基于中医病机“瘀毒互结”致病理论的肿瘤“瘀毒同治”特色理论及抗肿瘤创新药物研究
2019-01-04
浙江中医药大学 杭州 310053
恶性肿瘤是严重危害人民健康的重大疾病,中医药在恶性肿瘤防治中具有独特优势,与放、化疗联用具有增效减毒作用。笔者所领衔的科研团队,长期从事中医药抗肿瘤理论及基础研究。在二十余年的临床观察中,笔者团队发现中医药在防治肿瘤复发、转移及改善患者症状、提高生活质量、延长生存期等方面具有明显优势。基于上述发现,笔者团队对肿瘤病因病机及中医药治法治则进行了系统研究,并从临床常用抗肿瘤中药中筛选了清热解毒中药藤梨根和活血化瘀中药丹参,开展深入的抗肿瘤作用及机制等研究。上述研究先后获得了国家自然基金面上项目(3项:猕猴桃多糖通过抑制NF-κB通路干预胃癌上皮-间质转化的分子机制研究-81273904,丹参二萜醌活血祛瘀抗肺癌作用及机制研究-81573962,丹参酮协同三氧化二砷瘀毒同治调控巨噬细胞极化改善肝癌炎症微环境的机制研究-81874455)、浙江省重大科技专项计划(三氧化二砷注射液联合丹参酮胶囊治疗气滞血瘀型肝癌的研究-2012C13017-1)、浙江省重点研发计划(中药创新药物研究-丹参二萜醌抗肺癌临床前研究,2019C03072)、高等学校博士学科点专项科研基金(Jak-STAT3通路在三氧化二砷联合隐丹参酮协同抗肝癌中的作用机制研究-20123322110001)、浙江省自然科学基金项目(猕猴桃多糖对胃癌EGFR/MAPK/ERK通道的调控机制研究-Y2100827)等10余项国家、省部级项目的资助,研究经费达600余万元,研究成果先后获得浙江省科学技术进步奖一等奖(中医肿瘤瘀毒互结致病理论研究和应用)、高等学校科学研究优秀成果奖科技进步二等奖(中医“瘀久蕴毒”所致恶性肿瘤精准干预策略的构建与应用)、浙江省人民政府科学技术进步三等奖(藤蟾方抗肿瘤作用的实验研究)、中华中医药学会科学技术奖学术著作优秀奖(中医病因探要)、浙江省人民政府科学技术三等奖(中医病因古今演变的研究)等省部级奖项6项,获授权国家发明专利1项。
1 藤梨根抗胃癌作用研究
藤梨根(猕猴桃根)为临床常用清热解毒中药,性平,味咸酸、涩,性凉,无毒,具有清热解毒、利尿止血功效,临床常用于胃癌、食管癌、肠癌等消化道肿瘤的治疗[1]。在笔者的家乡浦江,老百姓们常自挖藤梨根煮水喝用于胃癌治疗,疗效明显,由此引起了笔者的好奇和关注,即藤梨根抗胃癌作用到底如何?其物质基础是什么?抗胃癌的作用机制又是什么?带着这些问题,笔者率领团队对现有国内应用藤梨根进行抗肿瘤治疗的临床及基础研究进行了梳理,发现藤梨根抗肿瘤作用与抑制肿瘤转移、增强肿瘤患者细胞免疫等相关[2-3],但其确切作用机制尚未清楚阐明。进一步深入胃癌发病机制分析发现,上皮-间质转化(EMT)与胃癌浸润转移密切相关[4-5],EMT以上皮细胞向间质细胞转化为主要特征,在恶性肿瘤EMT过程中,上皮细胞之间连接复合体被破坏并失去其顶端-基底细胞极性,同时基质金属蛋白酶降解基底膜导致上皮细胞失去基底膜连接,进一步转化为具有原位侵袭、远处转移能力的间质表型细胞。胃癌这种复发和转移与中医痰饮的致病特点十分相似[6]。根据胃癌这一发病特征结合藤梨根水煎液服用特点,笔者团队以胃癌上皮-间质转化为切入点,分离制备了藤梨根多糖部位,开展了藤梨根多糖抗胃癌作用及机制研究,并申请获得了2012年国家自然科学基金面上项目资助。
