蟲類中藥在腫瘤治療中的機制研究進展

劉舒 李抒凝 陳晶

蟲類藥屬于動物藥的一部分，除了昆蟲以外，還包括一些環節動物、軟體動物、節肢動物和小型爬行類脊椎動物等[1]。中醫學對蟲類藥的應用已經有幾千年的歷史，最早記載蟲類藥的醫書可追溯到漢代《神農本草經》。隨著醫學的發展，蟲類藥不僅被廣泛應用于內、外、婦、兒各科中，并且對于人類健康大敵——惡性腫瘤的治療也取得了初步成效[2]。

當前腫瘤的治療大多是以西醫為主，而許多一線抗腫瘤化學藥物由于毒性大，需減少用藥量，其殺傷活性也隨之降低，使藥物的作用大打折扣，臨床一直難以獲得令人滿意的收效；放射治療也一直存在腫瘤組織內有對放射線不敏感的乏氧細胞，即使增大照射量也難以根治的問題[3]。蟲類藥多具有祛毒邪、破瘀血、消徵積等特性，在抑制腫瘤細胞增殖、誘導腫瘤細胞凋亡和抑制腫瘤細胞炎性因子的表達等方面均有確切療效。在與西醫放化療聯用時也發揮了效用，可增加放療的敏感性。部分蟲類藥還兼有扶正祛邪等功效，對于腫瘤的治療主要體現在抗腫瘤轉移以及調節免疫系統功能等方面。

1 抑制腫瘤細胞增殖

大量研究表明，蟲類藥可通過調節多途徑、多靶點對腫瘤細胞的增殖發揮抑制作用。有研究[4-5]發現，β-連環蛋白(β-catenin)是胃癌、結腸癌等胃腸道惡性腫瘤細胞內的關鍵傳輸物質。β-catenin轉錄激活的同時在胃癌的發生和發展中起促進作用。相關研究[6]證實，蜂膠可有效抑制β-catenin的活化，通過誘導促凋亡蛋白Bax增加表達量，同時降低抗凋亡蛋白B淋巴細胞瘤-2(B-cell lymphoma-2，Bcl-2)的表達量以及Bcl-2/Bcl-2相關X蛋白(Bcl-2 associated X protein,Bax)的比值，抑制大鼠胃癌模型中多種腫瘤細胞的增殖，進而推測蜂膠對甲基硝基亞硝基胍誘導的胃癌具有潛在的化學保護作用，但是對于具體成分及抗癌的確切機制還需更進一步的研究。

其他關于蟲類藥的相關報道顯示，從蜈蚣中提取的具有抗腫瘤活性的小分子肽類可通過影響腫瘤細胞的信號傳導，調節酪氨酸磷酸化等途徑，抑制肝癌細胞的生長增殖[7]；經水提法獲取的水蛭提取液對視網膜母細胞瘤具有抑制作用，其機制可能與抑制WERI-RB-1細胞增殖、阻滯細胞周期、阻斷細胞侵襲等有關[8]；韓萍[9]通過研究發現，蟾皮中的提取成分酯蟾毒配基在與卵巢癌首選化療藥順鉑聯用時，中、高劑量的酯蟾毒配基可協同增加其對卵巢癌SKOV3細胞的抑制作用，其機制可能與經過肌醇磷脂-3-激酶(phosphoinositide 3-kinase，PI3K)/AKT/環磷腺苷效應元件結合蛋白信號通路，調節Caspase-3表達水平有關；金家瑞等[10]在美洲大蠊中提取的抗腫瘤活性組分CⅡ-3是一種小分子多肽，其與環磷酰胺聯合治療H22荷瘤小鼠時，高劑量組的抑瘤率高達57.9%，抑瘤效果高于單用環磷酰胺組，明確了CⅡ-3與環磷酰胺協同抑制腫瘤細胞增殖的作用。

蟲類藥對腫瘤細胞增殖的抑制作用既可體現于單味藥的使用，又可與西醫化療藥聯用，協同增效發揮其抗腫瘤活性，為抗腫瘤新藥的開發研制提供了更多可能性。

2 誘導腫瘤細胞凋亡

細胞凋亡是一個活躍的程序性細胞死亡過程，其主要特征是細胞收縮和卷曲、染色質濃縮與廣泛的質膜起泡[11]。調節細胞凋亡的兩種主要途徑包括線粒體介導的內在凋亡途徑和死亡受體誘導的外在凋亡途徑，蟲類藥大多參與介導內在凋亡途徑。細胞凋亡過程的紊亂導致細胞增殖和死亡的關系失衡，進而導致腫瘤的發生[12]。因此，恢復細胞活動秩序、促進腫瘤細胞凋亡是治療腫瘤的最佳方案。

