虫类中药在肿瘤治疗中的机制研究进展

刘舒 李抒凝 陈晶

虫类药属于动物药的一部分，除了昆虫以外，还包括一些环节动物、软体动物、节肢动物和小型爬行类脊椎动物等[1]。中医学对虫类药的应用已经有几千年的历史，最早记载虫类药的医书可追溯到汉代《神农本草经》。随着医学的发展，虫类药不仅被广泛应用于内、外、妇、儿各科中，并且对于人类健康大敌——恶性肿瘤的治疗也取得了初步成效[2]。

当前肿瘤的治疗大多是以西医为主，而许多一线抗肿瘤化学药物由于毒性大，需减少用药量，其杀伤活性也随之降低，使药物的作用大打折扣，临床一直难以获得令人满意的收效；放射治疗也一直存在肿瘤组织内有对放射线不敏感的乏氧细胞，即使增大照射量也难以根治的问题[3]。虫类药多具有祛毒邪、破瘀血、消徵积等特性，在抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡和抑制肿瘤细胞炎性因子的表达等方面均有确切疗效。在与西医放化疗联用时也发挥了效用，可增加放疗的敏感性。部分虫类药还兼有扶正祛邪等功效，对于肿瘤的治疗主要体现在抗肿瘤转移以及调节免疫系统功能等方面。

1 抑制肿瘤细胞增殖

大量研究表明，虫类药可通过调节多途径、多靶点对肿瘤细胞的增殖发挥抑制作用。有研究[4-5]发现，β-连环蛋白(β-catenin)是胃癌、结肠癌等胃肠道恶性肿瘤细胞内的关键传输物质。β-catenin转录激活的同时在胃癌的发生和发展中起促进作用。相关研究[6]证实，蜂胶可有效抑制β-catenin的活化，通过诱导促凋亡蛋白Bax增加表达量，同时降低抗凋亡蛋白B淋巴细胞瘤-2(B-cell lymphoma-2，Bcl-2)的表达量以及Bcl-2/Bcl-2相关X蛋白(Bcl-2 associated X protein,Bax)的比值，抑制大鼠胃癌模型中多种肿瘤细胞的增殖，进而推测蜂胶对甲基硝基亚硝基胍诱导的胃癌具有潜在的化学保护作用，但是对于具体成分及抗癌的确切机制还需更进一步的研究。

其他关于虫类药的相关报道显示，从蜈蚣中提取的具有抗肿瘤活性的小分子肽类可通过影响肿瘤细胞的信号传导，调节酪氨酸磷酸化等途径，抑制肝癌细胞的生长增殖[7]；经水提法获取的水蛭提取液对视网膜母细胞瘤具有抑制作用，其机制可能与抑制WERI-RB-1细胞增殖、阻滞细胞周期、阻断细胞侵袭等有关[8]；韩萍[9]通过研究发现，蟾皮中的提取成分酯蟾毒配基在与卵巢癌首选化疗药顺铂联用时，中、高剂量的酯蟾毒配基可协同增加其对卵巢癌SKOV3细胞的抑制作用，其机制可能与经过肌醇磷脂-3-激酶(phosphoinositide 3-kinase，PI3K)/AKT/环磷腺苷效应元件结合蛋白信号通路，调节Caspase-3表达水平有关；金家瑞等[10]在美洲大蠊中提取的抗肿瘤活性组分CⅡ-3是一种小分子多肽，其与环磷酰胺联合治疗H22荷瘤小鼠时，高剂量组的抑瘤率高达57.9%，抑瘤效果高于单用环磷酰胺组，明确了CⅡ-3与环磷酰胺协同抑制肿瘤细胞增殖的作用。

虫类药对肿瘤细胞增殖的抑制作用既可体现于单味药的使用，又可与西医化疗药联用，协同增效发挥其抗肿瘤活性，为抗肿瘤新药的开发研制提供了更多可能性。

2 诱导肿瘤细胞凋亡

细胞凋亡是一个活跃的程序性细胞死亡过程，其主要特征是细胞收缩和卷曲、染色质浓缩与广泛的质膜起泡[11]。调节细胞凋亡的两种主要途径包括线粒体介导的内在凋亡途径和死亡受体诱导的外在凋亡途径，虫类药大多参与介导内在凋亡途径。细胞凋亡过程的紊乱导致细胞增殖和死亡的关系失衡，进而导致肿瘤的发生[12]。因此，恢复细胞活动秩序、促进肿瘤细胞凋亡是治疗肿瘤的最佳方案。

