斑蝥素及其衍生物抗肿瘤研究近况

周 杰 综述，吴敬波 审校

斑蝥属节肢动物昆虫纲，是我国首先发现的一种具有抗肿瘤作用的昆虫类药物。斑蝥素（Cantharidin）为斑蝥体内提取的一种倍半萜类衍生物，是斑蝥的主要抗肿瘤活性成分，已投入临床运用多年。由于斑蝥素对消化系统和泌尿系统有严重刺激性，限制了其临床运用，因此，基于对斑蝥素的结构优化产生了一系列斑蝥素的衍生物，如去甲斑蝥素、斑蝥酸钠、去甲斑蝥酸钠、甲基斑蝥胺等。这些斑蝥素衍生物在保留斑蝥素抗肿瘤作用的基础上，降低了其毒副作用，展示出一定应用优势。本文主要综述斑蝥素及其主要衍生物的抗肿瘤研究近况，为进一步研究斑蝥素及其衍生物或其它类似的天然抗肿瘤物质提供参考。

1 斑蝥素及其衍生物的抗肿瘤作用及机制

斑蝥素及其衍生物有良好的抗肿瘤细胞生长、侵袭、转移能力，对肝癌、乳腺癌、膀胱癌、骨髓瘤等多种肿瘤治疗有效。其抗肿瘤机制目前尚未完全阐明，过去已知斑蝥素及其衍生物是蛋白磷酸酶（PPs）的抑制剂，可通过抑制PPs的活性，影响蛋白质的磷酸化、去磷酸化过程，进而影响肿瘤细胞生长代谢，调节细胞信号传导，影响免疫细胞活性等。近年来，人们发现，斑蝥素及其衍生物的抑瘤机制十分复杂，主要包括诱导细胞凋亡、干扰细胞周期、提高机体免疫力、抑制肿瘤细胞侵袭、转移等，且其抑瘤效应的发挥也可不依赖于抑制PPs 的活性。以下分别介绍斑蝥素及其主要衍生物的抗肿瘤生长、转移作用及其主要机制的研究近况。

1.1 斑蝥素及其衍生物的抗肿瘤生长作用及机制

1.1.1 诱导肿瘤细胞凋亡 细胞凋亡是在严格基因控制下进行的细胞主动死亡过程。经典的凋亡途径包括由线粒体、内质网介导的内源性途径和由死亡受体介导的外源性途径。诱导凋亡是抗肿瘤生长的常见方式，也是目前抗肿瘤机制的研究热点。已证实，斑蝥素及其衍生物可通过诱导凋亡的方式抑制肿瘤细胞生长。Prasad SB 和Verma AK［1-2］多年来致力于对斑蝥素的研究，他们观察了斑蝥素对Dalton’s淋巴瘤的体内、外作用后发现：斑蝥素能改变瘤细胞内线粒体结构（包括导致线粒体膜增厚，线粒体嵴排列不规则，线粒体内出现空泡等），降低线粒体膜电位，促进线粒体内细胞色素C 的释放，活化caspase9 和caspase3，最终诱导肿瘤细胞发生线粒体介导的凋亡，延长荷瘤鼠的生存期，达到抗癌目的。而对于鼠埃利希腹水癌（EAC），Prasad SB和Verma AK［3-4］也观察到了类似的线粒体介导的凋亡现象。去甲斑蝥素（Norcantharidin,NCTD）是斑蝥素的脱甲基化衍生物。Jiang YM［5］证实了去甲斑蝥素对白血病细胞HL-60 的诱导凋亡作用。Lv H 等［6］进一步分析了去甲斑蝥素诱导套细胞淋巴瘤凋亡的分子机制，结果发现，去甲斑蝥素诱导细胞凋亡的原因可能与活化PI3K/Akt/NF-κB 信号通路有关。斑蝥酸钠（Sodium Cantharidate，SCA）是斑蝥素又一常见衍生物，王上伟等［7］发现斑蝥酸钠能通过下调凋亡抑制基因Bcl-2 的表达，同时上调促凋亡基因Bax的表达抑制胃癌细胞的生长。

1.1.2 调控细胞周期 细胞周期可概括为四个时期（G1,S,G2，M 期）和两个调控点（G1/S 调控点和G2/M调控点）。细胞必须顺利通过这两个调控点，完成细胞周期，才能实现分裂增殖。细胞的这一过程受一个复杂的细胞周期分子调控网络调控，其中最重要的是以周期素（cyclin）和依赖周期素蛋白激酶（CDK）为核心的蛋白质复合物的调控，而cyclin-CDK 又受到CKI、生长因子、CAK、weel、cdc、CIP/KIP 家族（P21、P27、P57）、INK4 家族（P15、P16、P18、P19）等多分子的调节。研究表明，斑蝥素及其衍生物能损伤肿瘤细胞DNA，影响细胞周期调控蛋白，从而阻滞肿瘤细胞周期，抑制其增殖。如斑蝥素能降低胰腺癌细胞内CDK1 的表达，升高CDK 抑制因子P21 的表达，使胰腺癌细胞停滞于G2/M 期［8］。将斑蝥素作用于肝癌、膀胱癌、宫颈癌等细胞，同样能观察到细胞周期阻滞于G2/M期的现象。Dong X等［9］发现：去甲斑蝥素能影响细胞周期调控基因，使P21 及p-cdc25c 表达增多，cyclins B和cdc2表达下降，从而将宫颈癌细胞的细胞周期停滞于G2/M期，以抑制其生长。而对于白血病细胞HL-60，Jiang YM［5］认为，去甲斑蝥素阻滞该细胞的细胞周期于G2/M期和S期，以此发挥抑瘤作用。

