中药活性成分对肺癌干预作用的研究进展

刘馨泽，吴新民，蔺冬梅，冯琳，吴巍，陈长宝，刘淑莹，万茜淋，4※

（1.长春中医药大学吉林省人参科学研究院，吉林 长春 130117；2.吉林大学第一医院神经肿瘤外科，吉林 长春 130021；3.吉林市中医院，吉林 吉林 132000；4.吉林农业大学食药用菌教育部工程研究中心，吉林 长春 130118）

近年来，随着吸烟人群数量逐渐升高，肺癌的发病率也成为各类肿瘤之首，尤其是在欧美等工业发达的地区。肺癌发生于支气管黏膜上皮和肺泡，早期无症状，发现时有70%的患者已经是癌症晚期。治疗费用的压力和发病率的提高，给大多数患病家庭带来了巨大的经济和生活负担[1]，所以寻找疗效可靠的药物是当务之急。中药是我国瑰宝，有五千年的实践经验[2]，随着科研水平的提高，越来越多的研究者利用中药中的活性成分对肺癌进行试验，发现了某些活性成分能够抑制肺癌细胞的增殖和迁移，并促进癌细胞的凋亡，具有一定的临床价值。

本文以中药活性成分、肺癌、抗肿瘤、细胞增殖、细胞凋亡和作用机制等为关键词，检索在维普数据库、中国知网、PubMed数据库和百度文库等数据库中收录的2005—2021年发表的关于中药活性成分对肺癌干预作用的研究文献（共获得国内外文献92篇），以皂苷、多糖、挥发油和生物碱类成分为主，将其对肺癌的干预作用进行综述和总结，旨在为临床治疗肺癌提供有效方案和理论依据。

1 皂苷类成分对肺癌的干预作用

皂苷类成分作为中药中最常见的活性成分之一，主要分为两种类型，即三萜类皂苷和甾体皂苷。这两种类型的皂苷均被证明了对肺癌细胞具有抑制作用。

1.1 三萜类皂苷

对肺癌具有干预作用的三萜类皂苷包括人参皂苷、苦瓜皂苷、桔梗皂苷和三七皂苷等。周儒兵等[3]探究人参皂苷Rg3对人肺癌细胞的影响。研究者将人肺癌细胞A549分为对照组、N-L酰半胱氨酸组（NAc）、人参皂苷Rg3低剂量组、中剂量组和NAc+人参皂苷Rg3高剂量组，采用MTT法和流式细胞仪检测癌细胞的增殖和凋亡，PCR和Western Blot检测相关基因的表达情况。MTT法和流式细胞仪检测结果显示，NAc组肺癌细胞增殖率和凋亡率高于对照组（P＜0.05），含有人参皂苷Rg3的3种剂量组的增殖率和凋亡率均显著低于对照组和NAc组（P＜0.05），最低增殖率为45%，最大凋亡率为40%。PCR和Western Blot结果显示，A549细胞中Caspase-3、Caspase-9和Bax表达量为NAc组＜对照组＜含人参皂苷Rg3的3种剂量组，Bcl-2的表达量为NAc组＞对照组＞含人参皂苷Rg3的3种剂量组。得出结论，人参皂苷Rg3能够诱导人肺癌细胞的凋亡。安辉和王雨辰等[4,5]也利用类似的方法证明了人参皂苷Rg3和拟人参皂苷Rh2能够促进人肺癌细胞凋亡。谢鑫杰等[6]研究不同浓度（5mol/L、10mol/L和20mol/L）的苦瓜皂苷G对人肺癌A549细胞的影响。试验采用MTT法、Transwell法、流式细胞仪、PCR和Western Blot法分别检测增殖、迁移、凋亡和相关蛋白表达情况，结果显示当苦瓜皂苷G干预肺癌细胞后，细胞迁移能力明显下降，细胞的相对存活率逐渐降低，浓度为20mol/L时达到最低存活率50%；凋亡率也随着皂苷浓度的增大逐渐升高，最高剂量组的凋亡率为23%。Western Blot显示各浓度组的TGF-1和C/EBP 蛋白表达低于对照组，而P53蛋白表达高于对照组（P＜0.05）。该试验证明了三萜类皂苷苦瓜皂苷G可以抑制人肺癌细胞的增殖、迁移，促进细胞凋亡，调控相关蛋白表达。沈波等[7]研究柴胡皂苷D对非小细胞肺癌细胞增殖、迁移和信号通路的调控作用，证明了柴胡皂苷能够抑制肺癌细胞的增殖和迁移，同时发现了VEGF/VEGFR2信号通路，其作为治疗靶点能够为治疗肺癌提供依据。Jae Ho Choi等[8]利用MTT、PCR等方法证明了桔梗皂苷能够通过调控人肺癌A549细胞中的PI3K/Akt、ERK1/2和Smad2/3通路抑制TGF-1诱导的上皮间质转化。阮越勇等[9]也利用上述方法证明了三七总皂苷能够抑制人肺癌A549细胞的上皮间质转化。王蔚等[10]利用腋下皮肤移植Lewis肺癌细胞方法建立小鼠模型，探讨白头翁皂苷对肺癌小鼠炎性微环境的抑制作用。将小鼠分为正常组、模型组、白头翁皂苷组和顺铂组，得出结果，4组的肿瘤体积分别为0 cm3、（3.75±0.41）cm3、（2.09±0.35）cm3和（1.97±0.29）cm3，用ELISA检测瘤体中VEGF与TNF-水平，结果为（78.91±12.33）ng/mL、（139.42±25.09）ng/m L、（109.22±15.44）ng/mL和（89.45±11.01）ng/mL与（9.11±2.09）ng/mL、（21.36±2.57）ng/mL、（16.45±2.13）ng/mL和（12.61±1.99）ng/mL，得出结论白头翁皂苷可能通过下调TNF-与VEGF的表达来减轻肺炎并抑制肿瘤血管新生，从而抑制肿瘤细胞增殖。

