抗肿瘤药斑蝥酸钠的研究述评*

彭严， 陈文章, 汤磊

(1.贵州神奇药业有限公司， 贵州 贵阳 550004； 2.贵州医科大学 医药卫生管理学院， 贵州 贵阳 550004； 3.贵州医科大学 贵州省化学合成药物研发利用工程技术研究中心， 贵州 贵阳 550004)

癌症一直是威胁人类健康和生命的重大疾病，据世界卫生组织国际癌症研究机构发布的统计数据显示，2020年全球癌症新发病例1 920万，死亡病例996万，已成为仅次于心脑血管疾病严重威胁人类健康的第二大杀手[1]。人类一直不断尝试采用各种手段和方法来攻克癌症。得益于科学技术的发展，临床上除手术外，癌症的治疗也经历了放疗、化疗、小分子靶向药物及免疫疗法4大突破性进展。其中，化学药物在肿瘤治中发挥着不可替代的作用，一直是抗肿瘤药物研究的热点[2]。天然药物是人类预防和治疗疾病的重要物质来源，从中分离出有抗肿瘤活性的药物或先导物一直是抗肿瘤药物研究的重点(图1)，如阿霉素和紫杉醇就是其中代表性的抗肿瘤药物，并在临床上得到了广泛应用[3]。芫青科昆虫斑蝥用于治疗肿瘤，在我国有着悠久的历史，药学典籍《神农本草经》中就有斑蝥治疗癣疮、溃疡及痈疽等病症的记载[4]。上世纪70年代左右研究人员从斑蝥中分离得到倍半萜类抗肿瘤活性成分-斑蝥素(图2)，通过减少癌细胞对氨基酸的摄取，抑制蛋白质合成，刺激巨噬细胞、淋巴细胞、多形核细胞产生白细胞介素，从而提高机体免疫力，增强机体对肿瘤细胞的杀伤作用达到治疗目的[5]。但因斑蝥素的剧烈毒性及对泌尿系统严重刺激性，限制了其临床应用[6-7]。

注：黑色方框为斑蝥酸钠的化学结构。

上世纪70年代研究人员发现斑蝥经氢氧化钠水解后得到的斑蝥酸钠(图2)基本保留了斑蝥素的抗癌效果，同时毒性明显降低，最为重要的是斑蝥酸钠也可促进骨髓造血干细胞成熟、分化，对白细胞有升高作用，可减轻放化疗对骨髓造血系统的副作用[7-8]。另外，斑蝥酸钠还可刺激机体内巨噬细胞、淋巴细胞及多核细胞产生白细胞介素，提高机体免疫力，增强机体对肿瘤细胞的杀伤作用[5,9]，以注射剂开发上市，但进入80年代因企业改制等原因，斑蝥酸钠也销声匿迹。因此，将其重新开发用于临床具有重大的社会意义。

图2 斑蝥素及斑蝥酸钠的化学结构

鉴于斑蝥酸钠独特的调节免疫及抗癌作用，上世纪90年代后期本课题组对斑蝥酸钠进行了重新开发，完成了斑蝥酸钠原料药、斑蝥酸钠注射液的技术开发，并在此基础上开发了斑蝥酸钠维生素 B6 注射液和斑蝥酸钠片2个新产品；斑蝥酸钠系列药品共获得注册批件7个，获授权中国发明专利5件，4个品种的药品标准获批为国家药品标准；斑蝥酸钠注射液、斑蝥酸钠维生素B6注射液分别进入地方或全国医保目录；近年来2个产品在全国29个省市自治区400余家医院使用，用量达8 500万只，按疗程使用的患者超过200万人次；自上市以来，创造了极为显著的经济效益。斑蝥酸钠系列产品的技术开发为癌症患者特别是肝癌、肺癌患者提供了更多的治疗选择，产品的生产和销售助推企业不断发展壮大。斑蝥酸钠系列产品的研制开发还推动了多个省级及国家级化学药研发平台的建设，弥补了贵州省在化学药研发技术力量方面的不足，社会效益显著。

