青蒿素及其衍生物抗腫瘤作用研究進(jìn)展

周慧，于海霞

（山西醫(yī)科大學(xué)細(xì)胞生理學(xué)省部共建教育部重點實驗室，太原 030001）

青蒿素及其衍生物抗腫瘤作用研究進(jìn)展

周慧，于海霞

（山西醫(yī)科大學(xué)細(xì)胞生理學(xué)省部共建教育部重點實驗室，太原 030001）

青蒿素（artemisinin）又名黃蒿素，是從菊科植物黃花蒿（Artemisia annua L.）中提取分離得到的具有過氧橋結(jié)構(gòu)的倍半萜內(nèi)酯化合物[1-2]。青蒿素是白色針狀結(jié)晶，分子式為 C15H22O5，青蒿琥酯、蒿甲醚、蒿乙醚、二氫青蒿素為其主要衍生物[2-3]。青蒿素及其衍生物廣泛應(yīng)用于瘧疾的治療。

近幾年的研究發(fā)現(xiàn)，青蒿素及其衍生物還具有抗血吸蟲、抗心律失常、抗弓形蟲、平喘、抗組織纖維化、抗狼瘡性肺炎（LN）、抗陰道毛滴蟲、抗孕、抗卡氏肺孢子蟲肺炎（PCP）、抗真菌、抗癌和免疫活性等多種藥理學(xué)作用[4]。青蒿素類藥物抗腫瘤作用受到廣泛關(guān)注，現(xiàn)將其抗腫瘤活性及作用機(jī)理研究現(xiàn)狀綜述如下：

1 青蒿素及其衍生物的抗腫瘤活性

1.1 體外實驗研究

青蒿素及其衍生物能夠選擇性抑制和/或殺傷體外培養(yǎng)的多種癌細(xì)胞，且對正常細(xì)胞毒性很低。目前研究表明青蒿素對急性白血病、黑色素瘤、結(jié)腸癌、前列腺癌、膠質(zhì)瘤細(xì)胞和乳腺癌細(xì)胞株高度敏感。牛紅妹等[5]研究發(fā)現(xiàn)，青蒿釀液在體外對人肺癌A549細(xì)胞、MDA231細(xì)胞，結(jié)腸癌SW620細(xì)胞、LOVO細(xì)胞，胃癌AGS細(xì)胞以及肝癌Hep-2細(xì)胞均有明顯的作用。鄭夢薇等[6]研究表明青蒿素可顯著抑制人膽管癌細(xì)胞QBC939的生長，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，并呈一定的量效關(guān)系。劉加軍等[7]應(yīng)用MTT法進(jìn)行細(xì)胞生長抑制率的檢測，結(jié)果經(jīng)不同濃度的青蒿素作用后體外培養(yǎng)的急性白血病K562細(xì)胞生長明顯抑制。曾靜等[8]采用MTT法測定不同濃度青蒿素對人宮頸癌Hela細(xì)胞的抑制作用。結(jié)果為：青蒿素對Hela細(xì)胞有抑制作用，并呈劑量依賴性增加，半數(shù)致死濃度（IC50）為176.55 μmol/L，同時青蒿素對人正常細(xì)胞GM細(xì)胞的毒性小于Hela細(xì)胞。董戩等[9]應(yīng)用MTT檢測細(xì)胞生長抑制率，經(jīng)不同濃度的青蒿素作用后，體外培養(yǎng)的人膽囊癌（GBC-SD）細(xì)胞生長明顯受到抑制，青蒿素可顯著抑制GBC-SD細(xì)胞生長，且呈一定的量-效、時間-效應(yīng)關(guān)系。

孫雅潔等[10]研究了青蒿素及其衍生物對體外培養(yǎng)的人肺癌、胃癌、肝癌、結(jié)腸癌、紅白血病細(xì)胞（A549、BGC823、SMM-C7721、HCT116、K562）的作用，應(yīng)用MTT法進(jìn)行了系統(tǒng)性評價，青蒿琥酯對5株細(xì)胞株均有較強(qiáng)的抑制作用；雙氫青蒿素亦對5株腫瘤細(xì)胞均有抑制作用，活性較青蒿琥酯弱；蒿甲醚對BGC823、HCT116、SMM-C7721細(xì)胞有不同程度的抑制作用；青蒿素的抑制作用較弱。

