青蒿素及其衍生物抗血管新生機制和臨床應用研究進展*

劉妍君，李 笑，劉 芳，李 燕,2（.山東中醫藥大學中醫學院，山東 濟南 250355；

2.山東中醫藥大學護理學院，山東 濟南 250355）

中藥青蒿為菊科蒿屬植物黃花蒿Artemisia annua Linn.的干燥地上部分[1]，具有清熱解暑、除蒸截瘧之功效。青蒿素是自黃花蒿中提取的過氧基團倍半萜內酯藥物[2]，其常見的衍生物有雙氫青蒿素（DHA）、青蒿琥酯（ART）、蒿甲醚（ARM）、蒿乙醚等。近年來研究發現，青蒿素及其衍生物除具有抗瘧疾的作用外，還具有良好的抗血管新生的作用[3]。

血管新生指從已存在的血管上生長出新的毛細血管的過程[4]。在生理性血管新生中，血管新生相關的促進因子與抑制因子處于平衡狀態，適度的血管新生可滿足機體血氧供應的需求，促進損傷修復。而過度血管新生是指血管新生相關調節因子失衡，血管生長促進因子占主導地位，異常的血管新生可促進疾病的發生發展，既能引起個別器官功能紊亂，又可對整體產生不良影響，具有彌漫性的致病特點類似。目前研究發現，與病理性血管新生相關的疾病主要有腫瘤、糖尿病視網膜病變、關節炎、皮膚炎癥、腦部退行性病變等[5]。筆者對青蒿素及其衍生物抑制血管新生的作用機制和臨床應用最新情況進行綜述，以期為青蒿素及其衍生物治療血管新生相關疾病提供參考。

1 青蒿素及其衍生物抗血管新生的機制分析

1.1 青蒿素衍生物抑制血管新生相關環節 血管新生的過程包括血管基底膜和周圍間質組織的降解、內皮細胞增殖及抗凋亡、遷移、管狀結構形成等。青蒿素衍生物可調控上述過程，發揮抑制血管新生的作用。劉炬課題組對DHA抗血管新生作用開展了一系列研究，該課題組使用DHA干預對腎小球內皮細胞，采用異硫氰酸熒光素標記的Transwell小室細胞通透性實驗和細胞電子阻抗傳感系統（ECIs）分析DHA對內皮細胞通透性的影響，結果發現DHA可通過上調血管內皮鈣黏蛋白和咬合蛋白的表達，降低腎小球內皮細胞的通透性[6-7]。此外，該課題組使用不同濃度的DHA干預臍靜脈內皮細胞（HUVEC），通過Transwell小室、劃痕愈合實驗、ECIs分析DHA對HUVEC遷移的影響，同時通過MTT實驗觀察DHA對HUVEC增殖的影響，結果顯示DHA可抑制HUVEC增殖和遷移，且呈劑量相關性[8-10]。WU G D等[11]采用流式細胞術觀察ART對HUVEC凋亡的影響，結果顯示ART可以濃度依賴性和時間依賴性方式誘導內皮凋亡。另有研究[12-13]通過成管實驗表明DHA和ART可抑制內皮細胞管狀結構的形成。除此之外，DHA還可以通過誘導內皮細胞自噬發揮抗血管新生作用[14-15]。

1.2 青蒿素及其衍生物抑制血管新生相關因子 在血管新生的過程中，血管新生促進因子主要包括血管內皮細胞生長因子（VEGF）、成纖維細胞生長因子（FGF）、血管生成素（Ang）、肝細胞生長因子（HGF）、血小板源生長因子（PDGF）、轉化生長因子β（TGF-β）、基質降解酶類如金屬蛋白酶（MMP）等，此外缺氧誘導因子1α（HIF-1α）、信號轉導與轉錄激活因子3（STAT3）、核轉錄因子κB（NF-κB）等轉錄因子也被證明可促進血管新生。青蒿素及其衍生物可參與上述因子的調控，發揮抑制血管新生的作用。

1.2.1 下調VEGF 目前，VEGF被認為是促進血管新生的最重要的因子之一。多項研究[13,16-19]證實青蒿素及其衍生物可抑制不同腫瘤細胞株中VEGF的表達，從而抑制血管新生。CHEN H H等[13]的研究顯示ART和DHA可抑制宮頸癌Hela細胞、子宮絨毛膜癌JAR細胞和卵巢癌HO-8910細胞分泌VEGF，降低VEGF與HUVEC上的VEGF受體結合活力，抑制腫瘤細胞血管新生。此外，DHA可抑制慢性髓性白血病細胞株K562[20]、胰腺癌細胞株BxPC-3和PANC-1[16]、頭頸部鱗狀細胞癌咽癌Fadu細胞、喉癌Hep-2細胞和舌癌Cal-27細胞[17]中VEGF蛋白及mRNA的表達。青蒿素可抑制乳腺癌細胞株MCF-7、MDAMB-231中VEGF分泌和VEGF mRNA的表達，并呈劑量-時間效應關系[18]。青蒿素及其衍生物還可抑制非腫瘤細胞中VEGF的表達，如HE Y等[19]研究顯示ART可呈劑量依賴性抑制類風濕關節炎成纖維樣滑膜細胞中VEGF的分泌，緩解炎癥相關的血管新生。