1 斑蝥酸钠原料药的制备

斑蝥酸钠作为半合成化学抗肿瘤药物，其合成原料斑蝥素主要提取自药用斑蝥，包括黄黑小斑蝥和南方大斑蝥，含量约占虫体的1.0%～1.5%[10]。斑蝥酸钠的制备主要包括斑蝥素的提取和水解[9,11]。在从斑蝥虫体中提取分离斑蝥素的过程中易残留脂质和肽类杂质，如何确保提取物斑蝥素的纯度是成功制备斑蝥酸钠的关键和难点之一。针对这一问题，项目组通过考察和优化不同组合、不同比例的有机溶剂，发现石油醚和乙醇混合溶剂中脱脂效果最佳；粗提物纯化2次，再经重结晶即可得到无色的斑蝥素精制品,且收率在原基础上提高30%[12]。斑蝥素经氢氧化钠水解、精制即得斑蝥酸钠纯品。

2 斑蝥酸钠制剂研发

为增强斑蝥酸钠的治疗效果，拓展在临床抗肿瘤治疗中的应用，项目组将斑蝥酸钠与维生素B6配伍制成新的复方制剂，在保留斑蝥酸钠抗肿瘤的同时，协同增强其刺激白细胞生成作用，以降低不良反应的发生[13]。临床研究显示，斑蝥酸钠维生素B6注射液不但可用于肝癌、肺癌及乳腺癌等，还广泛应用于骨转移癌、恶性胸腔积液及宫颈癌等恶性肿瘤的治疗[13]。为更好地满足临床应用的不同需求，项目组进一步研制开发了可用于口服的斑蝥酸钠片[14]。斑蝥酸钠维生素B6注射液和斑蝥酸钠片均为全国独家品种，拓展了斑蝥酸钠制剂的治疗疾病谱，为肿瘤患者提供了更多的治疗选择[15]。为进一步降低斑蝥酸钠的副作用，提高治疗效果，项目组于2013年公开了1种斑蝥酸钠纳米组合物及其制备方法，是将斑蝥酸钠同一定比例的盐酸吗啉双胍、聚丙烯酸树脂Ⅱ及单硬脂酸甘油等混合，通过纳米技术制备得到肠溶性纳米微囊，该纳米微囊可以避免斑蝥酸钠转化为斑蝥素，减少毒副反应[16]。随后，项目组又报道了斑蝥酸钠缓控释制剂的制备方法，由该法制备的缓控释制剂能减少服药次数、维持血药浓度平稳、延长有效抗肿瘤作用时间及降低副作用[17-18]。为了改善斑蝥酸钠的组织靶向性，项目组开发了1种磁性斑蝥酸钠维生素B6复方制剂，该复方制剂由磁性斑蝥酸钠脂质体、磁性Fe3O4、磷脂及胆固醇等组成，可降低血管刺激性和毒副作用，提高药物的稳定性和用药安全性[19]。

3 斑蝥酸钠质控方法研究

项目组采用气相色谱法，准确测定了3种制剂中斑蝥酸钠的含量，并增加鉴别、检查等项目，建立了斑蝥酸钠原料药及制剂的质量标准，这些标准均通过国家药典委员会审定后成为了国家药品标准[14]。在此基础上，采用灵敏度和准确性更高的液质联用技术建立了斑蝥酸钠的检测方法，明确0.05 ng为产品临床应用安全及有效性的上限。

4 斑蝥酸钠抗肿瘤及机制的研究

斑蝥酸钠分子量小，易进入细胞内，组织分布广，可通过多种机制起到抗癌作用[20-22]。斑蝥酸钠抗癌机制早期研究表明，其抗癌机制主要有以下3方面：(1)减少癌细胞 DNA、RNA 的前体物质摄入, 从而抑制核酸的代谢[20-21]；(2)抑制蛋白质的合成[6,22]；(3)改变线粒体膜的通透性，强化磷酸化，降低环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate,cAMP )-磷酸二酯酶活性，提高癌细胞内cAMP同时改变能量代谢，进而抑制癌细胞[23-24]。

