雄黄抗癌作用的研究进展

雄黄抗癌作用的研究进展 【摘要】 中药雄黄在我国传统医学中应用历史悠久，近年来在肿瘤的治疗中发挥着越来越大的作用，本文介绍雄黄抗癌作用的研究与进展，包括治疗研究、作用机理、不良反应及其新剂型―纳米雄黄的研发等，并对雄黄抗癌作用的未来进行展望。, 【关键词】 雄黄;肿瘤;治疗;机制;纳米雄黄 中药雄黄在祖国传统医学中有悠久的历史，早在我国第一部药物学专著《神农本草经》 2 和As,4S,4，并夹杂少量As,2O,3和其他重金属盐。就有记载，其主要成分为As2S, 传统医学认为雄黄具有解毒、燥湿、祛痰、截疟等作用，现代医学研究表明，雄黄还具有抗肿瘤作用。自20世纪50年代开始，国内许多学者将含雄黄的复方制剂或单味雄黄用于治疗血液系统肿瘤及部分实体瘤，取得了可喜的成果，特别是在白血病治疗方面疗效显著，其作用机理及纳米药物新剂型也在深人研究之中。现将雄黄抗癌作用的研究进展状况作一综述。, 1 治疗研究, 1.1 抗血液系统肿瘤 大量文献报道了中药雄黄对恶性血液病的治疗研究，临床实践显示，雄黄治疗急性早幼粒细胞白血病(APL)、慢性粒细胞白血病(CML)等缓解率较高，且具有毒不良反应少、无骨髓抑制和交叉耐药性、不易并发DIC等优点。早在上世纪50年代末，曾有人用雄黄治疗一位白血病患者，取得较好疗效。周蔼祥等人利用雄黄复方制青黄散治疗CML，有效率达86%。黄世林,1,用自制的复方黄戴片治疗APL 60例，60 d内完全缓解(CR)59例(98.3%)，部分缓解(PR) 1例，与砒霜相比，毒不良反应明显减少。陆道培院士,2,以高纯度的As,4S,4治疗110例14岁以上的APL患者,CR率为100%，且As,4S,4的纯度越高，药物的不良反应越小。其后他又总结了经维甲酸(ATRA)治疗CR后以As,4S,4巩固维持治疗 的103例APL患者疗效，1,6年无病生存率为96.7%,87.4%，表明单用As,4S,4可以巩固维持治疗APL患者。此外，雄黄还能有效治疗ATRA耐药的APL患者，并改善出血倾向,3,，为ATRA治疗后复发的病人找到了新的治疗手段。, 体外实验显示，As,2S,2和STI571、 As,4S,4和Imatinib联合使用比单用任何一种均能更显著地诱导CML急变期K562细胞凋亡，提示As,2S,2和STI571、As,4S,4和Imatinib联合使用具有协同作用，有可能提高治疗CML的疗效,4,5,。雄黄用于治疗多发性骨髓瘤和原始细胞过多性难治性贫血缓解率及长期生存率也较高,6,7,。, 1.2 抗实体瘤 雄黄经适当配伍，可治疗宫颈癌及子宫颈癌前病变，能使宫颈核异质细胞 逆转，是探索治疗子官颈癌又一新药。张国珍等用其喷涂治疗早期子宫颈癌2例，均获痊愈。对71例宫颈核异质患者逆转治疗，逆转为巴氏1级者11例，逆转为巴氏2级者60例，总逆转率为100%。将雄黄与轻粉、冰片、砂相配治疗13例皮肤癌患者，总有效率达76.9%。近几年，临床用安宫牛黄丸(含雄黄)治疗脑、肺、纵膈等部位的肿瘤取得了显效。细胞实验研究表明，As,2S,2可以抑制肺腺癌细胞SPC,A,1的生长，并诱导其凋亡，抑制细胞周期的转换，使G,1期细胞减少，S期细胞增加,8,。以雄黄与老姜烤制治疗脑肿瘤效佳，也可外贴治疗乳腺癌。