相關研究[13]發現，蠶蛹蛋白水解物(silkworm pupa protein hydrolysate，SPPH)可以通過促進細胞內在凋亡，特異性地抑制人胃癌SGC-7901細胞的增殖，呈濃度和時間依賴性。Bcl-2基因家族在內在凋亡途徑的啟動中具有關鍵性作用。SPPH誘導的腫瘤細胞凋亡通過抑制Bcl-2的表達以及誘導Bax的表達來調節Bcl-2蛋白的含量。同時，相關內在凋亡調節因子，包括核糖聚合酶、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(Caspase)-3、Caspase-9、凋亡誘導因子和細胞色素C的表達在蛋白水平上也發生了顯著變化。此外，p53是一種腫瘤抑制因子，參與調節多種基因活動，包括細胞凋亡、周期調節、衰老以及DNA修復[14]。SPPH能夠以劑量依賴的方式誘導p53的表達，從而誘導腫瘤細胞凋亡。另有研究[15]表明，來源于全蝎中的蝎毒包含活性蛋白、核苷酸、胺類等多種復雜的成分，可以阻滯腫瘤細胞周期，誘導細胞凋亡，作用機制與其能夠調節腫瘤細胞代謝的相關信號蛋白(PI3K、Bcl-2、AKT等)和基因(Caspase-3、p53等)有關。牛天力[16]運用體內與體外實驗研究驗證了蟾酥中有效活性成分華蟾酥毒基與多西他賽兩藥聯用對人激素非依賴性前列腺癌PC3細胞和前列腺癌移植瘤的生長均有顯著抑制作用，其治療效果均優于單藥，作用機制可能與調節MCL-1、Bax等細胞凋亡因子，進而誘發細胞凋亡有關。朱紫薇[17]在研究中發現，白露湯(藥物組成：干蟾皮30 g、靈芝30 g、白僵蠶15 g、露蜂房15 g)能抑制人肺腺癌A-549細胞的生長，作用明顯，聯合化療藥順鉑可增強抑制效果，其機制與降低人肺腺癌A-549細胞中乳酸脫氫酶與三磷酸腺苷的水平，抑制癌細胞的能量代謝、調控人肺腺癌A-549細胞中Bax、Bcl-2與Caspase-3等與凋亡相關的蛋白，加速腫瘤細胞的凋亡、抑制與人肺腺癌A-549細胞糖酵解過程中相關的蛋白和基因(如HK2、PKM2等)有關。

調控腫瘤細胞凋亡相關基因是誘導其凋亡的關鍵因素，多種蟲類藥均表現出對腫瘤細胞的促凋亡活性。其中，蟲類藥復方通過藥物間的配伍表現出更多方式的誘導作用，基于中醫辨證論治理論的蟲類藥復方對腫瘤細胞凋亡誘導作用的機制值得更深入的探索。

3 抑制腫瘤促炎細胞因子的表達

細胞因子是高度誘導的分泌性蛋白，可介導免疫系統中細胞間的通訊，部分細胞因子可調控炎性腫瘤微環境。其中，白細胞介素-6(interleukin-6，IL-6)、白細胞介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)和腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)在乳腺癌的發展過程中起到關鍵性的作用。IL-6水平的升高被證實會加速乳腺癌的進展[18-19]；而浸潤期IL-1β水平顯著高于導管原位癌，說明IL-1β水平的升高與腫瘤的進展直接相關[20]；此外，乳腺癌中TNF-α的慢性表達可支持腫瘤的生長和轉移。TNF-α細胞數量的增加與腫瘤分級和淋巴結受累增加有關[21-22]，并且TNF-α在腫瘤表型進展較多的患者血清濃度中顯著升高[23]。

相關體外實驗研究[24]表明，蠶蛹蛋白提取物能顯著降低乳腺癌MCF-7細胞中IL-6、IL-1β和TNF-α的表達，通過調節脂質、蛋白質和核酸的生化水平發揮抗腫瘤作用。蠶蛹提取物作用后的MCF-7細胞體積減小，膜表面積相對增大，脂質含量相對增加，與細胞形態的改變一致，這可能是由于細胞凋亡期間脂質利用率降低導致的；同時，作用后MCF-7細胞的蛋白含量相對積分面積減少、磷酸二酯基團(PO2-)組核酸含量降低，表明蠶蛹蛋白提取物對促炎細胞因子的合成有抑制作用。

蟲類蛋白對腫瘤的發展有抑制活性，在腫瘤炎性反應中的作用已經被證實，但其確切的作用機制還需進一步研究和闡釋。

4 增加放化療敏感性

4.1 增強腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體(tumor necrosis factor-related apoptosis-inducing ligand，TRAIL)促凋亡效應

TRAIL可誘導多種惡性腫瘤細胞凋亡。TRAIL聯合化療、放療治療多種惡性腫瘤可提高治療率。然而，包括人肝細胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)在內的多種惡性腫瘤表現出對TRAIL誘導的細胞凋亡的耐藥性。HCC細胞在體內和體外均對TRAIL的治療產生耐藥性[25-27]，這是TRAIL治療肝癌的主要障礙[28-29]。相關研究[30]發現，蜂毒素是一種從蜂毒中提取的水溶性26氨基酸肽，它可以通過激活鈣調蛋白依賴性蛋白激酶Ⅱ/轉化生長因子激酶1-c-Jun氨基末端激酶/p38通路，同時抑制核因子κB激酶抑制劑/核因子κB通路，提升TRAIL在HCC細胞中的促凋亡效應，繼而增加蜂毒素與TRAIL聯用對放化療的敏感性。

