斑蝥素及其衍生物抗腫瘤研究近況

周 杰 綜述，吳敬波 審校

斑蝥屬節肢動物昆蟲綱，是我國首先發現的一種具有抗腫瘤作用的昆蟲類藥物。斑蝥素（Cantharidin）為斑蝥體內提取的一種倍半萜類衍生物，是斑蝥的主要抗腫瘤活性成分，已投入臨床運用多年。由于斑蝥素對消化系統和泌尿系統有嚴重刺激性，限制了其臨床運用，因此，基于對斑蝥素的結構優化產生了一系列斑蝥素的衍生物，如去甲斑蝥素、斑蝥酸鈉、去甲斑蝥酸鈉、甲基斑蝥胺等。這些斑蝥素衍生物在保留斑蝥素抗腫瘤作用的基礎上，降低了其毒副作用，展示出一定應用優勢。本文主要綜述斑蝥素及其主要衍生物的抗腫瘤研究近況，為進一步研究斑蝥素及其衍生物或其它類似的天然抗腫瘤物質提供參考。

1 斑蝥素及其衍生物的抗腫瘤作用及機制

斑蝥素及其衍生物有良好的抗腫瘤細胞生長、侵襲、轉移能力，對肝癌、乳腺癌、膀胱癌、骨髓瘤等多種腫瘤治療有效。其抗腫瘤機制目前尚未完全闡明，過去已知斑蝥素及其衍生物是蛋白磷酸酶（PPs）的抑制劑，可通過抑制PPs的活性，影響蛋白質的磷酸化、去磷酸化過程，進而影響腫瘤細胞生長代謝，調節細胞信號傳導，影響免疫細胞活性等。近年來，人們發現，斑蝥素及其衍生物的抑瘤機制十分復雜，主要包括誘導細胞凋亡、干擾細胞周期、提高機體免疫力、抑制腫瘤細胞侵襲、轉移等，且其抑瘤效應的發揮也可不依賴于抑制PPs 的活性。以下分別介紹斑蝥素及其主要衍生物的抗腫瘤生長、轉移作用及其主要機制的研究近況。

1.1 斑蝥素及其衍生物的抗腫瘤生長作用及機制

1.1.1 誘導腫瘤細胞凋亡 細胞凋亡是在嚴格基因控制下進行的細胞主動死亡過程。經典的凋亡途徑包括由線粒體、內質網介導的內源性途徑和由死亡受體介導的外源性途徑。誘導凋亡是抗腫瘤生長的常見方式，也是目前抗腫瘤機制的研究熱點。已證實，斑蝥素及其衍生物可通過誘導凋亡的方式抑制腫瘤細胞生長。Prasad SB 和Verma AK［1-2］多年來致力于對斑蝥素的研究，他們觀察了斑蝥素對Dalton’s淋巴瘤的體內、外作用后發現：斑蝥素能改變瘤細胞內線粒體結構（包括導致線粒體膜增厚，線粒體嵴排列不規則，線粒體內出現空泡等），降低線粒體膜電位，促進線粒體內細胞色素C 的釋放，活化caspase9 和caspase3，最終誘導腫瘤細胞發生線粒體介導的凋亡，延長荷瘤鼠的生存期，達到抗癌目的。而對于鼠埃利希腹水癌（EAC），Prasad SB和Verma AK［3-4］也觀察到了類似的線粒體介導的凋亡現象。去甲斑蝥素（Norcantharidin,NCTD）是斑蝥素的脫甲基化衍生物。Jiang YM［5］證實了去甲斑蝥素對白血病細胞HL-60 的誘導凋亡作用。Lv H 等［6］進一步分析了去甲斑蝥素誘導套細胞淋巴瘤凋亡的分子機制，結果發現，去甲斑蝥素誘導細胞凋亡的原因可能與活化PI3K/Akt/NF-κB 信號通路有關。斑蝥酸鈉（Sodium Cantharidate，SCA）是斑蝥素又一常見衍生物，王上偉等［7］發現斑蝥酸鈉能通過下調凋亡抑制基因Bcl-2 的表達，同時上調促凋亡基因Bax的表達抑制胃癌細胞的生長。

1.1.2 調控細胞周期 細胞周期可概括為四個時期（G1,S,G2，M 期）和兩個調控點（G1/S 調控點和G2/M調控點）。細胞必須順利通過這兩個調控點，完成細胞周期，才能實現分裂增殖。細胞的這一過程受一個復雜的細胞周期分子調控網絡調控，其中最重要的是以周期素（cyclin）和依賴周期素蛋白激酶（CDK）為核心的蛋白質復合物的調控，而cyclin-CDK 又受到CKI、生長因子、CAK、weel、cdc、CIP/KIP 家族（P21、P27、P57）、INK4 家族（P15、P16、P18、P19）等多分子的調節。研究表明，斑蝥素及其衍生物能損傷腫瘤細胞DNA，影響細胞周期調控蛋白，從而阻滯腫瘤細胞周期，抑制其增殖。如斑蝥素能降低胰腺癌細胞內CDK1 的表達，升高CDK 抑制因子P21 的表達，使胰腺癌細胞停滯于G2/M 期［8］。將斑蝥素作用于肝癌、膀胱癌、宮頸癌等細胞，同樣能觀察到細胞周期阻滯于G2/M期的現象。Dong X等［9］發現：去甲斑蝥素能影響細胞周期調控基因，使P21 及p-cdc25c 表達增多，cyclins B和cdc2表達下降，從而將宮頸癌細胞的細胞周期停滯于G2/M期，以抑制其生長。而對于白血病細胞HL-60，Jiang YM［5］認為，去甲斑蝥素阻滯該細胞的細胞周期于G2/M期和S期，以此發揮抑瘤作用。

