黃芪防護電離輻射損傷的研究概況*

梁曉亞，王磊，2，王建，李超群，陳君均，袁飛燕，曾坤軍，覃干

1 重慶市云陽縣中醫院 重慶 404500

2 中國中醫科學院西苑醫院 北京 100091

2017年10月，世界衛生組織國際腫瘤研究中心公布的致癌物中，全部類型的電離輻射均屬于一類致癌物[1]。電離輻射可引起基因組的損傷和突變進而導致基因組的不穩定性，而基因組的不穩定性也增加了細胞惡化的概率[2-5]。在中醫學病因認識上X線被歸屬于熱邪的范疇，熱為陽邪，在致病特性上具有傷津耗氣、生風動血、易致瘡癰等特點[6-8]，又《素問·陰陽應象大論》曰：“壯火之氣衰，少火之氣壯。壯火食氣，氣食少火。壯火散氣，少火生氣”，因此BMSCs受到輻射后表現為邪氣亢盛，正氣受損的病機，正氣受損必然導致機體功能的異常，日久必然導致各種不良的預后，甚至引起機體發生各種疾患，如惡病質、癌癥等。中藥黃芪為益氣扶正之要藥，具有益氣固表、利水消腫、托毒生肌等功效，《黃帝內經·素問》曰：“正氣存內，邪不可干”，因此通過提高機體免疫力能夠降低輻射對機體的損傷；再者“氣為血之帥，血為氣之母”，氣血之間存在著相互化生的作用，又“津血同源”，因此通過扶正補氣可以達到補血生津的作用。因此從中醫理論上來講，在放療前黃芪可通過益氣固表提高機體的正氣達到防護輻射損傷的作用；在放療后黃芪可通過扶正祛邪，托毒生肌，利水消毒，補氣以生血生津等作用改善放療后的一系列并發癥[9-15]。黃芪多糖為中藥黃芪的主要成分之一，具有黃芪的部分作用，且研究發現黃芪多糖具有提高免疫力、抗輻射、抗氧化、減輕放療不良反應等作用[16-23]。但并未見到一個系統性的歸納與總結。因此本篇綜述通過查閱和整理相關的基礎研究和臨床研究來歸納總結黃芪抗輻射損傷的研究進展和情況。

黃芪防護電離輻射的基礎研究

一般情況下，對黃芪防護電離輻射損傷的基礎研究包括細胞實驗和動物實驗。在細胞實驗上我們發現了大量的文獻通過研究電離輻射對細胞基因組的損傷來探索電離輻射的生物學效應。Tsvetkova A的研究證實X線輻射可以引起間充質干細胞（Mesenchymal Stem Cells，MSCs）DNA的損傷，并且這種損傷在一定劑量內是隨著X線輻射劑量的增加而增加的[24]。同樣Markova E等和Osipov AN等的研究證實53BP1和γH2AX是輻射損傷的最敏感標志物[25-26]。而DNA對放射線是高度敏感的，因此DNA的損傷是生物體對輻射的應答反應，其損傷的程度反應了放射線對生物體的損傷能力。在黃芪抗輻射損傷方面，Liu Y等證實黃芪多糖能夠改善電離輻射對小鼠的氧化損傷[27]，Li X等的研究表明黃芪對微波輻射引起家兔的腎臟損傷具有防護作用[28]，王磊等的研究表明黃芪多糖能夠減輕X線對骨髓間充質干細胞向成骨方向分化的潛能[29]，同時周妮娜等的研究證實黃芪多糖能夠減輕X線對骨髓間充質干細胞DNA的損傷[30]，而胡雅夢等的研究表明黃芪甲苷能夠防護輻射對肝臟細胞的損傷[31]，白崇智等研究了5種具有抗輻射損傷的中藥，其中黃芪對降低輻射的損傷具有積極作用[32]。而相關的研究還有很多，但其研究的內容和機理具有重復和相似的地方，我們將不再一一贅述。

從以上的研究中，我們得出了黃芪及其有效成分確能夠減輕輻射引起的損傷，而減輕這種損傷的機制大都是通過減輕氧化損傷，并抑制氧化應激途徑、凋亡相關途徑來實現的。氧化應激途徑主要包括NFKB、PI3K-AKT、TLRs等信號通路，以及相關的可溶性細胞因子 ROS、NO、IL-8、IL-10、TGF-β 等，生物體受到輻射損傷后，放射線可以使這些相關的信號通路激活從而將氧化損傷進行傳遞和擴大，并引起組織細胞的進一步損傷。凋亡相關途徑包括：細胞表面死亡受體（Fas-FasL）和腫瘤壞死因子（Tumour Necrosis Factor，TNF）所介導的外在途徑；線粒體所介導的內在途徑；內質網應激介導的Caspase-12途徑。凋亡相關通路的激活可以引起凋亡相關的細胞因子和蛋白酶的異常表達，如 Caspase12、Caspase3、Caspase9、P53、Bax、FasL等蛋白和受體的異常。生物體受到輻射后，放射線可以激活相關的凋亡通路，從而清除受到輻射損傷而不能修復的細胞。而黃芪及其有效成分可以抑制氧化應激途徑、凋亡相關途徑來降低輻射對生物體引起的氧化損傷和促凋亡作用，從而達到減輕輻射損傷的作用。