4.1 肝癌

桂尤胜等[7]报导斑蝥酸钠在体外作用于人肝癌细胞系Bel-7402，48 h时使肝癌细胞凋亡(40.02±2.05)%，可将癌细胞生长阻断于G2+M 期，除可诱导肝癌细胞的凋亡外，还能抑制肝癌细胞的生长与增殖；高伟等[25]认为斑蝥酸钠也可将HepG2细胞阻断在G2+M期，作用机制可能与下调Survivin表达和激活胱天蛋白酶3(Caspase-3)有关；张萌等[26]考察了不同浓度斑蝥酸钠维生素B6注射液对人肝癌HepG2细胞的作用，发现斑蝥酸钠维生素B6可显著抑制HepG2细胞的增殖，诱导细胞凋亡，时间和浓度效应显著，G0/G1期细胞比例显著升高，而S期细胞比例显著降低。以上研究表明，斑蝥酸钠维生素B6可抑制人肝癌HepG2细胞的增殖，诱导其凋亡，并引发G0/G1期阻滞，考虑可能与斑蝥酸钠维生素B6参与调控磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(phosphatidylinositol 3 kinase/protein kinase B,PI3K/Akt)通路的机制有关。此外，Luo等[27]也证实，在负载斑蝥酸钠的微球用药后，肝癌HepG2细胞同样受阻滞于G0/G1期；吴晓慧等[28]将不同浓度的斑蝥酸钠维生素B6作用于人肝癌SMMC-7721细胞株，发现细胞增殖和侵袭力均受到抑制，且呈浓度依赖性，细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases,p-ERK1/2) 蛋白的表达降低且程度与药物剂量相关。因此考虑斑蝥酸钠维生素B6可能通过抑制 ERK1/2 蛋白磷酸化，对人肝癌SMMC-7721细胞的增殖、侵袭及转移发挥抑制作用，这一结果也被黄富豪等[29]研究证实。此外，吴晓慧等[30]研究显示，斑蝥酸钠维生素B6注射液还能抑制肝癌细胞SMMC-7721中乙酰肝素酶的表达，该酶的抑制可能有助于抑制肝癌细胞SMMC-7721的增殖和侵袭。人肝癌组织中广泛存在S100钙结合蛋白A3(S100 calcium binding protein A3,S100A3)基因，该基因的高表达与肿瘤的发生、侵袭和转移密切相关。孙文艺[31]发现斑蝥酸钠对HepG2 和 Huh7肝癌细胞系内S100A3的表达具有明显抑制作用，从而诱导肝癌细胞HepG2和Huh7的凋亡。这一结果随后被Tao等[32]研究证实。徐文会等[33]考察了不同浓度的斑蝥酸钠对体外培养人肝癌细胞HepG2的影响，检测在浓度和作用时间两个尺度下斑蝥酸钠对细胞增殖及其对血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)的表达水平的影响，发现肝癌细胞增殖受到明显抑制，VEGF 的分泌水平一定程度降低，并呈时间-剂量依赖关系。推测制肿瘤血管生成是斑蝥酸钠抑制肝癌生长的可能作用机制之一。

近年来大量临床实验结果显示，斑蝥酸钠有良好的抗肝癌效果[34]。值得注意的是，多个研究报道指出斑蝥酸钠联合其他疗法治疗肝癌效果可能更佳[35-37]。田秀岭等[38]考察了斑蝥酸钠维生素B6注射液联合肝动脉化疗栓塞(transcatheter arterial chemoembolization,TACE)治疗中晚期肝癌患者的疗效及不良反应，结果显示联合治疗不仅可降低肝癌进展率和毒副反应发生率，还可提高患者的生活质量和长期生存率；许耀灿等[39]对41例晚期肝癌患者的研究结果显示，斑蝥酸钠维生素B6注射液同步低剂量放疗序贯奥沙利铂+氟尿嘧啶+亚叶酸钙(oxaliplatin + fluorouracil + leucovorin，FOLFOX4)方案能延长患者的总体生存周期，降低不良反应，值得进一步开展随机对照临床研究；朱小慧[40]结果表明，斑蝥酸钠联合化疗治疗可有效改善晚期非小细胞肺癌的免疫功能，降低血清肿瘤标志物水平，提升临床疗效。

