中醫(yī)藥在抗腫瘤血管生成中的應(yīng)用

中醫(yī)藥在抗腫瘤血管生成中的應(yīng)用

1973年，folkman首次提出腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移具有血管依賴，腫瘤血管生長(zhǎng)調(diào)節(jié)機(jī)制和抗血管生成對(duì)腫瘤治療的重要性引起了人們的關(guān)注。腫瘤血管生成是腫瘤生長(zhǎng)、轉(zhuǎn)移過(guò)程中不可缺少的生物過(guò)程,如果沒(méi)有新生血管生成,腫瘤的生長(zhǎng)不超過(guò)1~2mm。腫瘤的轉(zhuǎn)移也是通過(guò)新生血管將腫瘤細(xì)胞運(yùn)送到大循環(huán)中從而轉(zhuǎn)移到靶器官。因此,以腫瘤血管生成的各個(gè)環(huán)節(jié)及其發(fā)生過(guò)程中的生化改變?yōu)榘悬c(diǎn)研制腫瘤血管生成抑制劑,控制腫瘤生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移已經(jīng)成為腫瘤防治的一個(gè)重要途徑。由于在正常成人中,除了創(chuàng)傷愈合及生殖周期外,幾乎所有的新生血管生成都是病理性的,因此,選擇性地抑制新生血管生成的抗腫瘤血管治療有其特殊的優(yōu)勢(shì),并且,血管內(nèi)皮細(xì)胞暴露于血液中,藥物易于到達(dá)靶點(diǎn)而發(fā)揮作用;由于抗血管生成治療對(duì)象是遺傳特性較為穩(wěn)定的血管內(nèi)皮細(xì)胞,并非易于突變的腫瘤細(xì)胞,因此不易產(chǎn)生耐藥。中藥是我國(guó)的特色,傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)與現(xiàn)代醫(yī)學(xué)結(jié)合是中醫(yī)藥學(xué)的一個(gè)具有良好前景的發(fā)展方向,研究發(fā)現(xiàn)許多中藥有明顯的抗新生血管作用,在抑制腫瘤新生血管生成中具有良好的開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景。本文對(duì)中藥抑制腫瘤血管生成作用的研究進(jìn)行綜述。1腫瘤血管生成機(jī)制與腫瘤血管生成之間的限制1.1血管調(diào)控平衡學(xué)說(shuō)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為:腫瘤血管生成是一個(gè)多步驟的過(guò)程,首先,由于養(yǎng)分供應(yīng)不足、缺氧等因素啟動(dòng)“血管生成開(kāi)關(guān)”,腫瘤細(xì)胞及其它相關(guān)細(xì)胞,如血管內(nèi)皮細(xì)胞釋放出多種血管生成因子,如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF),在血管生成因子的作用下,血管內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生形態(tài)改變,包括細(xì)胞器數(shù)目的增多、大小的改變以及偽足的形成;內(nèi)皮細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞分泌蛋白水解酶(如基質(zhì)金屬蛋白酶,MMPs),降解細(xì)胞外基質(zhì)和毛細(xì)血管基底膜,以利于內(nèi)皮細(xì)胞通過(guò)基底膜遷移;內(nèi)皮細(xì)胞從毛細(xì)血管后微靜脈遷移出來(lái),形成新生血管。同時(shí),內(nèi)皮細(xì)胞對(duì)整合素具有高表達(dá),在內(nèi)皮細(xì)胞遷移過(guò)程中,整合素介導(dǎo)細(xì)胞與基質(zhì)的相互作用,它一方面由于黏附特性促進(jìn)細(xì)胞與基質(zhì)的結(jié)合,另一方面在新生血管內(nèi)皮細(xì)胞的生長(zhǎng)、存活和分化中起調(diào)節(jié)作用。