黃芪防護電離輻射損傷的臨床研究

一般情況下，臨床上最常見的電離輻射損傷當屬于腫瘤等惡性疾病放療之后的情況。患者進行放療后，常常發生放射治療的并發癥，如放療部位的局部反應、機體的全身反應、消化道反應、骨髓抑制、免疫抑制以及放射性臟器損害等。在臨床研究中我們發現了大量文獻通過研究放療后的并發癥來探索輻射對機體的損傷情況。研究表明患者進行放射治療后，機體常常表現出一系列的放療并發癥，這些并發癥給患者帶來了較大的影響。而在目前報道的關于黃芪及其有效成分減輕放療并發癥方面有以下研究，陳卓等的研究表明黃芪多糖對肺癌化療后引起的免疫力低下具有調節作用[33]，陳莉莉等的研究證實黃芪相關復方黃芪防己湯能夠改善喉癌患者化療后引起的淋巴性水腫[34]，何偉星等的研究表明黃芪多糖注射液能夠提高食管癌患者放療后的生活質量[35]，王樹禮等的研究指出黃芪注射液聯和當歸注射液能夠減輕乳腺癌患者放療和化療后的副作用，并提高患者的生產質量[36]，楊曉嵐的研究認為黃芪多糖注射液能夠降低胃癌患者放療后的副作用，表現在提高患者的造血功能、免疫功能、肝臟功能等方面[37]，萬艦等的臨床研究表明黃芪甲苷能夠治療胸壁放射性皮炎，表現為皮膚創面的愈合時間縮短[38]，屈強等的研究發現黃芪注射液對放射性心臟損傷具有防護作用，可用于病毒性心肌炎、心功能不全等心臟疾病的治療[39-40]，而其中還有很多相關和相似的臨床研究，但其研究的內容和方向有很多是重復和相同的，因此不再一一列舉。

從以上的臨床研究中，我們得知黃芪及黃芪相關物能夠減輕放射治療后的各組并發癥，比如放射治療后的免疫力低下、淋巴水腫、造血抑制、放射性臟器損傷、患者生存質量降低等。而目前認為黃芪具有以上作用是基于黃芪具有提高機體免疫力、防護輻射損傷等作用來實現的。中藥黃芪為益氣扶正的代表藥，《本草綱目》中記載“黃耆色黃，為補藥之長，故名”，而現代研究證實黃芪具有抗衰老、抗輻射、抗氧化、提高免疫力、保肝等作用[41]。從放射線的物理特性和生物學效應來講，放射線屬于火熱毒邪致病的范疇[42]，而火熱毒邪致病，最易傷津耗氣，正如《素問·陰陽應象大論 》曰：“壯火之氣衰，少火之氣壯；壯火食氣，氣食少火；壯火散氣，少火生氣”。因此放射線損傷機體的機理主要為損傷正氣、灼津爍血，最終導致氣血俱損；而中藥黃芪，能夠通過益氣扶正作用，提高機體正氣，并能補氣以生血生津，從而減輕放療后機體產生的各種并發癥。因此黃芪在臨床中應用時可以達到減輕患者放射治療后產生的各種并發癥，從而提高患者放療后的生存質量，達到減輕輻射損傷的作用。

結語與展望

通過以上兩個部分的總結和歸納，本文列舉了黃芪防護輻射損傷的一些研究近況，以及研究的內容和方向。雖然目前的研究證實了黃芪確實能夠減輕輻射引起的損傷，但是黃芪發揮作用的具體成分仍然不明確，而目前研究的黃芪多糖、皂苷、黃酮等都是成分復雜的復合物，成分仍然不夠明確。而以后的研究更應該針對性的對黃芪及其提取物的具體的明確成分進行相關的研究，用以揭示黃芪發揮防護輻射損傷的具體成分。而相信隨著對輻射生物學的深入研究，以及黃芪具體成分在防輻射方面的探索，未來黃芪減輕輻射損傷的明確成分將會得到證實和發現，屆時黃芪及其具體提取成分將會被廣泛的應用于臨床上放療并發癥的防治。