4.2 肺癌

近年来，使用兼具提高免疫能力的斑蝥酸钠联合化疗在治疗肺癌，特别是非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)方面取得了较大进展[41]。多个独立研究表明，斑蝥酸钠联合化疗治疗肺癌疗效显著，明显优于单纯化疗，斑蝥酸钠联合化疗可减轻患者免疫功能损伤和炎症反应，减少不良反应，延展患者生存周期[42-44]。房传赐[45]报道了斑蝥酸钠联合顺铂/紫杉醇治疗NSCLC晚期患者中的临床疗效，结果表明联合治疗化疗组高于顺铂/白蛋白紫杉醇化疗组，并相较于化疗组对中医证候改善更明显；进一步研究显示，斑蝥酸钠可抑制人肺癌A549细胞的增殖和迁移能力，其分子机制可能与抑制PI3K/AKT/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin,mTOR)信号通路相关蛋白有关。随后，该信号通路被王玲等[46]证实。陈奕霖等[47]评估了斑蝥酸钠维生素B6注射液联合化疗对NSCLC患者免疫功能的影响，发现实验组患者的血红蛋白下降、白细胞下降、肝肾功能损伤以及恶心呕吐等不良反应的发生率均低于对照组，表明斑蝥酸钠维生素B6注射液联合化疗治疗能够调节NSCLC患者的免疫功能、提高患者的生活质量，降低化疗期间患者的不良反应；张芝庭等[48]报道斑蝥酸钠产品在治疗表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)野生型或转移型NSCLC时效果良好，疗效与多西他赛相当，且与其联用效果更佳。

4.3 结肠癌

斑蝥酸钠应用于辅助结肠癌的治疗近年来也取得系列进展。刘通等[49]通过Meta分析斑蝥酸钠维生素B6注射液联合化疗治疗结直肠癌临床效果，结果显示联合化疗可明显提高结直肠癌的近期疗效，改善患者生活质量，降低不良反应，效果优于单纯化疗；刘倩[50]研究显示，斑蝥酸钠维生素B6注射液联合奥沙利铂和卡培他滨(olisaplatin + capecitabine,XELOX)方案治疗晚期结肠癌临床疗效确切，可有效改善患者血清T淋巴细胞亚群情况以及卡氏评分，降低不良反应发生情况；史晓宇等[51]研究也表明，加用斑蝥酸钠维生素B6注射液可显著提高患者生活质量，降低不良反应发生率，提高细胞免疫功能；李嫦娥等[52]研究也证实，斑蝥酸钠维生素B6联合腹腔镜完整肠系膜切除术治疗结肠癌效果显著，可改善患者T淋巴细胞亚群阳性率，延长生存期；徐艳琴等[53]研究显示斑蝥酸钠呈剂量依赖形式抑制结肠癌SW480、HCT116细胞的增殖和诱导细胞凋亡，低、中、高剂量实验组SW480、HCT116细胞中信号转导和转录激活因子3(signal transducer and aactivator of transcription 3,STAT3)、磷酸化-STAT3(phosphorylated,p-STAT3)、B淋巴细胞瘤-2基因(B-cell lymphoma-2,bcl-2)及髓细胞瘤病毒癌基因(myelocytomatosis viral oncogene,C-myc)蛋白相对表达量显著降低，提示斑蝥酸钠抑制结肠癌细胞的机制可能与STAT3信号通路蛋白表达降低有关。

4.4 骨肉瘤

Kong等[54]报道斑蝥酸钠能以剂量依赖的方式抑制骨肉瘤MG-6细胞的增殖，还可抑制AKT的磷酸化，同时不抑制 mTOR、c-Jun氨基末端激酶(c-jun N-terminal kinase,JNK )或P38磷酸化，PI3K/AKT刺激剂类胰岛素1号增长因子(insulin-like growth factors 1,IGF-1)逆转了斑蝥酸钠诱导的MG-63 细胞中的细胞周期停滞；Ji等[55]报道斑蝥酸钠可以靶向作用于STAT3，阻止EGFR 抑制后STAT3 的反馈激活，缓解或消除EGFR抑制剂在治疗骨肉瘤的耐药问题；康肖等[56]研究表明，斑蝥酸钠维生素B6抑制MG-63细胞增殖效果明显，其机制可能与下调Survivin基因的表达有关。

