中医药治疗肺癌作用机制的研究进展

中医药治疗肺癌作用机制的研究进展

上海中医药大学附属龙华医院上海200032

【摘要】肺癌是最常见的恶性肿瘤之一,中医药防治肺癌中具有稳定病灶、改善症状、提高生活质量、延长生存期等优势,其机制主要涉及调节机体免疫功能、抑制肿瘤血管生成、诱导肿瘤细胞凋亡、逆转多药耐药等方面。

【关键词】肺癌;中医药;机制研究;综述

原发性支气管肺癌(简称肺癌)是临床常见的恶性肿瘤之一,目前是全球范围内男性死亡率第一、女性死亡率第二的恶性肿瘤[1]。目前肺癌的治疗手段包括手术治疗、放疗、化疗、靶向治疗、免疫治疗、中医药治疗。越来越多的研究结果显示,中医药在肺癌的治疗中具有稳定病灶、改善症状、提高生活质量、延长生存期等优势,其作用机制也在不断被探索。目前中医药治疗肺癌的作用机制主要包括调节机体免疫功能、抑制肿瘤血管生成、诱导肿瘤细胞凋亡、逆转多药耐药等方面。现将近5年相关研究综述如下:

1调节机体免疫功能

1.1增强机体免疫监视与杀伤

越来越多的研究报道中医药具有提高机体免疫功能的作用,增强机体免疫功能主要通过增强细胞毒T细胞、巨噬细胞和自然杀伤(naturalkiller,NK)细胞的免疫监视和杀伤功能等实现抗肿瘤作用。于滨等[2]研究发现加味香砂六君子汤能提高晚期肺癌患者CD3、CD4、CD4/CD8、CD56,较治疗前明显升高(P<0.05),提示加味香砂六君子汤能增强晚期肺癌患者的T细胞免疫功能。

1.2逆转肺癌免疫抑制微环境

免疫抑制是肿瘤微环境的核心特征之一,近年来的研究显示,中医药治疗肿瘤的主要优势在于改善机体微环境,且已有更多研究方向逐渐从单纯的杀伤肿瘤细胞转向干预其发生发展的肿瘤微环境。肿瘤免疫抑制微环境的形成是一个复杂的分子机制,主要与非经典的HLA的类分子的表达、免疫抑制因子的表达、FAS/FASL系统、共刺激信号的表达异常、肿瘤相关巨噬细胞(tumorassociatedmacrophages,TAM)、调节性T细胞(regulatoryTcell,Treg)、髓源性抑制细胞(myeloid-derivedsuppressorcell,MDSC)相关[3]。方美花等[4]研究健脾解毒中药方对Lewis肺癌小鼠脾脏CD4+CD25+Treg细胞的影响,结果显示荷瘤中药组CD4+CD25+Treg细胞占CD4+T细胞的比例明显低于单纯模型组(P<0.05),提示用中药健脾解毒方干预的小鼠可使脾脏中的Treg细胞的数量降低。郭冬梅等[5]发现扶正散结方可通过上调IFN-γ含量,下调IL-4含量,逆转Th1/Th2向Th2漂移,抑制肿瘤免疫逃逸,从而改善CTX对小鼠免疫功能抑制。张星星等[6]研究表明芪玉三龙汤中药高剂量组与模型组相比,能明显降低Lewis肺癌小鼠脾脏组织及肿瘤组织中PD-1mRNA及PD-1蛋白表达(P<0.01),提示芪玉三龙汤能通过降低PD-1/PD-L1调节免疫,抑制肺癌移植瘤生长。白立立[7]研究发现康莱特可通过抑制MDSC表达来增强Lewis肺癌小鼠的免疫功能,从而抑制肿瘤生长。

2抑制肿瘤血管生成

肿瘤新生血管与肺癌的生长、浸润和转移密切相关,而肿瘤的抗血管生成仍是抗肿瘤疗法中主要的研究方向之一。抗血管生成的机制主要有以下几条途径:抑制基质金属蛋白酶、抑制血管生成因子、抑制MAPK通路、抑制血管内皮细胞增殖、抑制PI3K/Akt信号通路、抑制Dll4-Notch通路[8]。抑制肺癌血管生成的中药作用机制研究主要包括对中药单体、中药有效部位、中药复方制剂、联合用药的研究[8]。