相关研究[13]发现，蚕蛹蛋白水解物(silkworm pupa protein hydrolysate，SPPH)可以通过促进细胞内在凋亡，特异性地抑制人胃癌SGC-7901细胞的增殖，呈浓度和时间依赖性。Bcl-2基因家族在内在凋亡途径的启动中具有关键性作用。SPPH诱导的肿瘤细胞凋亡通过抑制Bcl-2的表达以及诱导Bax的表达来调节Bcl-2蛋白的含量。同时，相关内在凋亡调节因子，包括核糖聚合酶、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(Caspase)-3、Caspase-9、凋亡诱导因子和细胞色素C的表达在蛋白水平上也发生了显著变化。此外，p53是一种肿瘤抑制因子，参与调节多种基因活动，包括细胞凋亡、周期调节、衰老以及DNA修复[14]。SPPH能够以剂量依赖的方式诱导p53的表达，从而诱导肿瘤细胞凋亡。另有研究[15]表明，来源于全蝎中的蝎毒包含活性蛋白、核苷酸、胺类等多种复杂的成分，可以阻滞肿瘤细胞周期，诱导细胞凋亡，作用机制与其能够调节肿瘤细胞代谢的相关信号蛋白(PI3K、Bcl-2、AKT等)和基因(Caspase-3、p53等)有关。牛天力[16]运用体内与体外实验研究验证了蟾酥中有效活性成分华蟾酥毒基与多西他赛两药联用对人激素非依赖性前列腺癌PC3细胞和前列腺癌移植瘤的生长均有显著抑制作用，其治疗效果均优于单药，作用机制可能与调节MCL-1、Bax等细胞凋亡因子，进而诱发细胞凋亡有关。朱紫薇[17]在研究中发现，白露汤(药物组成：干蟾皮30 g、灵芝30 g、白僵蚕15 g、露蜂房15 g)能抑制人肺腺癌A-549细胞的生长，作用明显，联合化疗药顺铂可增强抑制效果，其机制与降低人肺腺癌A-549细胞中乳酸脱氢酶与三磷酸腺苷的水平，抑制癌细胞的能量代谢、调控人肺腺癌A-549细胞中Bax、Bcl-2与Caspase-3等与凋亡相关的蛋白，加速肿瘤细胞的凋亡、抑制与人肺腺癌A-549细胞糖酵解过程中相关的蛋白和基因(如HK2、PKM2等)有关。

调控肿瘤细胞凋亡相关基因是诱导其凋亡的关键因素，多种虫类药均表现出对肿瘤细胞的促凋亡活性。其中，虫类药复方通过药物间的配伍表现出更多方式的诱导作用，基于中医辨证论治理论的虫类药复方对肿瘤细胞凋亡诱导作用的机制值得更深入的探索。

3 抑制肿瘤促炎细胞因子的表达

细胞因子是高度诱导的分泌性蛋白，可介导免疫系统中细胞间的通讯，部分细胞因子可调控炎性肿瘤微环境。其中，白细胞介素-6(interleukin-6，IL-6)、白细胞介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)在乳腺癌的发展过程中起到关键性的作用。IL-6水平的升高被证实会加速乳腺癌的进展[18-19]；而浸润期IL-1β水平显著高于导管原位癌，说明IL-1β水平的升高与肿瘤的进展直接相关[20]；此外，乳腺癌中TNF-α的慢性表达可支持肿瘤的生长和转移。TNF-α细胞数量的增加与肿瘤分级和淋巴结受累增加有关[21-22]，并且TNF-α在肿瘤表型进展较多的患者血清浓度中显著升高[23]。

相关体外实验研究[24]表明，蚕蛹蛋白提取物能显著降低乳腺癌MCF-7细胞中IL-6、IL-1β和TNF-α的表达，通过调节脂质、蛋白质和核酸的生化水平发挥抗肿瘤作用。蚕蛹提取物作用后的MCF-7细胞体积减小，膜表面积相对增大，脂质含量相对增加，与细胞形态的改变一致，这可能是由于细胞凋亡期间脂质利用率降低导致的；同时，作用后MCF-7细胞的蛋白含量相对积分面积减少、磷酸二酯基团(PO2-)组核酸含量降低，表明蚕蛹蛋白提取物对促炎细胞因子的合成有抑制作用。

虫类蛋白对肿瘤的发展有抑制活性，在肿瘤炎性反应中的作用已经被证实，但其确切的作用机制还需进一步研究和阐释。

4 增加放化疗敏感性

4.1 增强肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand，TRAIL)促凋亡效应

TRAIL可诱导多种恶性肿瘤细胞凋亡。TRAIL联合化疗、放疗治疗多种恶性肿瘤可提高治疗率。然而，包括人肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)在内的多种恶性肿瘤表现出对TRAIL诱导的细胞凋亡的耐药性。HCC细胞在体内和体外均对TRAIL的治疗产生耐药性[25-27]，这是TRAIL治疗肝癌的主要障碍[28-29]。相关研究[30]发现，蜂毒素是一种从蜂毒中提取的水溶性26氨基酸肽，它可以通过激活钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ/转化生长因子激酶1-c-Jun氨基末端激酶/p38通路，同时抑制核因子κB激酶抑制剂/核因子κB通路，提升TRAIL在HCC细胞中的促凋亡效应，继而增加蜂毒素与TRAIL联用对放化疗的敏感性。