1.2.2 下調Ang Ang是一類促血管生成因子，可與內皮細胞特異性酪氨酸酶受體Tie2結合，調節血管生長、發育、成熟與穩定。師亮等[21]研究發現，ART可抑制人骨髓瘤細胞RPMI-8226中Ang-1表達，使新生血管密度和分支降低，管徑變細。ART還可抑制結腸癌細胞HCT-8、人子宮內膜癌ishikawa細胞中Ang-2 mRNA及蛋白質表達，抑制腫瘤血管新生[22-23]。也有研究[24]報道，DHA可使人卵巢癌HO-8910細胞裸鼠皮下移植瘤中Ang-2的表達降低，直接或間接影響腫瘤組織血管生成。

1.2.3 下調MMP MMP是一類蛋白水解酶，可降解細胞外基質，促進細胞外基質中血管新生因子的釋放，促進血管新生。JIA L F等[17]使用DHA干預頭頸部癌細胞，結果發現DHA可下調腫瘤細胞中MMP-2和MMP-9蛋白的表達，且與藥物時間呈依賴關系。DHA也可抑制胰腺癌細胞株BxPC-3和PANC-1中MMP-9蛋白的表達[17]；ART可抑制人舌鱗癌CAL27細胞中MMP-9蛋白以及mRNA的表達[25]；青蒿素可抑制膽囊癌GBCSD細胞中MMP-2、MMP-9蛋白及mRNA的表達[26]，從而抑制細胞侵襲和遷移，阻礙血管新生。

1.2.4 下調TGF-β TGF-β作為一類促血管生長因子，可誘導內皮細胞分化和管狀結構形成，促進血管重塑與穩定。LI Y等[27]研究顯示TGF-β1處理可增強乳腺癌MDA-MB-231細胞的遷移及侵襲能力，而DHA可逆轉TGF-β1所誘導的細胞遷移增強效應，下調TGF-β mRNA及蛋白表達，抑制血管新生。張雯珂和薛穎[28-29]均選擇對細胞增殖無影響的ART最高濃度作為實驗用濃度預處理Hela細胞48 h，收集上清，再用無ART的培養基連續培養細胞96 h，中間換液一次收集上清，96 h后再次收集上清，采用ELISA法檢測3次上清液中的TGF-β1表達量，結果表明ART可漸進性持續下調Hela細胞分泌的TGF-β1，發揮抗腫瘤效應。YAO Y等[30]使用小鼠乳腺癌4T1細胞上清液作為條件培養基培養小鼠成纖維細胞L-929，使L-929被激活具備腫瘤相關成纖維細胞活性，共培養后的L-929細胞中TGF-β1水平上升，而ARS和DHA可部分逆轉條件培養基對L-929細胞的影響，下調TGF-β1水平，提示ARS和DHA可抑制腫瘤血管新生。

1.2.6 下調bFGF FGF家族成員分為酸性和堿性兩種，目前研究較多的是堿性亞型bFGF。bFGF具有促進內皮細胞增殖和遷移，促進血管新生。楊靜等[31]給予關節炎大鼠模型ART灌胃21 d后測定大鼠血清bFGF水平和滑膜組織中bFGF的表達，結果顯示ART對大鼠關節炎具有顯著治療作用，其作用機制可能與下調bFGF表達有關。

1.2.6 下調HGF HGF是一種由間質細胞表達的多功能因子，目前認為其具有較強的促進內皮細胞增殖、遷移和抗凋亡的活性。劉玉瓊[32]使用青蒿素干預宮頸癌Hela和Caski細胞48 h，結果發現隨著青蒿素作用濃度的增加，HGF及其特異性受體c-Met的表達均顯著降低，推測青蒿素可能通過減少HGF/c-Met信號傳導通路的表達，抑制細胞遷移，阻礙血管新生。