新生血管連接到微循環(huán)中而發(fā)揮作用。在新生血管形成過(guò)程中,血管生成促進(jìn)因子和血管生成抑制因子起著重要作用,在正常血管中,血管生成促進(jìn)因子和血管生成抑制因子處于平衡狀態(tài),即血管調(diào)控平衡學(xué)說(shuō)。在腫瘤組織中,血管生成促進(jìn)因子過(guò)度表達(dá),而血管生成抑制因子表達(dá)過(guò)低,改變了二者之間的平衡,導(dǎo)致腫瘤血管過(guò)度生長(zhǎng)。血管生成促進(jìn)因子主要有:內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF-A,B,C,D)、酸性及堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(αFGF、βFGF)、血小板源性生長(zhǎng)因子(PDGF)、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(TGF)、表皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子(EGF)等。其中VEGF起主要作用,它是一種高度特異的內(nèi)皮細(xì)胞有絲分裂素,其主要功能是:(1)選擇性地增強(qiáng)內(nèi)皮細(xì)胞有絲分裂,刺激內(nèi)皮細(xì)胞增殖,并促進(jìn)血管生成;(2)提高血管尤其是微小血管的滲透性,使血漿大分子外滲沉積在血管外基質(zhì)中,為腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)和新生毛細(xì)血管網(wǎng)建立營(yíng)養(yǎng)條件。血管生成抑制因子主要有:血管抑素、內(nèi)皮抑素、血小板因子-4等。抑制腫瘤血管生成的途徑主要包括:(1)直接抑制內(nèi)皮細(xì)胞增殖;(2)抑制腫瘤血管生成因子(如VEGF)的表達(dá)與釋放、阻斷腫瘤血管生成因子的作用;(3)促進(jìn)腫瘤血管生成抑制因子(如PF-4)的表達(dá);(4)抑制蛋白水解酶(如基質(zhì)金屬蛋白酶)的活性,從而抑制基底膜的降解;(5)抑制內(nèi)皮細(xì)胞整合素的作用,阻斷血管內(nèi)皮細(xì)胞與基質(zhì)之間的相互作用;(6)非特異性作用機(jī)制,如白介素-12、鈣通道阻斷劑等。1.2從“絡(luò)道殖變”認(rèn)識(shí)病機(jī),從“是理性思維”的病機(jī)以屬性則“是絡(luò)道昌變”說(shuō),現(xiàn)有病機(jī)之氣即為傳統(tǒng)中醫(yī)理論認(rèn)為,腫瘤系由正氣不足、外邪侵襲致體內(nèi)痰飲、血瘀等多種病理產(chǎn)物搏結(jié)而成,屬中醫(yī)“積”、“巖”的范疇。中醫(yī)學(xué)對(duì)腫瘤血管生成可用“絡(luò)道亢變”理論解釋,相當(dāng)于中醫(yī)癌病“絡(luò)道亢進(jìn)、絡(luò)脈生成”的病機(jī)。認(rèn)為腫瘤血管生成是由于諸邪侵襲機(jī)體,正邪交爭(zhēng),致使絡(luò)脈微環(huán)境穩(wěn)態(tài)破壞,陰陽(yáng)自穩(wěn)調(diào)節(jié)作用失司,絡(luò)道亢進(jìn)。從中醫(yī)對(duì)癌病的認(rèn)識(shí)出發(fā),腫瘤血管生成的過(guò)程可以概括為:瘀血、痰濁、濕毒等諸邪長(zhǎng)期互結(jié)于絡(luò)道,邪毒內(nèi)蘊(yùn)阻迫,致使絡(luò)道恣行,增生無(wú)制,亢而為變,引起絡(luò)脈生成的結(jié)果。而“絡(luò)”又是內(nèi)外之邪侵襲的通路與途徑;絡(luò)脈為疾病傳變的中心環(huán)節(jié)。因此,腫瘤血管生成的中醫(yī)病機(jī)之要可概括為絡(luò)脈的“亢、變、增”。