杜玉丹等[11]采用MTT法檢測雙氫青蒿素對卵巢癌SKOV3細(xì)胞增殖的抑制作用，結(jié)果不同濃度的雙氫青蒿素在不同時間作用于卵巢癌SKOV3細(xì)胞后，細(xì)胞生長速度明顯下降，并且呈較明顯的時間、濃度依賴性。

陳衛(wèi)強(qiáng)等[12]研究了雙氫青蒿素和順鉑在體外對人肺癌細(xì)胞A549和耐順鉑細(xì)胞株A549/CDDP細(xì)胞的作用，結(jié)果顯示雙氫青蒿素可抑制人肺癌細(xì)胞A549生長，并逆轉(zhuǎn)A549/CDDP細(xì)胞對順鉑的耐藥。羅瑾[13]采用MTT法檢測雙氫青蒿素組、卡鉑組及聯(lián)合用藥組對卵巢癌SKOV3細(xì)胞生長的抑制作用，結(jié)果顯示雙氫青蒿素能增加卡鉑對SKOV3細(xì)胞的抑制作用，其作用機(jī)制可能是能下調(diào)卵巢癌SKOV3細(xì)胞中血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）的表達(dá)。

美國國立癌癥研究所（National Cancer Institute，NCI）測定了Galal AM等合成的12種雙氫青蒿素縮醛二聚體對60種人癌細(xì)胞株體外抗腫瘤活性，結(jié)果顯示合成的12種衍生物均對白血病、前列腺癌、非小細(xì)胞肺癌、結(jié)腸癌、腎癌、中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤、黑素瘤、卵巢癌、乳腺癌敏感，IC50在0.019～8.7 μmol/L范圍內(nèi)[14]。

胡宜等[15]發(fā)現(xiàn)蒿甲醚能夠抑制人膠質(zhì)瘤細(xì)胞U251的增殖活性、促進(jìn)膠質(zhì)瘤細(xì)胞的凋亡，并呈劑量依賴性。韓峰樓等[16]研究了各濃度蒿甲醚對人舌癌細(xì)胞的抑制率，其最高抑制率達(dá)80%，并有顯著的時間-劑量效應(yīng)。

武曉玉等[17]發(fā)現(xiàn)青蒿琥酯能顯著抑制體外培養(yǎng)的人宮頸癌Hela細(xì)胞生長，并呈濃度依賴性；青蒿琥酯含藥血清抑瘤試驗亦證明對體外培養(yǎng)的人宮頸癌Hela細(xì)胞有顯著的抑制作用，其抑制率亦隨濃度升高而增高，表明青蒿琥酯或其代謝產(chǎn)物具有抗腫瘤作用。

另有研究表明，青蒿素及其衍生物不僅單獨作用有抗腫瘤活性，同時對其他化療藥物具有協(xié)同作用，如與和厚樸酚、多柔比星、吡柔比星等聯(lián)合用藥具有增效作用[3,18]。

1.2 體內(nèi)實驗研究

在體外研究的基礎(chǔ)上，青蒿素及其衍生物的體內(nèi)研究也逐漸開展起來。體內(nèi)實驗研究結(jié)果與體外實驗研究結(jié)果相同，青蒿素及其衍生物能夠選擇性地抑制和/或殺傷動物體內(nèi)的腫瘤細(xì)胞，效果與化療藥物相當(dāng)，若與其他化療藥物聯(lián)合用藥，效果更佳，尤其對某些耐藥株增效更強(qiáng)，動物耐受性好[19-20]。有研究對經(jīng)7,12二甲基苯并蒽誘導(dǎo)的大鼠服用青蒿素后與對照組比較，乳腺體積減小，發(fā)病時間延遲，發(fā)病率明顯降低[21]。牛高華等[22]研究表明青蒿素對人胃癌細(xì)胞株SGC-7901裸鼠移植瘤有明顯的抑制和殺傷作用，且呈現(xiàn)劑量依賴性。路景濤等[23]應(yīng)用動物移植性腫瘤實驗方法研究青蒿素的抗腫瘤作用。結(jié)果：50 mg/kg青蒿素對小鼠移植性肉瘤S180的抑瘤率為37.88%；100 mg/kg青蒿素對小鼠移植性肝癌Heps實體瘤的抑瘤率為35.23%；青蒿素對艾氏腹水癌EAC小鼠生命延長率無統(tǒng)計學(xué)意義，證實青蒿素具有較好的抗腫瘤作用。