1.2.7 下調PDGF PDGF作為血管內皮生長因子家族成員，可促進內皮細胞的增殖和遷移，對血管生長、成熟、穩定和重塑起到重要作用。由PDGF等血管生長因子誘導的動脈粥樣硬化斑塊內血管新生可增加斑塊的不穩定性，增加心血管事件的發病率。DU H J等[33]研究發現PDGF可誘導小鼠主動脈血管平滑肌（MOVAS）細胞增殖和遷移，而ART干預可有效逆轉PDGF對MOVAS細胞表型的上述作用，提示ART可通過下調PDGF抑制血管新生，阻礙斑塊的發展。許曉燕[34]使用ART作用于1%缺氧培養的脈絡膜黑色素瘤OCM-1細胞，結果發現，在缺氧條件下，ART可下調PDGF的表達，抑制OCM-1細胞的增殖及成管，抑制血管新生。

1.2.8 下調促血管新生的相關轉錄因子 HIF-1α作為一種轉錄因子，常氧條件下表達水平較低，而腫瘤等相對缺氧環境中表達量增高，可促進下游分子如VEGF等與血管生成有關基因的表達，在血管生成、腫瘤發生及炎性反應等方面都起關鍵作用。在視網膜脈絡膜組織中，李佳賢等[35]研究發現ART可通過下調視網膜脈絡膜中HIF-1α和VEGF蛋白表達水平，抑制脈絡膜新生血管所導致的黃斑變性。在腫瘤組織中，董海鷹等[36]的研究結果顯示ART可通過下調HIF-1α和VEGF的基因表達，抑制人乳腺癌MCF-7裸鼠移植瘤的生長血管新生。

STAT3是與血管生成相關的轉錄因子之一，活化的STAT3可增加可介導VEGF、MMPs等多種促血管生成因子的表達，調控血管新生。GAO P等[12]研究發現DHA可抑制HUVEC細胞中STAT3的磷酸化，抑制HUVEC細胞的管狀形成，提示DHA具有抗血管生成的治療潛力。JIA L F等[17]的研究顯示DHA可抑制Fadu細胞、喉癌Hep-2細胞和舌癌Cal-27細胞中STAT3的磷酸化，下調VEGF、MMP-2和MMP-9的表達，抑制血管新生。

典型的NF-κB是由P50和P65組成的異源二聚體，通常與其抑制物IκB以非共價鍵結合，以無活性的三聚體形式存在，當細胞受到外界刺激后，IκB被激活，釋放NF-κB，調控其靶基因VEGF、MMP等多種促血管生成因子的表達，介導炎癥及血管新生。DONG F Y等[8]使用DHA處理HUVEC細胞，檢測DHA對IκB-a和P65的影響，結果發現細胞質中IκB-a蛋白水平顯著升高，而細胞核中P65蛋白水平顯著降低，提示DHA可能通過增加內皮細胞中IκB-a蛋白阻斷NF-κB的易位，從而抑制NF-κB及其下游信號通路，發揮抗血管新生作用。LI Y C等[37]研究發現ART可抑制軟骨細胞ATDC5細胞株中p65的磷酸化和核轉移，使NF-κB信號通路失活，抑制軟骨細胞的炎癥及血管新生。

2 青蒿素及其衍生物抗血管新生相關疾病的臨床應用

2.1 治療腫瘤 血管新生在腫瘤的發展和轉移中起重要作用，而青蒿素及其衍生物抗腫瘤的治療在臨床應用較廣泛。一例使用ART聯合化療治療葡萄膜黑色素瘤的病例報告[38]顯示，ART可使患者病情趨向穩定，延長生存時間，且毒副作用小。另有一例注射和口服ART治療喉鱗狀細胞癌的病例報告[39]顯示，ART治療可以使腫瘤體積明顯縮小，有利于延長患者的生存期，改善生存質量。ZHANG Z Y等[40]采用ART靜脈給藥聯合化療治療中晚期非小細胞肺癌，結果發現ART能提高近期疾病控制率，延長疾病進展時間。VON HAGENS C等[41-42]給予轉移性乳腺癌患者在抗腫瘤基礎治療的同時口服ART，結果表明ART可穩定病情，無論長期（37個月）或是短期（4周）用藥，均未發生重大安全問題，是一種安全且耐受性良好抗腫瘤治療。DEEKEN J F等[43]給予晚期惡性實體瘤患者ART靜脈注射，結果顯示ART可提高疾病控制率，患者治療耐受性好。

在青蒿素及其衍生物抗腸道腫瘤的治療中，KRISHNA S等[44]給予結直腸癌患者口服ART，結果顯示ART可通過下調腫瘤細胞增值標志物Ki67蛋白的表達，抑制腫瘤細胞增殖，降低結腸癌的復發率。腸息肉雖然是良性疾病，但作為腸癌主要的癌前病變，預防其復發和癌變也是應該關注的問題。黃小喬等[45]給予濕熱壅滯型腺瘤性腸息肉患者口服鮮青蒿汁，發現鮮青蒿汁能通過調控腸道息肉環氧化酶-2（COX-2）的表達、降低患者血清甘油三酯（TG）、總膽固醇（TC）水平，預防腸息肉的復發。

