacidexposure:Thepotentialroleofaristolochicacidinhrasandtp53genemutations[J].TransplProceed, 2011,43:3751-3754.

[24]BRTAF,LEVOVK,FREIE,etal.TheeffectofaristolochicacidIonexpressionofNAD(P)H:quinoneoxidoreductaseinmiceandrats—Acomparativestudy[J].MutatRes-GenToxEN, 2014,768:1-7.

[25] 陈文格. 含马兜铃酸的中药临床应用状况分析[J]. 中国医药指南, 2011,9(31):183-184.

[26]WILLIMLEEML.Genomicstracescarcinogenfingerprints[J].SciTranslMed, 2013,5(197):197fs31.

[27]POONSL,PANGS-T,MCPHERSONJR,etal.Genome-widemutationalsignaturesofaristolochicacidanditsapplicationasascreeningtool[J].SciTranslMed, 2013,5(197)ra101.

[28]ELVISM.K.LEUNG,WANCHAN.Quantificationofaristolochicacid-RNAadductsintheurineofaristolochicacid-treatedratsbyliquidchromatography-tandemmassspectrometry[J].ChemResToxicol, 2015,28(4):567-569.

[29]LEMYA,WISSINGKM,RORIVES,etal.Lateonsetofbladderurothelialcarcinomaafterkidneytransplantationforend-stagearistolochicacidnephropathy:Acaseserieswith15-yearfollow-up[J].AmJofKidDiseas, 2008,51(3):471-477.

[30] 刘余庆，卢剑，赵磊，等. 肾移植受者上尿路尿路上皮癌术后膀胱复发的预后因素[J]. 北京大学学报：医学版, 2015,47(4):605-610.

[31]MENGSU.Tumourinductioninmicefollowingexposuretoaristolochicacid[J].ArchToxicol, 1988,61(6):504-505.

[32]YIYINGWANG,FANXUEMENG,VOLKERM.ARLT,etal.Aristolochicacid-inducedcarcinogenesisexaminedbyACB-PCRquantificationofH-RasandK-Rasmutantfraction[J].Mutagenesis, 2011,26(5):619-628.

[33]CUIM,LIUZ-H,QIUQ,etal.Tumourinductioninratsfollowingexposuretoshort-termhighdosearistolochicacidI[J].Mutagenesis, 2005,20(1):45-49.

[34]THOMASA.ROSENQUIST,HEIDIJ.EINOLF,etal.CytochromeP450 1A2detoxicatesaristolochicacidinthemouse[J].DrugMetabDispos, 2010,38(5):761-768.

[35]VOLKERM.ARLT,JIEZUO,KRISTINATRENZ,etal.GeneexpressionchangesinducedbythehumancarcinogenaristolochicacidIinrenalandhepatictissueofmice[J].IntJCancer, 2011,128(1):21-32.

[36]SHIBUTANIS,BONALARR,ROSENQUISTT,etal.DetoxificationofaristolochicacidIbyO-demethylation:lessnephrotoxicityandgenotoxicityofaristolochicacidIainrodents[J].IntJCancer, 2010,127(5):1021-1027.

(编辑何宏灵)

收稿日期：2015-09-19修回日期：2015-11-03

通讯作者：韩平，副教授，医学博士，硕士生导师.

作者简介:杨玉帛(1992-)，男(汉族)，硕士.研究方向：膀胱肿瘤.

中图分类号:R737

文献标志码:A

DOI：10.3969/j.issn.1009-8291.2016.04.024

E-mail:hanping@scu.edu.cn