1.1.3 調節免疫 免疫應答和免疫調節參與了腫瘤發生、發展、侵襲、轉移的全過程。免疫逃逸或免疫抑制使腫瘤細胞不能及時通過免疫識別和免疫應答予以清除。此外，各種趨化因子及腫瘤相關巨噬細胞、樹突狀細胞分泌的多種細胞因子，能促進腫瘤血管發生，幫助腫瘤侵襲、轉移。因此，提高免疫力是抗腫瘤的一種有效手段。斑蝥素及其主要衍生物有明確的免疫調節作用，能通過增加機體白細胞數量，激活、提高機體免疫細胞（如：T 淋巴細胞、單核/巨噬細胞、樹突狀細胞、自然殺傷細胞等）功能，提高機體細胞因子（如：白細胞介素、干擾素、腫瘤壞死因子等）水平等途徑發揮抗腫瘤作用。高麗君觀察了去甲斑蝥素對肝癌細胞H22荷瘤小鼠免疫系統的影響，結果發現一定量的去甲斑蝥素能提高胸腺、脾臟指數，增強T 細胞功能，增強NK細胞殺傷活性，對抗腫瘤生長。

1.1.4 其它 細胞自噬（autophagy）是目前抗腫瘤研究的熱點，其對腫瘤的發生、發展有抑制和促進的雙重影響。自噬既是一種細胞程序性死亡方式，可誘導腫瘤細胞死亡，又可作為一種防御機制，幫助腫瘤細胞在乏氧、藥物作用等應激條件下生存。研究發現：斑蝥素及其衍生物的抗腫瘤作用也與誘導細胞自噬有關，如斑蝥素可通過誘導自噬抑制鼠埃利希腹水癌生長［4］。熱休克轉錄因子（HSF）可通過調節熱休克蛋白（HSPs）的表達，幫助腫瘤細胞完成應激損傷后修復，抵抗其凋亡。Kim JA等［10］發現：斑蝥素可抑制直腸癌細胞內HSF1 的轉錄活性，使其下游的HSP70 和BAG3（BCL2結合抗凋亡基因3）表達量降低，進而誘導細胞凋亡，抑制其生長。此外，斑蝥素及其衍生物還可以通過影響癌細胞能量代謝，抑制癌細胞內蛋白質合成，影響細胞氧化應激反應等方式抗腫瘤細胞生長。

1.2 斑蝥素及其衍生物的抗腫瘤細胞侵襲、轉移作用及其機制 腫瘤細胞的侵襲、轉移是惡性腫瘤最重要的生物學特性之一，也是惡性腫瘤難以根治的主要原因。斑蝥素及其衍生物有明確的抗腫瘤侵襲、轉移能力，以下簡述其機制。

1.2.1 抑制基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases,MMPs）活性MMPs 可降解細胞外基質中的多種膠原，有利于腫瘤細胞突破細胞外基質，發生浸潤和轉移［11］。Kim YM 等［12］研究了斑蝥素對肺癌細胞A549的作用，發現斑蝥素能通過抑制PI3K/AKT信號通路，降低基質金屬蛋白酶-2（MMP-2）的活性，從而減少細胞外基質的降解，對抗肺癌細胞轉移。Chen YJ 等［13］指出，去甲斑蝥素能通過抑制轉錄因子特化蛋白1（Sp1，為一種核轉錄因子，可通過提高腫瘤血管生成基因和腫瘤相關生長因子表達等機制，促進腫瘤血管生成，使腫瘤細胞易于增殖和轉移）的轉錄活性，下調MMP-9的表達，減少直腸癌細胞的轉移。類似地，楊海昆等［14］證實去甲斑蝥酸鈉（Sodium Demethylcantharidate,SDCA）能抑制肝癌細胞HepG2的黏附、侵襲及遷移能力，其機制可能也與降低MMP-9的表達有關。