1.1.3 调节免疫 免疫应答和免疫调节参与了肿瘤发生、发展、侵袭、转移的全过程。免疫逃逸或免疫抑制使肿瘤细胞不能及时通过免疫识别和免疫应答予以清除。此外，各种趋化因子及肿瘤相关巨噬细胞、树突状细胞分泌的多种细胞因子，能促进肿瘤血管发生，帮助肿瘤侵袭、转移。因此，提高免疫力是抗肿瘤的一种有效手段。斑蝥素及其主要衍生物有明确的免疫调节作用，能通过增加机体白细胞数量，激活、提高机体免疫细胞（如：T 淋巴细胞、单核/巨噬细胞、树突状细胞、自然杀伤细胞等）功能，提高机体细胞因子（如：白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子等）水平等途径发挥抗肿瘤作用。高丽君观察了去甲斑蝥素对肝癌细胞H22荷瘤小鼠免疫系统的影响，结果发现一定量的去甲斑蝥素能提高胸腺、脾脏指数，增强T 细胞功能，增强NK细胞杀伤活性，对抗肿瘤生长。

1.1.4 其它 细胞自噬（autophagy）是目前抗肿瘤研究的热点，其对肿瘤的发生、发展有抑制和促进的双重影响。自噬既是一种细胞程序性死亡方式，可诱导肿瘤细胞死亡，又可作为一种防御机制，帮助肿瘤细胞在乏氧、药物作用等应激条件下生存。研究发现：斑蝥素及其衍生物的抗肿瘤作用也与诱导细胞自噬有关，如斑蝥素可通过诱导自噬抑制鼠埃利希腹水癌生长［4］。热休克转录因子（HSF）可通过调节热休克蛋白（HSPs）的表达，帮助肿瘤细胞完成应激损伤后修复，抵抗其凋亡。Kim JA等［10］发现：斑蝥素可抑制直肠癌细胞内HSF1 的转录活性，使其下游的HSP70 和BAG3（BCL2结合抗凋亡基因3）表达量降低，进而诱导细胞凋亡，抑制其生长。此外，斑蝥素及其衍生物还可以通过影响癌细胞能量代谢，抑制癌细胞内蛋白质合成，影响细胞氧化应激反应等方式抗肿瘤细胞生长。

1.2 斑蝥素及其衍生物的抗肿瘤细胞侵袭、转移作用及其机制 肿瘤细胞的侵袭、转移是恶性肿瘤最重要的生物学特性之一，也是恶性肿瘤难以根治的主要原因。斑蝥素及其衍生物有明确的抗肿瘤侵袭、转移能力，以下简述其机制。

1.2.1 抑制基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases,MMPs）活性MMPs 可降解细胞外基质中的多种胶原，有利于肿瘤细胞突破细胞外基质，发生浸润和转移［11］。Kim YM 等［12］研究了斑蝥素对肺癌细胞A549的作用，发现斑蝥素能通过抑制PI3K/AKT信号通路，降低基质金属蛋白酶-2（MMP-2）的活性，从而减少细胞外基质的降解，对抗肺癌细胞转移。Chen YJ 等［13］指出，去甲斑蝥素能通过抑制转录因子特化蛋白1（Sp1，为一种核转录因子，可通过提高肿瘤血管生成基因和肿瘤相关生长因子表达等机制，促进肿瘤血管生成，使肿瘤细胞易于增殖和转移）的转录活性，下调MMP-9的表达，减少直肠癌细胞的转移。类似地，杨海昆等［14］证实去甲斑蝥酸钠（Sodium Demethylcantharidate,SDCA）能抑制肝癌细胞HepG2的黏附、侵袭及迁移能力，其机制可能也与降低MMP-9的表达有关。

