姜黄素增敏非小细胞肺癌化疗的研究进展

任 静，陆益民

(江苏大学附属昆山市第一人民医院，江苏 昆山 215300)

目前，肺癌是人类癌症相关性死亡的主要原因，据统计，2014年美国肺癌死亡人数约占癌症死亡人数的27%[1]，其中85%～90%是非小细胞肺癌(NSCLC)[2]。晚期NSCLC的标准化学疗法是铂类药物(顺铂或卡铂)和第二种药物(培美曲塞、吉西他滨、紫杉醇或长春瑞滨)的组合，但其化疗耐药一直是预后不良的主要原因[2]。近年来，分子靶向药物的出现为NSCLC的治疗带来一线希望，如表皮生长因子受体-酪氨酸激酶抑制剂(以吉非替尼、厄洛替尼为代表)等，但仍存在耐药现象。此外，这些化疗药物的毒副作用也是导致其临床受限的原因之一，有的甚至是永久性的[3]。尽管肺癌治疗取得了相当大的进展，但这些患者的预后仍然很差，5年的总生存率仅为16%[4]。为了克服化疗药物的这些缺陷，新的安全有效的抗癌药物及化疗药物辅助剂急需被挖掘。近年来，传统的中草药以其低毒性等特点引起人们的注意，中西药结合治疗肿瘤更是当前众多研究者的研究趋势。姜黄素是被研究的最多的中草药之一，现研究已明确姜黄素具有抗肿瘤作用，甚至有报道称，姜黄素可增敏多种化疗药物对各种肿瘤细胞的疗效，甚至可逆转药物耐药性，有望成为化疗药物的增敏剂及逆转剂。本文就近年来有关姜黄素增敏非小细胞肺癌化疗药物的作用及其机制做一综述。

1 姜黄素的简介

姜黄素是存在于姜黄根茎中的天然黄色素，广泛用作香料和食品的着色剂，有研究报道，姜黄素具有抗炎、抗氧化、清除氧自由基、保护肝肾功能、抗纤维化、防癌抗癌等作用[3，5]，其抗癌作用被广泛研究。近年来，大量国内外研究通过体内外实验已证实了姜黄素可通过不同的作用机制对非小细胞肺癌的发生发展、转移等各个途径均具有抑制作用[6-11]。但关于姜黄素联合非小细胞肺癌化疗药物的研究相对较少。

2 姜黄素与经典抗癌药联合

2.1姜黄素与铂类化合物的联合 铂类化合物是晚期NSCLC的一线化疗药物(以顺铂、卡铂为代表)，通过触发DNA交联诱导肿瘤细胞凋亡，但是因其耐药性使其临床效果不尽如人意，许多研究者正在积极寻找能够逆转顺铂耐药的药物。一些研究通过体内外实验已经证实，姜黄素与铂类化合物联合应用能够增加NSCLC细胞对化疗的敏感性，如张梅春等[12]通过对照研究、MTT检测、流式细胞术发现姜黄素联合顺铂可明显抑制肺癌细胞的生长和促进肺癌细胞凋亡，且A549/DDP对顺铂的耐药指数显著降低，RT-PCR和SABC法检测出姜黄素能够下调Survivin mRNA及其蛋白质的表达，整个研究表明姜黄素很有可能通过下调Survivin mRNA及其蛋白质的表达实现其抗肿瘤作用。Chen等[13]研究表明姜黄素可以通过抑制FA/BRCA路径来增强抗顺铂NSCLC对顺铂的敏感性，从而逆转肺癌细胞的耐药性，有望成为诱导DNA交联的抗癌药物的化疗增敏剂。有研究发现，姜黄素与顺铂在肺癌细胞的增殖抑制和诱导凋亡方面有协同作用,且该作用可能是通过对细胞周期的影响来实现的[14-16]。Tung等[17]通过体外实验表明顺铂通过激活p38 MAPK信号通路使XRCC1表达增加，从而使肺癌细胞产生抗性，姜黄素可以通过下调XRCC1的表达来增强耐顺铂NSCLC对顺铂的敏感性。此外，一些学者对奥沙利铂联合姜黄素也进行了研究，如陈洪雷等[18]通过MTT法和Transw ell 侵袭小室检测发现姜黄素和奥沙利铂联和应用具有相加作用，可能通过下调CD147蛋白的表达来抑制A549 细胞的增殖和转移。