在青蒿素衍生物抗宮頸癌的治療中，JANSEN F H等[46]給予晚期宮頸癌患者口服DHA 28 d，結果顯示DHA可降低腫瘤組織中腫瘤抑制蛋白p53、表皮生長因子受體（EGFR）、Ki-67抗原、血管內皮標志物CD31的表達，改善疼痛、陰道分泌物等臨床癥狀。TRIMBLE C L等[47]采用ART陰道內給藥治療宮頸上皮瘤變，結果顯示該治療方式可消除HPV病毒，改善宮頸病理狀況，阻礙其發展為浸潤性宮頸癌。

2.2 治療眼部疾病 目前，青蒿素及其衍生物治療糖尿病視網膜病變、年齡相關性黃斑變性等血管新生相關的眼科疾病多集中在基礎研究階段，臨床研究較少。在一項ART治療眼部新生血管的臨床研究[48]中，研究者對角膜、虹膜、視網膜血管新生且無光感的患者進行ART玻璃體內注射治療，結果發現兩次注射后，血管新生減少，視乳頭水腫減輕，平均眼壓下降，療效持續可持續52周，證實ART玻璃體內注射是一種抑制新生血管性眼病安全有效的治療方式。

2.3 治療類風濕性關節炎（RA）RA是一種以進行性關節破壞為特征的慢性炎癥性自身免疫病，其發病的關鍵病理環節之一是大量異常血管新生形成血管翳，參與軟骨的破壞，導致關節畸形和功能障礙[49]。因此，抗血管新生是治療RA的機制之一。目前多項研究顯示青蒿素及其衍生物具有抑制血管新生的活性[3]。在臨床治療中，研究者們[50-55]多采用ART片或青蒿單獨使用，或者與甲氨喋呤（MTX）聯合使用治療RA，給藥方式為口服、粉劑靜脈注射或水煎服等，結果發現治療后關節腫脹指數、關節壓痛指數、晨僵時間等各項臨床指標得到了較好的恢復，外周血白細胞介素-1（IL-1）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、C反應蛋白（CRP）等實驗室指標也有所好轉，與使用羥氯喹或MTX的對照組比較，顯效率、總有效率、臨床指標、炎癥指標等差異均無統計學意義（P＞0.05），說明ART對RA的治療作用不亞于羥氯喹或MTX，且聯合使用的療效更佳。

2.4 治療皮膚炎癥 血管新生反應與炎癥反應關系密切。炎性細胞可分泌VEGF、PDGF、蛋白酶類等多種血管新生因子，促進炎癥部位的血管新生。同時，新生血管的內皮細胞可促進白細胞的招募，提高血管的通透性，促進炎癥的發生和發展。如銀屑病患者皮損處角質形成細胞分泌血管新生因子增多，促進真皮乳頭層微血管新生[56]。因此，抗新生血管是治療皮膚炎癥的靶點之一。青蒿素及其衍生物具有抗血管新生活性，可將其應用于皮膚炎癥的臨床治療。酒渣鼻是一種發生在顏面中部慢性炎癥性皮膚病，研究[57]發現，口服ART可改善面部紅斑、丘疹和膿皰，且無明顯副作用，其療效與傳統用藥多西環素相當。余其斌等[58]采用ART靜脈給藥治療系統性紅斑狼瘡、銀屑病、濕疹等多種皮膚炎癥，發現用藥14 d后有效率達60%以上，尤其治療濕疹的有效率達100%，證實ART可抑制變應性皮炎，具有臨床使用價值。

3 小 結

近年來，血管抑制劑類藥物在臨床上應用越來越廣泛，血管抑制劑藥物與其他抗腫瘤藥物的聯合使用在提高腫瘤治療效果、降低化療藥物毒性、提高患者生存率等方面發揮了重要作用[59]。而中藥類抗血管新生藥物除了具備上述優勢外，還具有價格低廉、副作用小、提高免疫力等優勢。青蒿素及其衍生物已被證實可通過多靶點多通路發揮作用[60]，在臨床上血管新生相關疾病的治療中具有廣闊的應用前景。但目前青蒿素及其衍生物在糖尿病視網膜病變、年齡相關性黃斑變性等血管新生相關的眼科疾病臨床應用資料尚缺乏，在其他疾病中臨床資料也稍顯不足，因此仍需研究者們進一步深入的臨床研究及實踐，使青蒿素及其衍生物得以更充分地開發和利用。