4.2 激活活性氧(reactive oxygen species，ROS)途徑

眾多研究表明，氧化應激可能是參與細胞凋亡和誘導壞死的機制，ROS主要由細胞內線粒體產生，其水平升高會破壞細胞微環境，導致細胞周期停滯，甚至死亡[31]。方為揚等[32]通過研究發現，蟾酥的主要有效成分蟾毒靈可增加食管癌Kyse150細胞株對放療的敏感性、增加放射線誘導的Kyse150細胞株凋亡數量，其作用原理可能與蟾毒靈激活ROS途徑有關，但具體機制仍需后續進一步探討。

蟲類藥與放化療聯合的中西醫結合療法通過增加放化療的敏感性，降低治療劑量，減輕不良反應，提高患者生存質量。因此，其作用機制的深入研究對提高腫瘤治療率有深遠的意義。

5 抗腫瘤轉移

腫瘤轉移是一個多步驟的過程，涉及腫瘤細胞與原發腫瘤的脫離、與細胞外基質或基底膜的粘附、遷移、侵襲、血管生成和轉移性腫瘤細胞的生長[33]。

5.1 抗腫瘤細胞遷移

相關研究[34]發現，從土鱉蟲中純化的一種新的抗癌蛋白EPS72可通過誘導腫瘤細胞脫落的凋亡性死亡、抑制人肺癌A-549細胞與細胞外基質蛋白FN和Col IV的粘附等途徑抗腫瘤轉移。EPS72能夠破壞腫瘤細胞附著和脫離之間的動態平衡，而這種平衡主要調節細胞的運動性，是腫瘤細胞轉移的前提條件。同時，EPS72對A-549腫瘤細胞的遷移和侵襲活性有抑制作用，表明EPS72在體外具有抗轉移活性。

5.2 提高基質金屬蛋白酶抑制劑(tissue inhibitor metalloprotease，TIMP)水平

另有研究[35]發現，TIMP可通過與內皮細胞上的α3β1整合素相互作用而減少內皮細胞的增殖和遷移，從而抗腫瘤轉移。從蜣螂中提取的聚合物糖胺聚糖(glycosaminoglycan，GAG)能夠顯著升高TIMP-2水平，增加黑色素瘤小鼠的存活時間并減少黑色素瘤的大小。同時，GAG還可以通過調節黑色素瘤小鼠的基因表達水平，抑制惡性轉化和腫瘤轉移，表明GAG可能是細胞之間以及細胞與細胞外基質間的主要通訊媒介[36]。

腫瘤轉移擴散是導致患者死亡的一大原因，蟲類藥已經被確認可以降低或阻斷轉移的進展，其活性成分作用機制的進一步展開是新藥研發的重要思路。

6 增強免疫系統功能

免疫功能低下是患者罹患腫瘤的一個重要原因，而西醫放化療法又會對腫瘤患者的免疫系統造成很大傷害，形成惡性循環，導致腫瘤難以治愈。有研究顯示，蟲類藥可通過提高腫瘤患者免疫功能而發揮其抗腫瘤作用。

郝曉偉等[37]在蠐螬中提取均一性多糖組分HDPS-2Ⅱ，通過體內外抗腫瘤活性研究，證實雖然HDPS-2Ⅱ對于體外肝癌細胞的增殖抑制不明顯，但可有效減緩肝癌細胞的遷移，且對于增加肝癌移植瘤小鼠脾臟指數、白細胞以及淋巴細胞數量的作用強于環磷酰胺，并體現出劑量依賴性。免疫組化實驗表明，HDPS-2Ⅱ能夠抑制局部腫瘤微血管形成。上述結果提示，HDPS-2Ⅱ抗腫瘤作用可能與調節免疫系統等機制相關。謝斌等[38]對虻蟲進行了在肝癌免疫功能方面的治療研究，實驗結果表明，高劑量虻蟲可顯著提高H22荷瘤小鼠的脾指數及IL-2水平，且高于化療藥5-FU。由此可推斷，虻蟲抗腫瘤機理可能與提高機體免疫系統功能相關。

隨著腫瘤治療思路的不斷轉換，中醫扶正祛邪的思想逐漸被重視，蟲類藥含有多種與免疫機能相關的活性成分，對其作用機制的進一步探究有望成為腫瘤治療的一大突破點。

7 結語與展望

近年來，西醫化療藥在臨床使用過程中不斷出現耐藥性、晚期腫瘤患者對放射治療的敏感性降低等問題。因此，提高治療效果、改善腫瘤患者生活質量、延長生命時限是當前腫瘤治療的當務之急，腫瘤的臨床治療迫切需要新思路、新進展，而蟲類藥在這些方面的研究已取得一定的成果。隨著蟲類藥治療腫瘤的理論研究越來越成熟，臨床應用前景越來越廣闊，相信未來對于蟲類藥的研究和開發應用，一定會取得更加光輝燦爛的成果。但需要注意的是，應用于腫瘤治療的蟲類藥大多具有毒性，需謹慎使用，使其效捷而不猛悍，避免產生不必要的毒副作用。