川芎嗪是中药川芎的有效成分,王布等[9]研究川芎嗪联合顺铂对Lewis肺癌小鼠移植瘤生长及微血管生成的影响,结果显示经川芎嗪治疗后,肿瘤组织内的微血管密度(microvesseldensity,MVD)计数明显低于模型组(P<0.05),提示川芎嗪可通过促进锌指蛋白4(KLF4)表达、抑制血管内皮生长因子(vascularendothelialgrowthfactor,VEGF)表达抑制肿瘤微血管生成,从而抑制肿瘤生长。康莱特注射液是由中药薏苡仁提炼制备的具有较好抗肿瘤作用的液体制剂。研究显示,康莱特可抑制Lewis肺癌小鼠的血管生成,其机制可能是下调VEGF及其受体激酶插入结构域受体(kinase-insertdomain-containingreceptor,KDR)的表达[10]。游捷等[11]研究发现肺积方具有抑制肿瘤血管生成、促进肿瘤血管正常化的作用,其机制与增加肿瘤血管壁Ⅳ型胶原(Collagen-Ⅳ)及血管平滑肌抗体(a-SMA)覆盖率相关。而越来越多的研究显示,联合用药可协同抑制血管生成,如川芎嗪联合顺铂对小鼠Lewis肺癌的抑瘤率更高,抑制VEGF表达、促进KLF4表达的作用更强[9]。同样,康莱特联合吉非替尼治疗有协同抗肿瘤血管生成的作用,其VEGF、KDR蛋白水平的下调更明显[10]。

3诱导肿瘤细胞凋亡

细胞凋亡又称程序性细胞死亡(programmedcelldeath,PCD),是指细胞在一定的生理或病理条件下,遵循自身的程序,由基因调控的主动的死亡过程。

3.1阻滞肿瘤细胞增殖周期

细胞周期失控是癌变的重要原因之一,肿瘤细胞增殖周期分为G1期、S期、G2期、M期。研究显示中药可通过干预肿瘤细胞的增殖周期发挥抗肿瘤作用。王红等[12]报道了人参皂苷CK可抑制人肺腺癌A549细胞的增殖并诱导其凋亡,其机制是将细胞周期阻滞在G0/G1期。郭秀伟等[13]研究发现鸡血藤含药血清可通过阻滞人肺癌PG细胞于G2/M期,从而诱发凋亡、阻滞增殖。

3.2调控凋亡基因

肺癌细胞诱导凋亡基因包括半胱天冬氨酸酶(cysteineproteinaseswithspecificityforasparticacidresidues,Caspase)家族、Bcl-2蛋白家族、凋亡蛋白激活因子1(Apoptoticproteaseactivatingfactor1,Apaf-1)、p53抑癌基、结合基序蛋白5(RNAbindingmotifprotein5,RBM5)、基质相互作用因子1(Stromalinteractionmolecule1,STIM1)和Orail、Let-7家族、性别决定区域Y基因2(SexdeterminingregionY-box2,SOX2)[14]。中医药诱导肺癌细胞凋亡的研究主要为对中药单体及中药复方调控基因诱导细胞凋亡的研究。

目前对单体的研究较为广泛,技术较为成熟。澳洲茄碱提取于中药龙葵,黄文斯等[15]研究表明澳洲茄碱可通过上调促凋亡相关蛋白Bax、CASP3表达(P<0.05)、下调抑凋亡基因蛋白Bcl2表达(P<0.05),从而促进细胞凋亡,诱导肺癌细胞株H446凋亡。黄恺飞等[16]研究发现汉黄芩素可诱导肺癌细胞A549的凋亡,其机制可能与下调Bcl-2、Survivin蛋白表达、上调Bax蛋白表达有关。

除了中药单体,尚有更多对于中药复方干预癌基因表达、诱导肿瘤细胞凋亡的研究。徐银娣[17]研究发现自拟肺抑宁2号能通过下调mtp53和Bcl-2蛋白表达诱导肺癌细胞凋亡。杨骏等[18]研究扶正消积胶囊对人肺癌细胞株A549增殖抑制及凋亡的影响,结果表明扶正扶正消积胶囊能通过上调Bax表达,下调Bcl-2表达,激活Caspase-3、Caspase-9、PARP的活性,诱导人肺癌细胞的凋亡。

3.3干预肿瘤细胞信号通路

随着对信号通路及其与肿瘤关系的进一步深入研究,越来越多的信号通路被发现。肺癌发生发展过程中存在许多关键的信号通路,主要包括Wnt信号通路、JAK-STAT信号通路、PI3K/Akt/mTOR信号通路、MAPKs信号通路、Ras信号通路Hdgehog信号通路等[19]。