研究证实,藤梨根多糖体内外均具有抗胃癌作用,能提高荷瘤小鼠免疫功能,下调PCNA、p53表达[7];能抑制人胃癌SGC-7901细胞增殖,激活p38途径及caspase-9、PARP凋亡途径,促进肿瘤细胞凋亡[8];能下调胃癌 MFC细胞Mcl-1、Bcl-2、Bcl-xl蛋白,上调Bax、Bak蛋白表达,诱导肿瘤细胞凋亡,能延长荷瘤小鼠生命,对胃癌细胞转移和分化具有抑制作用[9]。在此基础上,进一步应用Transwell、激光共聚焦、免疫印迹法、ELISA、PCR等方法技术,通过细胞模型和裸鼠稳转luciferase基因的BGC823-luc胃癌原位移植瘤模型,开展藤梨根多糖抗胃癌转移的有效性及抗EMT和胃癌转移的作用机制,结果表明,在体外藤梨根多糖能够抑制胃癌细胞的侵袭转移,该作用与调节EGF诱导的BGC-823细胞骨架蛋白F-actin和Vinculin表达,抑制胃癌细胞骨架形态改变,下调基质金属蛋白酶MMP2、黏附因子ICAM2、VCAM1、N-Cadherin及EMT相关Snail等mRNA转录和蛋白表达水平,抑制NF-κB p65通路活化有关。在体内,藤梨根多糖能显著降低人胃癌原位移植瘤裸鼠血清TNF-α等炎症因子水平,缩小瘤体积,下调瘤组织MMPs、血管粘附因子及Snail、NF-κB等核转录因子的表达,抑制胃癌生长及侵袭转移。上述结果提示,藤梨根多糖可多方位,多层次地抑制胃癌生长侵袭转移,体现了中医药特色。
2 丹参活性部位抗肺癌作用及其创新药物研究
肺癌又称原发性支气管肺癌(bronchogenic carcinoma),是指起源于支气管粘膜、腺体或肺泡上皮的肺部恶性肿瘤,其发病率和死亡率位居恶性肿瘤之首[10]。目前肺癌的治疗方法,主要以外科手术治疗为主,再根据病理类型、淋巴结转移情况等酌加放射治疗、化学治疗和分子靶向治疗等综合治疗。化疗是晚期肺癌治疗的主要手段,但其疗效具有局限性,且毒副反应较多,患者难以长期坚持[11]。分子靶向药物价格昂贵,不可避免发生耐药复发,且延长患者总生存时间效果有限。因此,肺癌仍缺乏有效的治疗手段,寻求新的治疗方法来提高肺癌患者的生存率和生活质量是当前临床科研工作亟待解决的重要问题。根据这一需求,笔者萌生了从中药中筛选抗肺癌药物的念头。查阅文献发现,恶性肿瘤与中医所述之“积聚”“癥瘕”较为类似,中医理论认为“久病多瘀”“百病皆瘀”“瘀阻气血”,肿瘤的产生与瘀血关系密切;瘀血是导致恶性肿瘤产生的重要因素。近年来,许多医家在运用瘀血理论指导肺癌防治方面上取得了一定进展,提出了“肺病多瘀”[12]的病机理论以及“治肺当活血”[13]治疗肺癌等疾病的治疗大法。近年研究表明,瘀血存在并贯穿于肿瘤的整个病理过程,恶性肿瘤患者临床多表现出一些血瘀的证候,尤其是肺癌患者容易合并血液高凝状态[14],根据“有是症,用是药”的原则,采用活血化瘀之法可取得较好的疗效[15]。丹参是活血化瘀类中药的代表性药物,目前已经广泛应用于抗肿瘤的治疗,笔者的团队前期分离制备了丹参脂溶性成分-丹参二萜醌部位[16],并在抗肿瘤药物筛选中发现,丹参二萜醌在体外对肺癌细胞有良好的抑制作用。在此基础上,笔者团队通过细胞及肺癌移植瘤模型深入开展了丹参二萜醌抗肺癌作用及机制研究,并申请获得了2015年国家自然科学基金面上项目资助。
