中药调节肠道功能防治肝细胞癌的研究进展*
2019-01-03王开霞张景豪高月求孙学华
王开霞 郑 超 张景豪 高月求 孙学华
上海中医药大学附属曙光医院 上海市中医临床重点实验室 (上海, 201203)
肝细胞癌(HCC)是全球癌症死亡的第三大病因,每年有超过700,000人死于肝细胞癌[1~2]。HCC的主要危险因素包括感染乙型肝炎病毒(HBV)或丙型肝炎病毒(HCV)等[3],研究报道,肥胖和高脂饮食亦是HCC的主要危险因素之一[4]。肠道微生物群的改变和内毒素血症被认为是促进慢性肝病发展为肝细胞癌的关键因素。肝与肠道之间存在着一定的功能联系,肝脏是抵抗肠源性细菌或其代谢物的第一个屏障器官,越来越多的证据表明肠-肝轴在肝病中起着重要作用[5~8]。中医药在肝癌的防治方面具有一定的优势。据统计,我国有80%的原发性肝癌患者曾接受过不同程度的中药治疗[9],现就中药调节肠道功能防治肝癌的研究进行综述。
1 中药调节肠道微生物群
越来越多的证据表明,HBV和HCV可加速肝硬化的发展,最终导致HCC。肠道微生物群可能有助于病毒性肝炎及其相关并发症的进展。Sandler等在一项回顾性研究中显示,慢性HBV或HCV感染患者的肝脏损伤程度与肠道微生物易位相关[10]。在病毒诱导的小鼠模型中也说明HBV和HCV促进肝脏的损伤可能是通过肠道微生物群来介导的[11]。有证据表明肠道微生物群可促进小鼠肝纤维化,可能与细菌从肠道向肝脏移位的增加有关。大量研究表明,在肝硬化、HCC患者和肝癌小鼠模型中均发现肠道生态失调。肠道微生物群组成的失衡表现为乳酸杆菌明显被抑制,双歧杆菌和肠球菌以及大肠杆菌和阿托波斯群显著生长[12]。Fox等的一项研究表明了HCC与肝螺杆菌肠道定植的关系[13]。肥胖和高脂饮食已被确定为HCC的主要危险因素之一[4]。早期研究表明,肠道微生物群失调可能通过影响食物中的能量摄取和宿主的能量储存而导致肥胖。肠道来源的细菌产物被传递到肝脏,激活TD11样受体(TLRs)并促进肝星状细胞(HSCs)中衰老相关的分泌表型(SASP),促进肝细胞癌(HCC)的发展[14]。Dapito等研究表明肠道微生物群通过脂多糖/TD11样受体(LPS/TLR4)途径可促进慢性肝损伤向肝癌转变[15]。Yoshimoto等研究发现,饮食或遗传性肥胖可改变肠道微生物群,脱氧胆酸(DCA)水平升高,DCA是引起肝脏中各种炎症和肿瘤产生的促进因子[16]。在同一模型中,阻止DCA生产或减少,肠道微生物群可有效地预防肥胖小鼠向HCC发展。
众所周知,LPS增强的粘附分子表达和炎性细胞因子释放主要由TLR4,丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)和核因子κB(NF-κB)信号通路介导[17,18]。已报道大黄素对RAW264.7细胞中LPS诱发的TLR4表达和MAPKs,NF-κB活化有抑制作用[19]。Li A等研究发现大黄素可通过干扰TLR4的表达和NF-κB以及MAPKs的活化而减轻LPS诱导的微循环障碍[20]。李海燕等发现急性肝损伤的小鼠中,肠杆菌、肠球菌数量明显上升,乳酸杆菌、双歧杆菌数量显著下降,四君子汤则可明显改善以上情况,表明四君子汤对肠道微生态失衡有调整作用,能够减少内毒素的产生,对肝脏具有保护作用[21]。