按照中醫(yī)的“絡(luò)道亢變”理論,針對(duì)腫瘤血管生成的治療應(yīng)著力恢復(fù)與暢達(dá)絡(luò)脈至生理狀態(tài)。對(duì)于腫瘤治療用藥,即可在攻毒扶正之味的基礎(chǔ)上佐以治療絡(luò)病之藥。近年來(lái)抗腫瘤血管方面研究表明中藥活血藥、攻毒藥、補(bǔ)益藥等三類(lèi)運(yùn)用較多;特別是活血化瘀藥,已發(fā)現(xiàn)有多鐘單方、中藥提取物及復(fù)方可抑制腫瘤血管生長(zhǎng)因子的活性、分泌或表達(dá)。其對(duì)非腫瘤狀態(tài)下的瘀阻血絡(luò)可以起到“通”的作用,而對(duì)腫瘤的血絡(luò)則是發(fā)揮阻抑效能。2中醫(yī)對(duì)腫瘤血管生成的抑制作用的現(xiàn)代研究方法目前,中藥抑制腫瘤血管生成作用主要通過(guò)下列方法測(cè)定。2.1經(jīng)典的血管生成評(píng)價(jià)方法雞胚絨毛膜尿囊(CAM)毛細(xì)血管生成實(shí)驗(yàn)是最經(jīng)典的血管生成評(píng)價(jià)方法,也是應(yīng)用最多的模型。此外,還有倉(cāng)鼠頰窩、兔耳、動(dòng)物背部皮膚和氣囊、卵黃囊膜、動(dòng)物虹膜和無(wú)血管的角膜等模型。2.2血管內(nèi)皮形態(tài)觀察通過(guò)細(xì)胞形態(tài)學(xué)方法、流式細(xì)胞儀分析等技術(shù),觀察血管內(nèi)皮細(xì)胞與藥物作用后數(shù)量與形態(tài)的變化。常用的模型有血管內(nèi)皮細(xì)胞模型(如牛動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞模型)、內(nèi)皮細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞共培養(yǎng)模型。2.3水平測(cè)量通過(guò)分子生物學(xué)技術(shù),測(cè)定藥物對(duì)血管生成因子及受體基因的表達(dá)、血管生成促進(jìn)與抑制因子及其受體的水平、基質(zhì)金屬蛋白酶的水平等的作用。3中醫(yī)藥對(duì)腫瘤血管生成的抑制作用許多中藥單體具有抑制腫瘤血管生成作用,研究較多的有:3.1去甲斑素去甲斑蝥素具有消腫破瘀、解毒、消炎、抗癌、通經(jīng)、殺蟲(chóng)等作用。莫日根等通過(guò)體外培養(yǎng)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞研究去甲斑蝥素抑制腫瘤血管形成作用,結(jié)果顯示,去甲斑蝥素對(duì)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞有顯著的生長(zhǎng)抑制作用,藥效呈時(shí)間依賴性,并在一定范圍內(nèi)與劑量呈正相關(guān)。以為去甲斑蝥素對(duì)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞有較強(qiáng)的細(xì)胞毒作用,并能抑制細(xì)胞正常分裂。許多研究還證明:去甲斑蝥素能夠降低VEGF特異性受體Flk的表達(dá),抑制VEGF分泌。3.2人參皂蚤對(duì)新生血管的影響人參皂甙-Rg3是人參的有效化學(xué)成分。具有扶正固本之功效,屬于補(bǔ)益藥。通過(guò)雞胚絨毛膜尿囊實(shí)驗(yàn)證明:人參皂甙Rg3能抑制新生血管生成。對(duì)其抑制新生血管生成機(jī)理的研究認(rèn)為:人參皂甙-Rg3通過(guò)下調(diào)VEGF等的mRNA及受體的表達(dá),使VEGF水平降低,并且血管內(nèi)皮細(xì)胞對(duì)VEGF敏感性降低,從而抑制腫瘤血管生成。3.3抑制新生血管生成姜黃素是中藥姜黃、郁金和莪術(shù)的有效成分之一,姜黃、郁金和莪術(shù)為活血化瘀藥。雞胚絨毛膜尿囊實(shí)驗(yàn)證明姜黃素具有抑制新生血管生成作用。