1.2.2 抗血管生成 腫瘤血管生成是腫瘤的生長、侵襲、轉移的關鍵步驟，因此，抗腫瘤血管生成對于對抗腫瘤細胞侵襲、轉移至關重要。腫瘤血管生成的狀態主要由多種血管生成刺激因子和抑制因子的平衡來決定。血管內皮生長因子（VEGF）是最強，也是研究較為活躍的血管生成刺激因子之一，它能與特異性的血管內皮生長因子受體（VEGFR）結合，從而刺激血管內皮細胞增殖、遷移，形成腫瘤血管。Long Zhang等［15］研究了去甲斑蝥素對VEGF、VEGFR2 及其下游信號分子MEK、ERK 的影響，結果發現：去甲斑蝥素通過抑制VEGFR2/MEK/ERK 信號通路活化，削弱了VEGF 的作用，減少了腫瘤血管生成。Zhang JT 等［16］觀察了去甲斑蝥素對其它血管生成調節因子的影響，發現去甲斑蝥素能提高膽囊癌移植瘤內血管生成抑制因子TSP 和TIMP-2 的表達，同時降低血管生成刺激因子VEGF,Ang-2的表達，以此發揮抗血管生成作用。

1.2.3 抗淋巴管生成 除外血行轉移，淋巴道轉移也是腫瘤常見的轉移途徑。腫瘤的淋巴管生成對于腫瘤細胞向區域淋巴結轉移十分重要。與腫瘤血管生成類似，腫瘤的淋巴管生成也受多種調節因子的調節,如VEGF-3 可與淋巴管生成因子VEGF-C 和VEGF-D 結合,促進腫瘤淋巴管的生成及癌細胞的淋巴結轉移。研究發現［17］：去甲斑蝥素能時間、劑量依賴性地誘導人淋巴管內皮細胞（HLECs）凋亡，抑制HLEC 增殖、遷移，同時下調VEGF-3、VEGF-C 及VEGF-D，降低淋巴管形成，減少腫瘤細胞的淋巴道轉移。

1.2.4 其它 血小板表面存在著與腫瘤細胞或血管內皮細胞相黏附的分子，可以增強腫瘤細胞與血管內皮細胞的黏附，進而促進腫瘤細胞的侵襲、轉移。SHOU LM等［18］在研究斑蝥素及去甲斑蝥素對人乳腺癌細胞MCF-7 的影響時發現：斑蝥素及去甲斑蝥素能通過抑制蛋白磷酸酶2A（PP2A）的活性，活化蛋白激酶C途徑，從而降低癌細胞表面黏附分子α2整聯蛋白的表達，抑制MCF-7細胞黏附到血小板表面，抑制MCF-7細胞的轉移。此外，抗腫瘤干細胞的自我更新等機制可能也參與了斑蝥素及其衍生物的抗腫瘤轉移作用［19］。

2 斑蝥素及其衍生物的臨床運用

斑蝥素兼有抗腫瘤及免疫調節的雙重功能，抗腫瘤同時可刺激骨髓生成，且對肝細胞有一定保護作用，常與其它抗腫瘤藥物聯合使用以治療肝癌、結腸癌等多種腫瘤。去甲斑蝥素是我國首先開發的治療肝癌的新藥，具有獨特的保護肝細胞、升高白細胞、調節免疫等作用，且毒副反應較斑蝥素大為降低，是治療食管癌、胃癌等消化道癌癥的首選輔助用藥。據報道，去甲斑蝥素能提高吉非替尼和順鉑對非小細胞肺癌的治療效果［20］，由順鉑、阿霉素、去甲斑蝥素組成的新輔助化療方案還可提高惡性纖維組織細胞瘤患者的生存率，具有一定應用前景［21］。斑蝥酸鈉分子量較小，易進入細胞內，能提高患者免疫力，發揮較強的抗腫瘤作用。目前，已有大量的臨床實驗證實了斑蝥酸鈉單用或聯合常規化療方案對于治療胃癌［22］、晚期非小細胞肺癌［23］、老年膀胱癌［24］等腫瘤患者的治療優勢，抗癌中藥斑蝥酸鈉維生素B6注射液（艾易舒）也已廣泛應用于臨床。去甲斑蝥酸鈉是斑蝥酸鈉去除二甲基后的一種半合成中藥制劑，同樣可以升高白細胞、抑制腫瘤生長，具有一定的臨床運用優勢。研究發現［25］，去甲斑蝥酸鈉聯合DF方案（多西他賽+氟尿嘧啶）治療晚期胃癌，可明顯降低單純DF方案治療帶來的毒副反應，提高患者的生活質量。其他斑蝥素衍生物如甲基斑蝥胺、羥基斑蝥胺等在臨床應用上主要針對肝癌等患者，能有效減輕患者臨床癥狀，提高生活質量。

3 展 望

綜上所述，斑蝥素及其衍生物作為一種天然提取的抑瘤物，展示出了其高效低毒的抗腫瘤優勢，同時，由于斑蝥素及其衍生物還兼具保護肝細胞、升高白細胞、免疫調節等作用，近年來已越發受到重視。對于斑蝥素及其衍生物的研究，無論是研發新的衍生物、制備新的復方制劑、改良給藥手段還是與納米材料結合研發新的劑型等，如何不斷提高療效，增強其對腫瘤細胞的選擇性，降低藥物毒副反應始終是未來研究的重要方向。

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