鄢伟伦、罗艳春等发现白术会使小鼠肠道双歧杆菌、乳杆菌增多,肠杆菌减少,肠球菌无变化,进而改善肠道内菌群状况[22,23]。姚小华等对头孢曲松钠灌服造成菌群失衡小鼠的恢复实验中发现,10%山银花高剂量组小鼠肠道乳杆菌、类杆菌、韦荣球菌和双歧杆菌基本恢复正常,提示山银花可以调节小鼠肠道菌群失衡,并具有益生元功效[24]。梁金花等发现黄芪中的多糖类成分也具有促进双歧杆菌、乳酸菌生长并抑制肠杆菌和肠球菌活性的药理功能[25]。黄芪多糖能够使紊乱的大鼠肠道微生态恢复平衡并且抑制细菌的易位。Chang等研究发现牛樟芝通过影响广泛的生理过程,包括脂质储存,脂肪因子产生,巨噬细胞浸润,肠道的完整性以及肠道微生物群组成减轻高脂饮食(HFD)喂养小鼠的体重和肥胖相关代谢紊乱,从而缓解了向HCC的发展[26]。Wang J H 等研究发现金银花制剂可通过调节肠道菌群的分布显著改善HFD诱导的肥胖症和相关的内毒素血症[27]。由于肠道微生物群的改变和内毒素血症被认为是促进慢性肝病发展为肝细胞癌的关键因素,合理运用中药可有效地调节肠道微生物群,从而抑制了肝癌的进程。
2 中药改善肠粘膜屏障功能
肠黏膜细胞是机体对抗内源性物质如细菌,病毒和内毒素的第一道防线。正常情况下,肠粘膜细胞每3~5天更新一次,这种平衡过程通过肠粘膜细胞的凋亡和再生来维持。一旦肠粘膜细胞的凋亡大于其增殖,然后肠道屏障功能增强受损,所以包括内毒素在内的大量外源性物质进入体内形成内毒素血症[28]。越来越多研究表明肠道屏障功能障碍和肠道内毒素血症是肝癌发展的重要常见致病机制[29]。如前所述,肝脏持续暴露于肠道来源的细菌产物,因此维持有效的肠道屏障是至关重要的,这限制了细菌到达肝脏的数量。在肝脏疾病中,肠道屏障功能受到破坏,肠道通透性将会增加,LPS增多,引起促炎症反应而促成HCC发病[30]。在肝硬化和HCC患者中血清内毒素水平显着升高,研究显示青霉素或葡聚糖硫酸钠(DSS)的使用破坏肠道微生物群的平衡并引起肠粘膜损伤,导致内毒素血症发展,全身炎症和肿瘤形成[31]。
陈德昌等通过实验观察到,大黄能减少实验大鼠肠道细菌向肝、脾、肠系膜淋巴结移居,认为大黄对肠源性感染以及肠源性内毒素血症有治疗作用[32]。黄芩已被用于治疗肝炎,黄疸等各种疾病。黄芩素(BA)是一种最初从黄芩中分离得到的黄酮类化合物,具有广泛的生物活性,包括抗内毒素,抗细菌,抗肝纤维化,抗炎,抗病毒等[33~35]。先前的研究已经证明BA对肝细胞具有保护作用和抗凋亡作用[36]。黄芩苷对肠黏膜上皮细胞具有抗凋亡作用,通过降低肠黏膜细胞凋亡而降低肝硬化内毒素血症的发生[37]。Hengli Guo等研究发现,从桑叶中提取的类黄酮具有保护肠上皮屏障免受LPS破坏。其机制在于其促进细胞增殖,增加细胞抗氧化能力和抑制促炎细胞因子的作用[38]。灵芝菌丝体(WEGL)不仅能够逆转HFD诱导的肠道生态失调,而且还维持肠屏障完整性并减少代谢性内毒素血症的发生[39]。王茉琳等发现党参合剂可保护肠黏膜屏障,降低细菌易位,控制内毒素血症,改善大鼠多器官功能障碍综合征( MODS) 相关的免疫指标[40]。加味大承气汤可增加肠绒毛高度和黏膜厚度,抑制肠道黏膜上皮细胞凋亡,保护肠道黏膜[41]。四磨汤口服液能明显减轻炎症反应,改善小肠绒毛脱落情况,恢复其完整性,使得炎症细胞减少,杯状细胞数量增加,修复黏膜结构[42],然而中药修复肠道黏膜结构的具体机理尚有待进一步研究。