体外实验还发现雄黄能抑制肝癌细胞系BEL,7402生长,9,，但体内疗效 , 尚不佳，目前仅限于外敷止痛，这可能与给药途径或体内外环境差异有关。 2 抗癌作用机理, 雄黄的抗癌作用机制复杂、广泛而特异，可以从多方面发挥作用，对于不同的肿瘤作用途径各不相同，也可能存在多种途径的协同作用，同时，剂量不同，其作用亦不完全相同。但其最终目的均为抑制增殖、诱导凋亡或促进分化。 , 2.1 诱导凋亡 细胞凋亡是指为维持内环境稳定，由细胞控制的自主的有序性的死亡，现已证实促进癌细胞凋亡是雄黄抗肿瘤的主要作用机制，APL细胞株NB,4、急性粒细胞白血病(AML)细胞系HL,60、K562细胞等在不同剂量雄黄作用下，均呈现凋亡的特征性形态学改变，如染色质边集化、核固缩、凋亡小体形成等，流式细胞术分析均显示凋亡细胞峰，DNA凝胶电泳显示典型的梯形条带，其分子机制研究表明，雄黄可能主要通过下列途径诱导凋亡。, 2.1.1 下调bcl,2蛋白、上调bax蛋白 戴锡孟等,10,研究发现，六神丸(主要成分为雄黄)诱导白血病细胞HL,60凋亡与C,myc 、bcl,2和bax都有关，其可能机制是六神丸降低C,myc活性,，使细胞对凋亡的敏感性提高，同时使凋亡抑制基因bcl,2表达下降，并升高促凋亡基因bax，使bcl,2/bax比例下降，最终引起细胞凋亡。在雄黄诱导Raji细胞及K562细胞凋亡的实验中也显示bcl,2的表达下降，bax蛋白表达明显增加。表明下调bcl,2蛋白和(或)上调bax蛋白的表达是雄黄诱导瘤细胞凋亡机制之一。, 2.1.2 促使PML/RARa融合蛋白降解 研究表明，雄黄诱导NB,4和HL,60细胞凋亡可能是通过促使PML/RARa融合蛋白降解来实现的。15号染色体上核蛋白基因PML(早幼粒细胞白血病基因)和17号染色体上表达RARa(视黄酸受体α)的基因融合，形成PML/RARa融合基因是APL主要遗传学特征。PML蛋白是正常细胞生长和转化的抑制蛋白，正常状态下，它与SP100 等多种蛋白形成复合体(称为POD结构)，而且只有在POD中，PML才能发挥负调控作用。RARa则有利于骨髓细胞分化。在APL细胞中，PML/RARa融合基因编码的嵌合蛋白PML/RARa阻抑了PML、RARa正常活性，且融合蛋白PML/RARa与PML蛋白形成异二聚体，干扰了PML蛋白的功能，破坏了POD结构，从而干扰细胞正常分化与细胞凋亡。雄黄可通过促使PML/RARa融合蛋白降解，使POD恢复定位，并使核浆内的PML碎体进入POD大聚合体而恢复其负调控作用，从而促进了NB,4和HL,60细胞凋亡，并发现雄黄并非在转录水平，而在蛋白水平参与诱导PML基因上调,11，12,。, 2.1.3 降低Bcr,Abl融合蛋白水平 Ph染色体上Bcr,Abl融合基因编码含一个高酪氨酸蛋白激酶(PTK)活性的BCR/ABL融合蛋白，是CML发病的分子基础。该蛋白具有抗凋亡作用，通过其高PTK活性诱导多种细胞内信号分子的酪氨酸磷酸化，激活ras、磷脂酰肌醇3激酶(P13K)及JAK,STAT等多条信号传导途径而抑制细胞凋亡。