1.2.2 抗血管生成 肿瘤血管生成是肿瘤的生长、侵袭、转移的关键步骤，因此，抗肿瘤血管生成对于对抗肿瘤细胞侵袭、转移至关重要。肿瘤血管生成的状态主要由多种血管生成刺激因子和抑制因子的平衡来决定。血管内皮生长因子（VEGF）是最强，也是研究较为活跃的血管生成刺激因子之一，它能与特异性的血管内皮生长因子受体（VEGFR）结合，从而刺激血管内皮细胞增殖、迁移，形成肿瘤血管。Long Zhang等［15］研究了去甲斑蝥素对VEGF、VEGFR2 及其下游信号分子MEK、ERK 的影响，结果发现：去甲斑蝥素通过抑制VEGFR2/MEK/ERK 信号通路活化，削弱了VEGF 的作用，减少了肿瘤血管生成。Zhang JT 等［16］观察了去甲斑蝥素对其它血管生成调节因子的影响，发现去甲斑蝥素能提高胆囊癌移植瘤内血管生成抑制因子TSP 和TIMP-2 的表达，同时降低血管生成刺激因子VEGF,Ang-2的表达，以此发挥抗血管生成作用。

1.2.3 抗淋巴管生成 除外血行转移，淋巴道转移也是肿瘤常见的转移途径。肿瘤的淋巴管生成对于肿瘤细胞向区域淋巴结转移十分重要。与肿瘤血管生成类似，肿瘤的淋巴管生成也受多种调节因子的调节,如VEGF-3 可与淋巴管生成因子VEGF-C 和VEGF-D 结合,促进肿瘤淋巴管的生成及癌细胞的淋巴结转移。研究发现［17］：去甲斑蝥素能时间、剂量依赖性地诱导人淋巴管内皮细胞（HLECs）凋亡，抑制HLEC 增殖、迁移，同时下调VEGF-3、VEGF-C 及VEGF-D，降低淋巴管形成，减少肿瘤细胞的淋巴道转移。

1.2.4 其它 血小板表面存在着与肿瘤细胞或血管内皮细胞相黏附的分子，可以增强肿瘤细胞与血管内皮细胞的黏附，进而促进肿瘤细胞的侵袭、转移。SHOU LM等［18］在研究斑蝥素及去甲斑蝥素对人乳腺癌细胞MCF-7 的影响时发现：斑蝥素及去甲斑蝥素能通过抑制蛋白磷酸酶2A（PP2A）的活性，活化蛋白激酶C途径，从而降低癌细胞表面黏附分子α2整联蛋白的表达，抑制MCF-7细胞黏附到血小板表面，抑制MCF-7细胞的转移。此外，抗肿瘤干细胞的自我更新等机制可能也参与了斑蝥素及其衍生物的抗肿瘤转移作用［19］。

2 斑蝥素及其衍生物的临床运用

斑蝥素兼有抗肿瘤及免疫调节的双重功能，抗肿瘤同时可刺激骨髓生成，且对肝细胞有一定保护作用，常与其它抗肿瘤药物联合使用以治疗肝癌、结肠癌等多种肿瘤。去甲斑蝥素是我国首先开发的治疗肝癌的新药，具有独特的保护肝细胞、升高白细胞、调节免疫等作用，且毒副反应较斑蝥素大为降低，是治疗食管癌、胃癌等消化道癌症的首选辅助用药。据报道，去甲斑蝥素能提高吉非替尼和顺铂对非小细胞肺癌的治疗效果［20］，由顺铂、阿霉素、去甲斑蝥素组成的新辅助化疗方案还可提高恶性纤维组织细胞瘤患者的生存率，具有一定应用前景［21］。斑蝥酸钠分子量较小，易进入细胞内，能提高患者免疫力，发挥较强的抗肿瘤作用。目前，已有大量的临床实验证实了斑蝥酸钠单用或联合常规化疗方案对于治疗胃癌［22］、晚期非小细胞肺癌［23］、老年膀胱癌［24］等肿瘤患者的治疗优势，抗癌中药斑蝥酸钠维生素B6注射液（艾易舒）也已广泛应用于临床。去甲斑蝥酸钠是斑蝥酸钠去除二甲基后的一种半合成中药制剂，同样可以升高白细胞、抑制肿瘤生长，具有一定的临床运用优势。研究发现［25］，去甲斑蝥酸钠联合DF方案（多西他赛+氟尿嘧啶）治疗晚期胃癌，可明显降低单纯DF方案治疗带来的毒副反应，提高患者的生活质量。其他斑蝥素衍生物如甲基斑蝥胺、羟基斑蝥胺等在临床应用上主要针对肝癌等患者，能有效减轻患者临床症状，提高生活质量。

3 展 望

综上所述，斑蝥素及其衍生物作为一种天然提取的抑瘤物，展示出了其高效低毒的抗肿瘤优势，同时，由于斑蝥素及其衍生物还兼具保护肝细胞、升高白细胞、免疫调节等作用，近年来已越发受到重视。对于斑蝥素及其衍生物的研究，无论是研发新的衍生物、制备新的复方制剂、改良给药手段还是与纳米材料结合研发新的剂型等，如何不断提高疗效，增强其对肿瘤细胞的选择性，降低药物毒副反应始终是未来研究的重要方向。

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