Wnt信号通路作为细胞信号传导系统之一,与肺癌的发生密切相关,其中研究最多的为Wnt经典途径(Wnt/β-cateninpathway)。Wnt/β-catenin信号通路具有多种下游靶基因,一旦这些基因被启动,细胞就会异常增殖。吴存恩[20]研究发现肉桂中含有的挥发油成分桂皮醛能通过抑制Wnt/β-catenin信号通路,逆转人非小细胞肺癌细胞上皮间质转化。宋璟[19]研究表明复方桂术胶囊(黄芪、肉桂、法夏、瓜蒌皮、仙鹤草等)对小鼠Lewis肺癌具有明显的抑制作用,且能抑制β-catenin和cyclinD1的异常表达,由此推断阻滞Wnt/β-catenin信号通路可能是其抗肿瘤的机制之一。

除了经典的Wnt通路外,还有其他信号通路与肺癌的发生发展相关。尚亚丽[21]研究发现补肾疏肝方能通过PTEN-PI3K-AKT信号通路抑制肺腺癌A549细胞的增殖和转移。罗花英等[22]发现大黄素可通过调控AKT信号通路,上调促凋亡因子Bad和cleaved-caspase-3蛋白的表达,下调抗凋亡因子p-AKT和Bcl-2蛋白的表达,从而诱导肺癌A549细胞凋亡。内质网应激(endoplasmicreticulumstress,ESR)启动的凋亡途径是近些年发现的一种新的凋亡途径,李晓娟等[23]研究发现丹参二萜醌作为中药丹参的重要组分可触发PC9细胞内质网应激,其诱导细胞凋亡的机制与激活PERK/EIF2α通路密切相关。

4逆转多药耐药

多药耐药(Multidrugresistance,MDR)是指肿瘤细胞一旦对某种化疗药物产生耐药,就可以对结构、细胞作用靶点、作用机制不同的多种化疗药物产生交叉性耐药[24]。MDR的机制异常复杂,涉及多种耐药蛋白,是多基因多途径广泛参与的过程。中药逆转肺癌MDR的机制主要机制包括:抑制膜转运蛋白的表达、抑制谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)-πmRNA的表达、抑制抗凋亡通路激活及抗凋亡基因表达、提高细胞内化疗药物浓度等[25]。文献报道显示[26],多种中药提取物的有效单体成分、中药复方、中药注射液,可作为肺癌MDR逆转剂,其中对中药单体研究更为广泛。

研究显示[27-29],大黄酸、浙贝母碱、雷公藤甲素等中药单体可通过抑制膜转运蛋白耐药相关蛋白(MRP)、P-糖蛋白(P-gp)功能逆转MDR。如唐晓勇等[28]研究发现浙贝母碱可逆转肺癌A549/顺铂(DDP)细胞株的MDR,其机制可能与促进耐药细胞凋亡、下调肺耐药蛋白(LRP)有关。

同样,中药复方也可逆转MDR,易佳丽等[30]研究补中益气汤含药血清可逆转A549/DDP细胞的顺铂耐药,其逆转机制可能与减少细胞内磷酸化丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(p-Akt)和P-gp的表达,增强A549/DDP对DDP的敏感性有关。张莹等[31-32]通过研究发现消岩汤含药血清作用下A549/DDP细胞多药耐药基因MDR1、MRP1、LRP及其产物P-gP、MRP1、LRP蛋白的表达水平降低,揭示消岩汤逆转肺癌耐药可能与抑制P-gP、MRP1、LRP蛋白功能及其基因的表达相关。

此外,还有对中药注射液的研究,葛淑瑜等[33]通过实验证明消癌平可逆战厄洛替尼NSCLC耐药,其机制可能是通过下调EGFR下游通路PI3K的表达,进而提高Caspase-3活性来实现。韦巧玲等[34]研究证明β-榄香烯通过抑制P21基因、蛋白表达逆转移肺癌化疗耐药,并且与CDK8-P21通路无关。

5问题与展望

综上所述,中医药治疗肺癌的作用机制十分复杂,从多途径、多靶点发挥抗肿瘤作用。作用机制的研究主要分为对中药单体、中药复方、中药制剂及联合用药的研究,虽然中医药治疗肺癌作用机制的研究不断向基因、信号通路、细胞因子等方向深入,但仍存在一些问题。其中对于中药单体的研究缺乏系统性、且多为实验研究。中药复方的成分复杂,具有较多作用靶点,而多数研究只选择其中一个或几个靶点进行研究。相信随着分子生物学、基因等技术的发展,会给今后的研究带来新的思路,期待更多创新性、突破性的研究成果来揭示中医药治疗肺癌的作用机制。

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