周潔蕓等[24]應(yīng)用人子宮內(nèi)膜癌細(xì)胞裸鼠移植瘤模型觀察一種青蒿素二聚體衍生物SM1052對人子宮內(nèi)膜癌（RL95-2）的生長抑制作用，經(jīng)SM1052（2，5，10 mg/kg）治療后瘤體積減小、瘤質(zhì)量降低，抑瘤率呈劑量依賴趨勢，能明顯抑制腫瘤生長。蔣永新等[25]報道二氫青蒿素對Lewis肺癌小鼠肺癌的抑瘤率可達(dá)59.2%。

潘雷等[26]在小鼠腰部皮下接種人肝癌細(xì)胞株 SMMC-7721，制成小鼠荷瘤動物模型，將青蒿素、琥珀酸亞鐵、青蒿素＋琥珀酸亞鐵、0.9%氯化鈉注射液（對照組）分別作用于荷瘤小鼠，觀察小鼠瘤體積的變化，結(jié)果顯示青蒿素和青蒿素＋琥珀酸亞鐵都能抑制人肝癌細(xì)胞SMMC-7721的生長并促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡，聯(lián)合用藥效果更佳。

1.3 臨床研究

由(3.7)知｛un｝是 Cauchy 序列，即存在 u∈H 使得un→u。 由于A，B是Lipschitz連續(xù)，有:

目前，青蒿素及其衍生物在臨床上主要應(yīng)用于瘧疾的治療。近幾年來對青蒿素類藥物抗腫瘤活性的研究在實驗室研究的基礎(chǔ)上初步開展了一些臨床研究。有報道顯示Ⅱ期喉鱗狀上皮癌病人經(jīng)青蒿琥酯治療和垂體大腺瘤患者經(jīng)蒿甲醚治療后，瘤體積明顯減小，臨床癥狀明顯改善[2,14]。在國內(nèi)也有一些臨床研究，如青蒿琥酯對中晚期小細(xì)胞肺癌的治療，青蒿鱉甲湯煎劑治療急性 B淋巴細(xì)胞白血病以及聯(lián)合唑來膦酸治療肺癌骨轉(zhuǎn)移患者等，臨床癥狀明顯改善[14,27]。表明青蒿類藥物在臨床上已初見成效。

2 青蒿素及其衍生物抗腫瘤作用機(jī)制

2.1 抑制腫瘤細(xì)胞生長和增殖

青蒿素及其衍生物能夠誘導(dǎo)不同的細(xì)胞停滯于不同的周期位點，抑制DNA的正常合成而抑制腫瘤細(xì)胞的增殖[28]。

左占杰等[29]報道，二氫青蒿素對肺腺癌細(xì)胞（GLC-82）有較強(qiáng)的細(xì)胞毒性，其作用機(jī)制可能是使 GLC-82細(xì)胞生長停滯在G0/G1期并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，使處于S期的細(xì)胞比例減少。周晉等[30]報道，青蒿素能誘導(dǎo)NB4、K562和急性早幼粒性白血?。ˋPL）細(xì)胞停滯于G2/M期，抑制細(xì)胞增殖。

2.2 誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡

很多體內(nèi)外實驗研究證實青蒿素具有誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡的作用，例如：白血病細(xì)胞、口腔癌細(xì)胞、纖維肉瘤細(xì)胞、卵巢癌細(xì)胞、子宮頸癌細(xì)胞、神經(jīng)膠質(zhì)瘤細(xì)胞、肺癌細(xì)胞、乳腺癌細(xì)胞、前列腺癌細(xì)胞等。

牛高華等[22]研究青蒿素對人胃癌細(xì)胞株SGC-7901裸鼠移植瘤的作用機(jī)制，發(fā)現(xiàn)青蒿素可上調(diào)caspase-3的活性，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，發(fā)揮抗腫瘤作用。朱奔奔等[31]研究顯示，經(jīng)雙氫青蒿素作用后，抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá)隨雙氫青蒿素濃度的增大而明顯下調(diào)，而凋亡蛋白Bax和PARP的表達(dá)則隨雙氫青蒿素濃度的增大明顯上調(diào)，抗凋亡蛋白和凋亡蛋白水平的變化與細(xì)胞凋亡明顯相關(guān)。