4.5 胰腺癌

尽管胰腺癌的治疗可以采用多种化学疗法，但迄今为止尚未获得最佳疗效[57]。研究发现化疗药物治疗胰腺癌容易产生耐药问题，该问题的产生与胰腺癌显示出高发生率的抑癌基因肿瘤蛋白p53(tumor protein p53,TP53)突变有关[58]；Liu等[59]研究显示，斑蝥酸钠可激活TP53基因功能，改善化疗药物所致的耐药性，其以剂量依赖性方式降低胰腺癌细胞的活力，包括人原发性胰腺癌细胞PANC-1、AsPC-1、SW1990及BXPC-3，并诱导胰腺癌细胞凋亡和DNA损伤。斑蝥酸钠的TP53激活作用可被TP53靶向的短发夹RNA(short hairpin RNA,shRNA)处理强烈消除[59]。此外，斑蝥酸钠还通过JAK2-STAT3通路抑制肿瘤生长，该通路被shRNA-TP53抑制并与吉西他滨联合触发。斑蝥酸钠联合吉西他滨抑制胰腺肿瘤的离体和体内生长效果强于吉西他滨，提示斑蝥酸钠可能是一种具有良好抗胰腺癌功效的潜在药物[59]。

4.6 乳腺癌

乳腺癌已取代肺癌成为全球第一大癌症，乳腺癌的治疗形势严峻，但将斑蝥酸钠应用于乳腺癌的治疗取得了较好的效果。全昌银等[60]研究显示，斑蝥酸钠维生素B6治疗能提高晚期乳腺癌患者疗效和生活质量，降低不良反应的发生；郭晓莺等[61]认为斑蝥酸钠维生素B6辅助乳腺癌化疗可抑制血清白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)、白细胞介素17(interleukin-17,IL-17)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)及巨噬细胞游走抑制因子(macrophage migration inhibitory factor,MIF)的表达，改善患者的免疫功能，提高化疗效果，从而延长患者的生存时间；赵瑞鹏等[62]也证实斑蝥酸钠能提乳腺癌放疗后机体免疫能力，斑蝥酸钠联合其它疗法值得临床推广应用。

4.7 胃癌

胃癌是斑蝥酸钠主要适应症之一，其作用机制的研究也取得了一定的进展。梁枫[63]报道斑蝥酸钠在体外具有抑制人胃癌细胞BGC823株和人食管癌细胞Eca109株增殖的作用，且对胃癌细胞的抑制作用强于对食管癌细胞的抑制，其机理可能与抑制Bcl-2有关，突变型TP53基因表达水平下降可能是斑鳌酸钠抗肿瘤的机理之一；王珍[64]研究显示，斑蝥酸钠可明显抑制裸鼠人胃癌移植瘤的生长及淋巴结转移，其作用机制可能与下调VEGF-C及VEGFR-3蛋白的表达有关，从而降低肿瘤组织中淋巴管的生成和抑制胃癌淋巴转移；单福新等[65]研究显示，给予胃黏膜癌前病变大鼠模型进行斑蝥酸钠注射液给药处理后，与对照组相比，给药组胃黏膜IL-8、炎症因子TNF-α与C反应蛋白表达水平均有所降低，并有效抑制VEGF-C、VEGF-3蛋白的表达，这可能是其抑制胃癌的机制之一；蒋立新[66]研究结果表明，消化道肿瘤切除术后患者应用斑螯酸钠维生素B6注射液可改善患者的免疫功能；甘云辉等[67]认为斑蝥酸钠维生素B6注射液联合奥沙利铂加口服替吉奥(oxaliplatin+tegafur, gimeracil and oteracil porassium capsules，SOX)方案能改善晚期胃癌患者miR-18a、miR-34a表达水平和免疫细胞计数，改善SOX方案的治疗效果，提高其治疗安全性。斑蝥酸钠在除上述癌症治疗中取得系列进展外，在贲门癌[68]、鼻咽癌[69]、胶质母细胞瘤[70]以及恶性胸腔积液[71-72]治疗方面也有显著的疗效。

5 总结与展望

斑蝥酸钠在多种癌症的临床治疗中显示出积极的疗效，尤其是联合其他疗法时能显著降低毒副作用、提高肿瘤患者免疫能力及改善生活质量。然而关于斑蝥酸钠制剂的临床应用，还需观察总结更多符合循证医学要求的高质量临床试验，也需借助现代分子生物学手段深入探索作用机制。有理由认为，更多、更明确的斑蝥酸钠作用机制的发现和阐述，将更好地支撑斑蝥酸钠制剂在临床上的合理应用。