通過(guò)對(duì)腫瘤細(xì)胞MC-7721的作用研究,認(rèn)為姜黃素抑制腫瘤血管生成的機(jī)制有以下幾個(gè)方面:(1)影響細(xì)胞增殖周期和誘導(dǎo)凋亡,從而直接抑制腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖;(2)下調(diào)腫瘤VEGF的表達(dá);(3)抑制基質(zhì)金屬蛋白酶的活性。3.4血管內(nèi)皮和諧作用紅素是從雷公藤根部分離出來(lái)的生物活性單體,具有活血化瘀、清熱涼血、消炎消腫等藥理作用。紅素對(duì)新生血管的抑制作用是多方面的:它可抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖、抑制小管形成能力、抑制遷移等。研究表明,紅素能夠明顯抑制內(nèi)皮細(xì)胞株ECV304增殖(IC50為1.33μg·mL-1),低濃度(5μg·mL-1、10μg·mL-1、15μg·mL-1)時(shí)主要引起血管內(nèi)皮細(xì)胞S期受阻,高濃度(20μg·mL-1)同時(shí)還表現(xiàn)為細(xì)胞毒作用,引起血管內(nèi)皮細(xì)胞壞死。3.5薏養(yǎng)殖血管自由基活性薏苡仁油是從薏苡仁提取的,商品名為康萊特注射液(KLT)。其主要藥理活性成分是脂肪酸及脂類(lèi)化合物,另外還含有甾醇類(lèi)、三萜類(lèi)、多糖類(lèi)化合物,其中甘油三酯類(lèi)被認(rèn)為是抗腫瘤的活性成分。通過(guò)體外培養(yǎng)大鼠主動(dòng)脈環(huán)的試驗(yàn)證明,10μg·mL-1的薏苡仁油即能明顯抑制新生血管形成,加速血管進(jìn)入衰退期。以為其可能機(jī)制是:薏苡仁油可抑制血管內(nèi)皮分裂和遷移,抑制腫瘤細(xì)胞釋放血管生成促進(jìn)因子,阻斷血管生成促進(jìn)因子受體,干擾內(nèi)皮細(xì)胞分化成完整毛細(xì)血管,防止新生血管與宿主血管間吻合。3.6作細(xì)胞毒性作用CAE-B是蘇木的有效成分。蘇木有活血化瘀、消腫止痛的作用。惡性腫瘤可分泌惡性腫瘤特異生長(zhǎng)因子(TSGF),其對(duì)腫瘤細(xì)胞及周邊毛細(xì)血管的生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用。實(shí)驗(yàn)表明,CAE-B能顯著降低荷瘤鼠血清中TSGF水平,從而阻礙腫瘤引發(fā)的周?chē)茉錾?.7p33和k-b基因?qū)θ橄侔﹙egf表達(dá)的影響槲皮素具有祛風(fēng)除濕、活血化瘀、通絡(luò)止痛、清熱解毒等等多種藥理作用。孔令泉等應(yīng)用乳腺癌大鼠模型進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)槲皮素能夠顯著降低乳腺癌組織微血管密度,明顯減少乳腺癌組織中VEGF的表達(dá)。認(rèn)為可能的機(jī)制是:(1)VEGF受體具有TPK活性,而槲皮素具有抑制TPK活性的作用;(2)突變型p53基因可上調(diào)腫瘤VEGF的表達(dá),而槲皮素可明顯抑制突變型p53蛋白的表達(dá),并呈劑量依賴性;(3)ras基因可上調(diào)腫瘤VEGF的表達(dá),而槲皮素可抑制ras基因表達(dá)。3.8常用的化療藥物傳統(tǒng)中藥蟾酥是一味古今常用的抗腫瘤中藥,而B(niǎo)ufalin是從蟾酥中提取的抗癌有效成分。通過(guò)Bufalin對(duì)體外培養(yǎng)的牛主動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞的作用的研究表明,5nmol/LBufalin即可顯著抑制毛細(xì)血管生成,流式細(xì)胞儀分析可見(jiàn)血管內(nèi)皮細(xì)胞阻滯于G2/M期,細(xì)胞增殖受到抑制。3.9化療栓塞抑制了腫瘤新生血管的形成白及為止血藥。