研究结果表明,在体外,丹参二萜醌(DT)能浓度依赖地抑制人肺腺癌PC9细胞增值,促进肿瘤细胞凋亡,该作用与PC9细胞线粒体膜电位,上调细胞内ROS含量,上调内质网应激(ERS)凋亡通路IRE1α、BIP、Caspase12、TRAF2 等蛋白表达[17]和 PERK、EIF2 a蛋白磷酸化水平[18]有关。对肺癌移植瘤裸鼠的作用研究结果显示,在体内DT能显著抑制PC9肺癌移植瘤的生长,改作用与降低荷瘤模型动物血清TNF-a、IL-6水平、抑制肿瘤组织c-JUN和COX-2蛋白表达、改善肿瘤炎症微环境[19],改善肿瘤微循环障碍程度,活化ERS凋亡途径(ERS/IRE1α和PERK-EIF2a),介导肿瘤细胞凋亡有关。上述研究结果明确了丹参二萜醌对肺癌的拮抗作用。在此基础上,笔者团队申请获得了浙江省重点研发计划资助(财政经费250万元),以期通过系统的丹参二萜醌抗肺癌临床前研究,包括药效、药效学、安全药理学及毒理学研究,获得一个安全有效、具有中医药特色的抗肺癌5类中药新药。
3 三氧化二砷(As2O3)联用丹参酮“瘀毒同治”抗肝癌作用研究
原发性肝癌(肝癌)主要包括肝细胞癌、肝内胆管细胞癌和肝细胞癌-肝内胆管细胞癌混合型等不同病理类型。肝癌的发病率和死亡率分别位于恶性肿瘤的第四和第三位,已是中国当前面临的极为严峻的公共健康问题。大多数肝癌患者在确诊时已属晚期,已错过手术机会。化疗是中晚期肝癌患者治疗的主要手段,氟尿嘧啶、顺铂等传统化疗药物疗效欠佳、毒副反应重,分子靶向药物价格昂贵,且易发生耐药,延长患者总生存时间效果有限。因此,迫切需要新的治疗方案,在控制肿瘤生长转移的同时,提高中晚期肝癌患者的生存率和生活质量。
肝癌属中医学“癥瘕”“鼓胀”“肝积”“胁痛”范畴,气机紊乱、脏腑失调、气滞血瘀、瘀久生毒、瘀毒互结是肝癌发生发展的关键病机[20]。而针对瘀毒互结致肿瘤发生发展的病机,中医治疗肝癌的基本大法是活血化瘀、以毒攻毒,瘀毒同治。即通过活血化瘀,改善机体或脏腑瘀血状态,使气血运行流畅;通过以毒攻毒,消除体内毒邪,从而有效阻断肿瘤的发生发展。从肿瘤的特有恶性属性及其微环境的特异性讲,肿瘤及其微环境的特性是一种特殊的、异质的“毒”[21]。因此,活血祛瘀,以毒攻毒,瘀毒同治,破解瘀毒互结,有效控制癌毒的进一步发展及其对机体的危害,实现“祛邪则正安”。根据上述理论,笔者率领团队对历代医家肿瘤病机认识进行梳理,发现肝癌患者气滞血瘀型最为常见,临床常用以毒攻毒、活血化瘀兼以扶正等多种中药配伍应用抗肝癌。结合现代临床,笔者团队创新性地提出中医肿瘤瘀毒互结的相关理论,认为因瘀致毒、因毒致变、瘀毒互结是中医肿瘤的关键病机之一,并首次提出消滞化瘀、以毒攻毒,瘀毒同治的肿瘤治则,并选用毒攻毒代表中药-三氧化二砷(As2O3)与活血化瘀代表中药丹参活性成分-丹参酮联用开展“瘀毒同治”抗肝癌作用及机制研究,申请获得浙江省浙江省重大科技专项重大社会发展项目和2018年国家自然科学基金面上项目资助。