4.2 激活活性氧(reactive oxygen species，ROS)途径

众多研究表明，氧化应激可能是参与细胞凋亡和诱导坏死的机制，ROS主要由细胞内线粒体产生，其水平升高会破坏细胞微环境，导致细胞周期停滞，甚至死亡[31]。方为扬等[32]通过研究发现，蟾酥的主要有效成分蟾毒灵可增加食管癌Kyse150细胞株对放疗的敏感性、增加放射线诱导的Kyse150细胞株凋亡数量，其作用原理可能与蟾毒灵激活ROS途径有关，但具体机制仍需后续进一步探讨。

虫类药与放化疗联合的中西医结合疗法通过增加放化疗的敏感性，降低治疗剂量，减轻不良反应，提高患者生存质量。因此，其作用机制的深入研究对提高肿瘤治疗率有深远的意义。

5 抗肿瘤转移

肿瘤转移是一个多步骤的过程，涉及肿瘤细胞与原发肿瘤的脱离、与细胞外基质或基底膜的粘附、迁移、侵袭、血管生成和转移性肿瘤细胞的生长[33]。

5.1 抗肿瘤细胞迁移

相关研究[34]发现，从土鳖虫中纯化的一种新的抗癌蛋白EPS72可通过诱导肿瘤细胞脱落的凋亡性死亡、抑制人肺癌A-549细胞与细胞外基质蛋白FN和Col IV的粘附等途径抗肿瘤转移。EPS72能够破坏肿瘤细胞附着和脱离之间的动态平衡，而这种平衡主要调节细胞的运动性，是肿瘤细胞转移的前提条件。同时，EPS72对A-549肿瘤细胞的迁移和侵袭活性有抑制作用，表明EPS72在体外具有抗转移活性。

5.2 提高基质金属蛋白酶抑制剂(tissue inhibitor metalloprotease，TIMP)水平

另有研究[35]发现，TIMP可通过与内皮细胞上的α3β1整合素相互作用而减少内皮细胞的增殖和迁移，从而抗肿瘤转移。从蜣螂中提取的聚合物糖胺聚糖(glycosaminoglycan，GAG)能够显著升高TIMP-2水平，增加黑色素瘤小鼠的存活时间并减少黑色素瘤的大小。同时，GAG还可以通过调节黑色素瘤小鼠的基因表达水平，抑制恶性转化和肿瘤转移，表明GAG可能是细胞之间以及细胞与细胞外基质间的主要通讯媒介[36]。

肿瘤转移扩散是导致患者死亡的一大原因，虫类药已经被确认可以降低或阻断转移的进展，其活性成分作用机制的进一步展开是新药研发的重要思路。

6 增强免疫系统功能

免疫功能低下是患者罹患肿瘤的一个重要原因，而西医放化疗法又会对肿瘤患者的免疫系统造成很大伤害，形成恶性循环，导致肿瘤难以治愈。有研究显示，虫类药可通过提高肿瘤患者免疫功能而发挥其抗肿瘤作用。

郝晓伟等[37]在蛴螬中提取均一性多糖组分HDPS-2Ⅱ，通过体内外抗肿瘤活性研究，证实虽然HDPS-2Ⅱ对于体外肝癌细胞的增殖抑制不明显，但可有效减缓肝癌细胞的迁移，且对于增加肝癌移植瘤小鼠脾脏指数、白细胞以及淋巴细胞数量的作用强于环磷酰胺，并体现出剂量依赖性。免疫组化实验表明，HDPS-2Ⅱ能够抑制局部肿瘤微血管形成。上述结果提示，HDPS-2Ⅱ抗肿瘤作用可能与调节免疫系统等机制相关。谢斌等[38]对虻虫进行了在肝癌免疫功能方面的治疗研究，实验结果表明，高剂量虻虫可显著提高H22荷瘤小鼠的脾指数及IL-2水平，且高于化疗药5-FU。由此可推断，虻虫抗肿瘤机理可能与提高机体免疫系统功能相关。

随着肿瘤治疗思路的不断转换，中医扶正祛邪的思想逐渐被重视，虫类药含有多种与免疫机能相关的活性成分，对其作用机制的进一步探究有望成为肿瘤治疗的一大突破点。

7 结语与展望

近年来，西医化疗药在临床使用过程中不断出现耐药性、晚期肿瘤患者对放射治疗的敏感性降低等问题。因此，提高治疗效果、改善肿瘤患者生活质量、延长生命时限是当前肿瘤治疗的当务之急，肿瘤的临床治疗迫切需要新思路、新进展，而虫类药在这些方面的研究已取得一定的成果。随着虫类药治疗肿瘤的理论研究越来越成熟，临床应用前景越来越广阔，相信未来对于虫类药的研究和开发应用，一定会取得更加光辉灿烂的成果。但需要注意的是，应用于肿瘤治疗的虫类药大多具有毒性，需谨慎使用，使其效捷而不猛悍，避免产生不必要的毒副作用。