3 中药调节肠道免疫
HCC的发生通常源于炎症性肝纤维化和/或肝硬化,且伴有大量的免疫细胞因子浸润。因此,免疫状态可能对HCC的生物学行为有很大的影响。据报道,肿瘤相关巨噬细胞[43],嗜中性粒细胞[44],自然杀伤细胞[45],调节性T细胞[46]和白细胞介素6(IL-6)[47]与HCC患者的不良预后相关。肠黏膜上皮含有大量的淋巴细胞和细胞因子,淋巴细胞是肠道免疫屏障的重要部分,包括T淋巴细胞、B淋巴细胞和NK淋巴细胞;T淋巴细胞参与细胞免疫,调节性T细胞(Treg)、辅助T细胞17(Th17)均为T细胞亚群,Treg主要维持肠道黏膜免疫的稳态,Th17主要防御胞外细菌感染和介导慢性炎症。B淋巴细胞参与体液免疫,可在外来抗原刺激下分化成为浆细胞,NK淋巴细胞可以直接杀伤某些靶细胞[48,49]。
当归的一种低分子量(<10kDa)提取物(A.sinensis)部分通过干扰其在巨噬细胞培养物中的细胞质易位而显著减弱了内毒素诱导的HMGB1释放[50]。Chen N等研究了丹皮酚在巨噬细胞中的抗炎作用及其机制,基于这些效应,表明了丹皮酚对小鼠脂多糖诱导的内毒素血症的保护作用,从而减轻了肝癌发展的进程。灵芝具有多种生物活性成分,其中灵芝多糖(GLP)具有明显的抗肿瘤及免疫调节作用,因此被认为是灵芝扶正培本的主要成份。研究表明GLP可通过调节肠道粘膜免疫功能而激发机体的免疫调节及抗肿瘤作用[52]。张皖东等[53]发现不同浓度的人参和猪苓可以使大鼠分泌的肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平下降、干扰素-γ(IFN-γ)水平升高,促进肠上皮细胞性粒细胞集落刺激因子的释放,进一步调节细胞生长分化、参与炎症发生和促进伤口愈合、调节免疫功能等生物活性[53]。多项研究表明,单味中药中的活性物质对肠道黏膜免疫屏障有保护的作用,通过调节细胞因子的分泌对肠道免疫功能产生一定的影响,从而改善HCC的患者症状。
4 讨论
中药(包括中药复方或中药单体)通过肠道功能发挥其抗癌作用的机制包括调节肠道微生物群,改善肠粘膜屏障功能和调节免疫的能力。以上详细论述了肠道与肝细胞癌的关系,以及HCC发病的主要危险因素,包括HBV感染、HCV感染、肥胖或高脂饮食。如今,越来越多的研究表明,肠道微生物群或屏障功能的改变和内毒素血症是促进慢性肝病发展为HCC的关键因素。大量研究表明,中药可改善肠道微生物群以及肠粘膜屏障功能,这提示中药能通过调节肠道功能而对HCC患者有治疗作用。
总之,肠-肝轴在肝病(包括HCC)的发病中起重要作用。因此,改善肠道微生物群以及肠粘膜屏障功能代表了一种治疗或预防HCC的新方法。这可能是一种创新和安全的预防或治疗HCC策略。另外,机体的免疫功能失调贯穿于肿瘤发生、发展的始终,上述多味中药可以调节机体的免疫功能。然而,对中药调节机体免疫功能的研究尚缺乏系统性和深入性,往往仅局限于某一个层面、某一个环节,其潜在的更为广阔、深入的作用机制有待进一步研究。近年来开展的中药通过肠道治疗HCC是一项创新性的工作,随着研究的不断深入,相信会对中药治疗HCC有着更深入的认识。