笔者团队开展了As2O3注射液联合丹参酮胶囊抗肝癌体内外药效学研究[22-23],证明As2O3注射液联合丹参酮胶囊在体内外均具有协同抗肝癌作用,体内尚具有增效减毒作用,明确了协同抗肝癌分的子作用机制,为两者联用抗肝癌最佳配伍剂量的确定提供了基础。明确了As2O3注射液和丹参酮胶囊联合应用的急性毒性和长期毒性反应情况,获得了丹参酮胶囊和As2O3联合应用的LD50值,明确了两者联用可能出现的主要急性和长期毒性表现,为临床试验需重点监测的指标提供了参考,同时也为临床研究和安全用药提供了实验数据。初步临床研究明确了As2O3注射液和丹参酮胶囊联合应用治疗中晚期原发性肝癌的临床疗效和安全性,现有病例观察已初步显示出一定的协同抗肝癌作用。
毒瘀互结是原发性肝细胞癌的基本病机,中晚期肝癌患者尤为明显。临床常用以毒攻毒、活血化瘀兼以扶正等多种中药配伍应用抗肝癌,从而产生相须、相使的临床疗效。笔者团队发现As2O3注射液和丹参酮胶囊联合应用可协同抑制肝癌细胞增殖和裸鼠移植瘤生成,对正常肝细胞无毒性,并通过深入研究进一步明确了丹参酮发挥增效作用的物质基础及多途径、多靶点诱导肝癌细胞凋亡的分子机制,迄今国内外尚无相关研究报道。同时通过As2O3注射液和丹参酮胶囊联合应用抗肝癌药效学、一般药理学、临床疗效及安全性评价等研究工作,系统阐述两者联合应用产生以毒攻毒、化瘀消滞兼以扶正之协同抗肝癌效应的科学内涵,为设计合理的中晚期肝癌联合治疗方案提供了科学依据。
该研究成果立足于中医基础理论,着眼于临床应用推广,创新性提出“气滞必然导致血瘀,因瘀致毒,因毒致变,瘀毒互结为肿瘤的共性病机”的理论,构建“活血化瘀、以毒攻毒”的“瘀毒同治”治则治法,首创中药砷注射液联合丹参酮胶囊抗肿瘤的干预策略,对“瘀毒同治”理论加以临床及实验验证,“瘀毒互结”病机理论和“瘀毒同治”治则治法理论在省内5家三级甲等医院推广应用,有效提高了肿瘤患者的生存率和生存质量,同时揭示了中医药干预肿瘤瘀毒互结证的现代科学内涵,提高了“瘀毒同治”理论指导下的临床治疗有效率,优化了肿瘤瘀毒互结致病为基础的中医药辨证论治方案,显示了中医药抗肿瘤的特色和优势。同时该项成果也受到了张伯礼院士、李大鹏院士、国家中医药管理局科技司原司长曹洪欣教授、北京大学肿瘤医院吕有勇教授、国医大师葛琳仪教授、安徽中医药大学原校长王键教授及美国国家环境卫生科学研究所著名砷专家托马斯教授、加拿大癌症研究中心国际著名癌症研究专家魏因费尔德教授等国内外专家的一致好评,获浙江省科技进步一等奖1项、教育部科学技术进步二等奖1项。
4 结语
中医药是中华民族之瑰宝,中药具有扶正祛邪,平衡阴阳,提高机体免疫力等作用及明显降低放化疗反应,促进手术恢复,减少复发转移,改善肿瘤患者生活质量,延长肿瘤患者生存期等独特的优势和特色,在中医药理论指导下可以全程参与肿瘤的治疗,其在肿瘤治疗中的应用日益广泛,大有作为。中药是“健康中国”“自主创新药物研究”与“中药现代化与国际化研究”等国家发展战略的重要支撑点和突破口,在中医药理论指导下,笔者团队通过细心观察,认真总结,潜心研究,最大限度地用现代科学技术揭示中药抗肿瘤作用原理,有望实现重大突破,推动中医药向国际化发展。