近年来，许多科研人员发现肿瘤组织中存在一种肿瘤干细胞(CSCs)，所谓肿瘤干细胞是具有自我更新能力和侵袭能力的细胞亚群，在常规化疗治疗后不易被杀死，可导致肿瘤耐药性和复发。这一发现给晚期NSCLC的化疗带来了新颖的治疗手段，不少研究者认为，能够发现或设计出靶向根除CSCs的药物，将有助于克服NSCLC的耐药性及预防肿瘤复发。已经证明姜黄素可有效抑制CSCs的增殖，如Baharuddin等[19]实验证实姜黄素可以通过靶向非小细胞肺癌中的癌症干细胞来增敏顺铂的化疗效果。同时，他们的研究还表明姜黄素能够增加低剂量顺铂在未分化的NSCLC细胞系中的功效。 通过对分化的NSCLC细胞系的研究，还发现姜黄素不仅能增强顺铂抑制肿瘤侵袭转移的能力，也能加强顺铂促进CSC亚群的凋亡能力，表明姜黄素可能是抑制肿瘤复发和减少肿瘤转移的化疗辅助剂。一些中国学者如赵雅瑞等[20]从肺癌细胞株A549中分选出CD44+/CD133+的肺癌干细胞进行研究发现，姜黄素可上调p53和Caspase-3的表达来抑制CSCs的体外增殖，同时也可抑制其转移。

2.2姜黄素与紫杉醇类联合 紫杉醇是微管稳定剂，是一种广谱抗癌药物，对卵巢癌、乳腺癌、非小细胞肺癌和头颈癌等均有抗癌作用。尽管紫杉醇的出现为临床上各种肿瘤的治疗带来希望，但其耐药性及毒副作用限制了它的应用。近年来，大量国内外研究表明，姜黄素可以增强紫杉醇对多种肿瘤的化疗效果，包括乳腺癌、胃癌、卵巢癌等，同时可减少紫杉醇的毒副作用[21-23]。在肺癌方面，王荣俊等[24]通过体外实验发现姜黄素联合紫杉醇可将肺癌细胞PC9阻滞在G0/G1期并显著诱导细胞凋亡，Western blot法显示二者联合可调节Caspase-3蛋白、Bcl-2、Bax等与线粒体凋亡途径相关的凋亡蛋白，提示联合用药可能与激活线粒体凋亡有关。 李玲等[25]研究表明姜黄素与多烯紫杉醇联用可通过激活线粒体非依赖性和依赖性两条通路来发挥其协同抗癌作用，且姜黄素可降低紫杉醇的毒副作用。不仅如此，Kim等[2]通过Western blot实验证实姜黄素能够抑制耐紫杉醇肺癌细胞的增殖，说明姜黄素有逆转肺癌细胞耐药的潜能。在此基础上，一些研究者开始探讨二者有效给药方式，如许先荣等[26]通过建立肺癌动物模型，采用不同方式给药后发现姜黄素与紫杉醇雾化吸入具有较好的抑癌效果。