李俊娥等研究表明BCR/ABL蛋白含量减少在雄黄诱导K562细胞凋亡机制中起重要的作用，且雄黄不影响Bcr,Abl基因表达，只是减少Bcr,Abl蛋白含量，降低其PTK活性，减少蛋白酪氨酸磷酸化，从而阻断Bcr,Abl介导的信号传导，最终导致K562细胞凋亡,5，13,。, 2.1.4 下调Pgp蛋白表达 Pgp是一种由mdr1基因编码的具有ATP酶活性的跨膜泵，能将多种进入细胞的化疗药物泵出而导致耐药。雄黄可以通过下调mdr1基因表达，减少细胞膜上Pgp泵的数量，控制药物外排，提高细胞内药物浓度，从而诱导细胞凋亡，这种耐药逆转机制在雄黄诱导HL,60/ADR细胞凋亡的实验中已得到了证实,14,。 2.1.5 降低存活蛋白survivin的表达 存活蛋白(survivin)是一种新发现的凋亡抑制蛋白，属于凋亡抑制蛋白家族，是一种肿瘤特异性的抑制凋亡因子，在正常成人组织中survivin处于静止状态，而在恶性组织中survivin处于失控的表达状态，它在抑制肿瘤细胞凋亡以及肿瘤细胞浸润、迁移中起重要作用。肖延风,15,等研究发现，雄黄可降低白血病细胞suivivin的表达，suivivin表达下调在雄黄通过线粒体途径促进细胞凋亡中发挥重要作用。, 2.1.6 诱导端粒酶活性下降 李静,16,17,等研究表明，雄黄可能通过下调端粒酶活性使肿瘤细胞凋亡。他们将0.3 mg/L雄黄及1.5,3.0 mg/L雄黄分别作用于,562和HL,60细胞时，端粒酶活性受抑程度与细胞凋亡比例呈显著的正相关。, 另外，雄黄可能还通过下调STAT蛋白而干扰JAK,STAT途径，减弱甚至阻断Bcr,Abl恶性信号的转导，或在mRNA水平上增加细胞膜HSP70蛋白的表达，或激活caspase,3信号转导途径而促进细胞凋亡,13，18，19,。应用基因芯片技术检测雄黄作用于NB,4细胞前后基因表达的调控，发现PSMC2、PSMD1、ABC50、PNAS,2基因和周期素G2在雄黄诱导NB,4 细胞凋亡中发挥重要作用 ,20,21,。在对急性单核细胞白血病细胞株U937基因表达谱芯片研究中发现，细胞骨架和细胞信号转导的改变可能参与雄黄促进U937细胞凋亡的过程,22,。, 2.2 促进肿瘤细胞分化 诱导肿瘤细胞向粒系成熟分化可能是雄黄治疗肿瘤的又一机制。通过对NB,4、MR,2及HL60细胞株分化抗原研究发现，雄黄治疗NB,4和MR,2后，CD33由54.2%降至9.7%，CD11b由1.3%上升至22.5%，作用于HL,60细胞72 h后，CD11b的表达由1.27%升至6.07%,17,23,。运用复方青黛片治疗APL时也发现，在疗程过半时，骨髓中的 ,，表明雄黄有诱导肿瘤细胞分化的作用。, 中性中、晚幼粒细胞比例也增多,1 2.3 抑制肿瘤细胞增殖 雄黄作用于Raji、CEM细胞时，细胞生长明显被抑制，细胞周期阻滞于G2/M期,24,25,。低剂量雄黄可能会通过与NB,4细胞微管相互作用，或者作用于其它与细胞周期有关的调节因子，阻滞细胞周期于,2/,期而抑制增殖,18,。30、60 mg/L的雄黄对BEL,7402细胞的生长有明显的增殖抑制作用，其具体机制可能与PCNA的表达降低有关,9,。, 雄黄对荷瘤小鼠的抗肿瘤实验结果显示，雄黄可诱导荷瘤(,,1210和,22)小鼠的肿瘤组织凋亡，抑制荷瘤小鼠肿瘤的生长，其作用机理是通过抑制细胞DNA的合成，增强机体的细胞免疫功能等多种因素发挥抗肿瘤作用。 