白及提取物可抑制腫瘤血管生長(zhǎng)因子與其受體的結(jié)合,并有很強(qiáng)的血管栓塞作用,可在發(fā)揮化療栓塞作用的同時(shí)抑制動(dòng)脈化療栓塞后腫瘤新生血管的形成。馮敢生等發(fā)現(xiàn)經(jīng)白及處理后的肝癌Hep-G2細(xì)胞上清液可明顯抑制ECV304內(nèi)皮細(xì)胞增殖,且抑制率與劑量成正比,推測(cè)白及提取物可以通過(guò)影響腫瘤血管生長(zhǎng)因子與其受體的結(jié)合而抑制腫瘤血管生成。3.10對(duì)血管生成的作用熊果酸又名烏索酸、烏素酸,屬三萜類(lèi)化合物。存在于杜鵑花科植物熊果的葉、果實(shí)中,玄參科植物毛泡洞的葉中,木犀科植物女貞的葉中等,具有鎮(zhèn)靜、抗炎、抗菌、抗癌、提高機(jī)體免疫力等多種生物學(xué)效應(yīng)。Sohn等用雞胚絨毛膜尿囊實(shí)驗(yàn)研究了熊果酸的抗腫瘤血管生成作用,發(fā)現(xiàn)熊果酸抗腫瘤新生血管生成的有效濃度為4nmol/egg,ID50為10nmol/egg,該濃度下熊果酸無(wú)細(xì)胞毒作用,熊果酸抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖的ID50為5μg·mL-1,表明熊果酸有很強(qiáng)的血管生成抑制作用。此外,文獻(xiàn)報(bào)道的具有抑制腫瘤血管生成的藥物還有:青蒿琥酯、苦參素、黃芪、鯊魚(yú)軟骨、蝎毒、咖啡酸鈉、昆布多糖硫酸酯、綠茶提取物等。與中藥單體抑制腫瘤血管生成作用的研究相比,中藥復(fù)方的研究相對(duì)較少,主要有:固本消瘤膠囊:固本消瘤膠囊由西洋參、冬蟲(chóng)夏草、全蝎、水蛭、浙貝母等組成,具有益氣培本、活血散結(jié)等功效。楊國(guó)旺等通過(guò)免疫組化染色S-P法、病理彩色圖像定量分析法檢測(cè)了荷瘤小鼠腫瘤組織中微血管密度、VEGE表達(dá),證明固本消瘤膠囊具有抗腫瘤血管生成作用。參麥注射液:參麥注射液具有益氣養(yǎng)陰功效。通過(guò)免疫組織化學(xué)分析表明參麥注射液可降低腫瘤組織中微血管密度,減少細(xì)胞增殖核抗原(PCNA)的表達(dá)。雞胚絨毛膜尿囊毛細(xì)血管生成實(shí)驗(yàn)和牛血管內(nèi)皮細(xì)胞實(shí)驗(yàn)也證明參麥可以抑制雞胚絨毛膜尿囊血管生成,抑制牛內(nèi)皮細(xì)胞增殖和遷移。肺巖寧:肺巖寧由黃芪、白術(shù)等組成,具有益氣養(yǎng)精、解毒抗癌等功效。肺巖寧具有抗肺癌侵襲轉(zhuǎn)移的作用,可減少VEGF的分泌,抑制新生血管生成。此外,文獻(xiàn)報(bào)道的具有抑制腫瘤血管生成的中藥復(fù)方還有:復(fù)方丹參注射液、鱉甲煎丸、肺一丸等。4聯(lián)合應(yīng)用治療腫瘤的臨床研究從以上研究狀況可以看出,目前大多數(shù)研究集中在對(duì)中藥單體抗腫瘤血管生成作用的研究,對(duì)中藥復(fù)方的研究較少,而藥物配伍及復(fù)方是中醫(yī)藥作用的主要形式,故應(yīng)加強(qiáng)對(duì)中藥復(fù)方的研究,發(fā)掘更有效地抑制腫瘤血管生成的中藥。另外,中藥與抗腫瘤血管生成的西藥聯(lián)合應(yīng)用也是有效提高抗腫瘤效果的一個(gè)途徑,有研究證明復(fù)方苦參注射液與奧沙利鉑聯(lián)合應(yīng)用具有協(xié)同效應(yīng),對(duì)腫瘤的抑制率明顯高于兩者單獨(dú)應(yīng)用?？鼓[瘤血管生成從理論上講只能抑制腫瘤的生長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移,不能達(dá)到消滅已有腫瘤細(xì)胞的目的。而且由于腫瘤的異質(zhì)性、腫瘤細(xì)胞釋放的血管生成促進(jìn)因子的多樣性,以及內(nèi)皮細(xì)胞的多樣性,亦不可能有任何一種血管生成抑制劑能有效地治療各種腫瘤。因此,抗腫瘤血管生成治療應(yīng)與化療、放療等治療腫瘤的其