2.3姜黄素与酪氨酸激酶抑制剂TKIs联合 目前认为NSCLC是一种侵袭性肿瘤，预后差，有40%～80%的NSCLC患者其表皮生长因子受体(EGFR)过表达，这与患者总体生存率差和转移率高相关[27-28]。因此分子靶向药物TKIs的出现为晚期NSCLC提供了新的治疗手段。TKIs通过作用于表皮生长因子受体(EGFR)，进而抑制下游与肿瘤生存、发展相关的信号转导通路，从而达到抑制肿瘤细胞增殖、转移及促进凋亡的作用。以吉非替尼为代表，它是一种口服小分子酪氨酸激酶抑制剂，可通过抑制酪酸激酶自身磷酸化而阻止肿瘤的存活，特别是对EGFR突变型患者效果更明显，遗憾的是，尽管其抗癌效果显著，原发性耐药及继发性耐药仍是不可避免，因此，新的辅助剂及能够逆转耐药的新型药迫切被需要。张楠等[29]发现姜黄素联合小剂量吉非替尼对肺癌细胞A549有明显的抑制效果，且HPLC-MS法表明姜黄素可提高吉非替尼在A549细胞膜内的浓度，进一步得出姜黄素可能通过抑制转运蛋白ABCG2的表达而增加化疗药物在肿瘤细胞中的浓度，这可能是姜黄素增敏化疗药物及逆转耐药的机制之一。盛琦等[30]将姜黄素作用于耐吉非替尼非小细胞肺癌细胞PC9/G2，发现姜黄素确实可逆转吉非替尼耐药现象，用实时荧光定量法和分光光度法表明姜黄可能通过下调EGFR下游通路中PI3K的表达水平及激活凋亡蛋白Caspase-3来发挥其逆转效应。陈灏等[31]分别从细胞形态、药敏性、侵袭转移能力等几个方面探讨姜黄素对耐吉非替尼肺腺癌细胞的影响，结果表明姜黄素可以增敏耐吉非替尼肺腺癌细胞对及吉非替尼的敏感性，同时可通过PI3K/AKT/mTOR信号通路干预耐吉非替尼肺腺癌细胞的上皮间质化过程，有望逆转上皮间质化成为耐药逆转剂。Lee等[32]通过实验证实姜黄素通过抑制EGFR磷酸化和诱导EGFR泛素化来增强吉非替尼在耐吉非替尼NSCLC细胞系和异种移植小鼠NSCLC模型中的抗肿瘤活性，更有趣的是还发现姜黄素可通过改变p38的活性来降低吉非替尼引起的胃肠道不良反应。Wada等[33]通过体内外研究表明，黄素联合吉非替尼可显著抑制异种移植肿瘤的生长，且姜黄素增强了吉非替尼对耐吉非替尼NSCLC的抗肿瘤增殖效果并诱导其凋亡，通过Western blot显示EGFR,c-MET,cyclin D1表达的降低和Caspases-8,Caspases-9和PARP的活化可能是姜黄素逆转耐药的机制。这些发现提供了一种新颖的治疗策略，姜黄素可以作为佐剂来增加吉非替尼的化疗敏感性，克服NSCLC患者对吉非替尼的耐药性。

2.4姜黄素与其他化疗药物联合 除上述常用的化疗药物外，一些研究者对姜黄素对其他化疗药物的影响也进行了研究，如有国外研究报道，姜黄素可逆转耐伊立替康NSCLC对伊立替康及其他化疗药物的耐药性，可能与抑制NF-κB信号通路有关，揭示二者联合用药可能有临床应用价值[34]。田杰等[35]观察姜黄素与阿霉素联合用药对A549细胞的作用，结果显示二者在抑制细胞增殖方面表现出协同作用，同时发现其机制可能是通过下调bcl-2蛋白表达实现的。黄春芳等[36]发现姜黄素对博来霉素具有增效减毒作用，可将A549细胞阻滞于G0/G1期，同时可减少肺纤维化的发生。孟程等[37]通过研究发现姜黄素联合丝裂霉素可通过影响细胞周期来抑制细胞增殖，且可通过抑制NF-κB活化促进细胞凋亡，二者具有相加作用。Lev-Ari等[38]研究显示姜黄素可提高吉西他滨的化疗疗效，Western blot分析显示、IkB、核p65、环氧合酶2(COX-2)和p-ERK1/2的表达在体外被姜黄素下调，可能是姜黄素加强吉西他滨抗肿瘤作用的机制。

综上所述，大量实验已经证实了姜黄素与多种NSCLC化疗药物联合可增强化疗效果，甚至可逆转化疗耐药。此外，姜黄素本身的抗肿瘤作用、低毒性、保护肝肾功能等特点，为其成为新型化疗辅助剂提供了优势，因此，姜黄素与化疗药物的联用有望改善NSCLC的化疗现状，从而提高NSCLC患者的总体生存率和生活质量。但是生物利用度低、水溶性差限制了姜黄素的临床应用，近年来，一些国内外研究者采取多种方法改进姜黄素的不足，以期能尽早将其应用于临床，如各种姜黄素类似物、纳米粒子的设计等，且已取得了不小的进展，但目前这些技术尚无明确定论[39-41]。无论如何，姜黄素作为中国传统的中草药物确实表现出其在抗肿瘤方面的独特的优势，为今后医务人员在临床用药方面带来了新思路。