3 雄黄新剂型―纳米雄黄的研究, 纳米技术是近年来迅速发展起来的前沿科技，并已逐步应用于医药领域，从而诞生了纳米中药这一新概念，为中药的现代化开辟了新途径。研究表明，传统中药纳米化后，其药效大大提高，等效剂量大大降低，在抗肿瘤研究中显示了充分的优越性。, 雄黄传统制剂工艺都是以水飞的形式，存在工业生产速度慢、毒性强、颗粒大、生物利用度低等缺点。为探讨雄黄新的制剂工艺，王晓波,26,27,等人采用物理法(机械研磨法)制备出纳米级雄黄粉体(200 nm左右)，并进行家兔药动学实验研究，结果显示，纳米雄黄的吸收与传统雄黄相比，纳米雄黄在达峰时间、峰浓度、半衰期、生物利用度等方面具有明显优势，其药代动力学发生显著的变化，吸收相增大而消除相减小。詹秀琴,28,等研究发现，随着雄黄粒径的下降，药代动力学参数发生了变化，最大峰浓度上升，曲线下面积加大，生物利用度提高，含药血清对肝癌SMMC,7721细胞的增殖抑制程度也加大，提示降低雄黄粒度可减少用药量、提高生物利用度。不同粒径的雄黄对肿瘤细胞,180、上皮细胞ECV304等的细胞毒性和诱导凋亡作用呈现明显的尺寸效应，纳米颗粒表现出尤为突出的生物效应，普通大颗粒剂型的雄黄对ECV304细胞基本上不起作用，而100 nm与150 nm的雄黄有明显的促进细胞凋亡的作用,29,，对,180肿瘤细胞毒杀作用的强弱次序是粒径100 nm样品?200 nm样品>>500 nm样品。其对白血病细胞治疗作用的研究表明，雄黄纳米微粒对于HL,60和K562 细胞均具有诱导凋亡和坏死的双重作用，既含有As,O又含有As,S键的硫代亚砷酸盐可能是表现药理活性的主要化学物种之一,30,31,,这为开发新一代高效低毒的抗肿瘤新药奠定了基础。, 纳米雄黄能有效地杀伤癌细胞，其效果明显优于传统剂型的雌黄，其原因可能与纳米颗粒的理化特性有关。当物质加工到纳米尺寸时，由于小尺寸效应和表面效应等，纳米粒子会呈现出现新奇的物理、化学和生物学特性，从而使纳米药物出现了一些新的特点与功能，譬如，化学活性增强、吸收利用度提高以及纳米药物的特殊药理效应等，同时，由于纳米粒的直径非常小，所以很容易被癌细胞通过胞饮和吞噬所摄取，甚至可直接进入癌细胞内发挥药效。 4 问题与展望, 尽管大量的临床实践和基础研究已证明雄黄在肿瘤治疗方面有广阔的应用前景，与砒霜相比毒副作用较小，但长期使用仍然会出现恶心、腹泻、肾损害、砷角化病、致癌、致畸等不良反应。以大剂量125 mg/kg、250 mg/kg雄黄给正常小鼠连续灌服两周后即出现各种血细胞异常变化及细胞凋亡现象，表明该剂量雄黄对小鼠造血系统有明显的损伤及诱导凋亡作用。此外，体外抗肿瘤谱与临床实际治疗间还有较大差异，如何开发高效低毒的雄黄、采用何种方式或方法来克服体内外疗效差异尚需深入探索和研究。但随着新型给药途径―纳米载药靶向治疗的研究与发展、纳米药物的开发与生物芯片技术的应用等，中药雄黄在抗肿瘤方面有望开展大规模试验和临床研究，从而在肿瘤治疗领域里发挥更大作用。 本文中所涉及到的图表、注解、公式等 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 请以PDF格式阅读原文。