2.3 促使腫瘤細(xì)胞自由基的產(chǎn)生

這個機(jī)制可能與抗瘧機(jī)制相似，癌細(xì)胞分裂時復(fù)制 DNA需要大量鐵質(zhì)，癌細(xì)胞表面轉(zhuǎn)鐵蛋白受體含量比正常細(xì)胞高很多，所以大部分癌細(xì)胞鐵吸收率比正常細(xì)胞高。實驗證明青蒿素類藥物是在鐵元素介導(dǎo)下，與亞鐵原子反應(yīng)產(chǎn)生自由基，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，選擇性殺傷癌細(xì)胞，而對正常細(xì)胞的損傷較小[3,32]。

2.4 抑制腫瘤血管生成

青蒿素類藥物可以通過下調(diào)癌細(xì)胞的VEGF表達(dá)以及VEGF受體KDR/flk-1mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平，從而抑制腫瘤新生血管生成[3，32]。

3 展望

癌癥是嚴(yán)重威脅人類健康的常見病，發(fā)病率高，病例數(shù)多，其死亡率僅次于心腦血管疾病，尋找有效的抗腫瘤藥物和方法，是當(dāng)今醫(yī)學(xué)研究的熱點課題。

由于癌細(xì)胞與正常細(xì)胞沒有根本性的代謝差異，傳統(tǒng)治療在殺傷癌細(xì)胞的同時也會損傷機(jī)體的一些正常細(xì)胞、組織和器官，造成機(jī)體骨髓抑制和免疫功能下降[33-34]。同時，腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的耐藥性又常常導(dǎo)致化療失敗，而且是目前最難解決的問題之一。腫瘤多藥耐藥性是指癌細(xì)胞對一種抗腫瘤藥物產(chǎn)生耐藥性的同時，對很多結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制完全不同的其他抗腫瘤藥物產(chǎn)生交叉耐藥性，腫瘤多藥耐藥已成為化療失敗的主要原因[35]。

青蒿素及其衍生物與傳統(tǒng)藥物相比，不論在緩解臨床癥狀，提高生存質(zhì)量，預(yù)防復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移、延長生存期方面，還是與放化療聯(lián)合治療，增效減毒方面都有很好的效果。青蒿素及其衍生物對腫瘤細(xì)胞具有靶向性，可以選擇性抑制和/或殺傷多種腫瘤細(xì)胞、抑制腫瘤細(xì)胞生長和增殖、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、抑制腫瘤血管生成等來發(fā)揮抗腫瘤活性，而對正常細(xì)胞和器官、組織的損傷很小[21]；青蒿素及其衍生物與傳統(tǒng)抗腫瘤藥物的作用機(jī)制不同，故與其不存在交叉耐藥，并且可以通過抑制谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶的活性，逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞的多藥抗性，并呈一定的濃度依賴性[3,22,35]；青蒿素及其衍生物不僅可以單獨作用抗腫瘤，而且與5-氟尿嘧啶、吡柔比星、多柔比星等聯(lián)合用藥能使藥效協(xié)同增強(qiáng)，同時對放療具有增敏作用，并隨劑量和濃度升高而增強(qiáng)[3,21]。

目前，盡管對青蒿素類藥物抗腫瘤作用分子機(jī)制尚未完全明了，今后隨著對其抗腫瘤活性的深入研究，以及對腫瘤細(xì)胞病變過程中新靶點和關(guān)鍵點的深入發(fā)現(xiàn)，通過結(jié)構(gòu)修飾和/或劑型改變開發(fā)療效更好和毒性更低的具有靶向性的藥物，將成為新藥研發(fā)的重點方向。進(jìn)一步加強(qiáng)青蒿素類藥物臨床前安全性評價及臨床研究，進(jìn)一步確定其安全性及有效性，確定最佳給藥途徑及給藥劑量，將其開發(fā)成為新型安全、有效、質(zhì)量可控的化療或輔助化療藥物具有廣泛的臨床應(yīng)用價值。

摘編自《中國執(zhí)業(yè)藥師》2015年第8期：32～36，圖、表、參考文獻(xiàn)已省略。