综上所述，大多数中药的三萜类皂苷成分被证实对肺癌具有干预作用且效果较显著，但有些成分的作用机制尚未明确，实验方法没有多元化，期望未来能够对三萜类皂苷抗肿瘤活性的机制进行深入探究。

1.2 甾体皂苷

对肺癌具有干预作用的甾体皂苷主要包括重楼皂苷、知母皂苷、薯蓣皂苷和麦冬皂苷等。其中重楼皂苷作为抗肿瘤治疗的主要活性成分，Zhang等[11]探究重楼皂苷对非小细胞肺癌A549细胞的干预作用。利用MTT法检测重楼皂苷处理后的癌细胞的细胞毒性，流式细胞仪检测肺癌细胞的周期凋亡，RT-PCR和Western Blot检测细胞周期凋亡相关的基因蛋白表达情况，得出结论：随着培养时间的增加，重楼皂苷处理后的癌细胞吸光度显著低于对照组，且与重楼皂苷的浓度呈负相关的关系，且当药物浓度＞1.0 mg/mL时，A549细胞几乎停止增殖，说明重楼皂苷能够抑制A549细胞的增殖且效果较明显。给药后凋亡细胞百分比明显增加，且与重楼皂苷浓度呈正相关，说明该药物能够诱导癌细胞凋亡。实验组细胞周期聚集在G1期，S期明显减少，随药物浓度变化趋势逐渐增大，说明重楼皂苷将A549细胞周期阻滞在G1期。RT-PCR和Western Blot结果显示，实验组的有关凋亡和周期蛋白P53、Bcl-2和Cdk-2表达显著下调，P21和Bax表达上调，细胞周期相关基因无明显变化，基因表达和蛋白表达结果一致。以上结论证明了重楼皂苷能够干预肺癌细胞的生长增殖，促进细胞凋亡。彭鹏等[12]、游丽娇等[13]和何昊等[14]分别研究重楼皂苷Ⅰ、Ⅱ和Ⅶ对肺癌细胞的干预作用，得出不同类型的重楼皂苷均能对肺癌细胞产生不同程度的抑制作用，并促进癌细胞凋亡的结论。陆文铨等[15]研究知母皂苷B-Ⅱ对A549肺癌细胞增殖和迁移的抑制作用，得出经过知母皂苷B-Ⅱ处理后的A549细胞迁移能力和增殖能力下降，同时IL-18mRNA及蛋白相对表达量升高，证明了知母皂苷可通过上调IL-18基因的表达来抑制A549的增殖和迁移。甘日值等[16]探究裂果薯皂苷对人非小细胞肺癌NCI-H1299的干预作用，得出裂果薯皂苷能够呈浓度和时间依赖性的抑制肺癌细胞的增殖并促进其凋亡，凋亡机制可能为上调Bax凋亡蛋白的表达，下调Bcl-2、Caspase-3和Caspase-9表达有关。

甾体皂苷和三萜皂苷虽同属皂苷类成分，但抗肺癌活性是有区别的，目前的研究有些是针对三萜皂苷，有些是针对甾体皂苷。为了更好地推进医疗手段，可以尝试将三萜皂苷和甾体皂苷进行抗肿瘤活性对比，检测不同类型皂苷作用于肺癌细胞后，体内有关蛋白表达的增减幅度，如发现某一类型皂苷显著高于另一组，可以将研究重点放在活性更高的一类皂苷，使研究者们的研究方向更具有针对性。

2 多糖类成分对肺癌的干预作用

多糖作为中药的有效成分，具有抗氧化、抗肿瘤、降血糖和免疫调节等作用，恶性肿瘤的巨大威胁，使其抗肿瘤活性成为主要研究目标[17]。

邓小娟等[18]利用体外和体内实验同时验证了芦根多糖对非小细胞肺癌A549细胞的干预作用。表型实验CCK-8、流式细胞仪、Western Blot得出100g/mL的芦根多糖在48 h和72 h能够明显抑制A549细胞的增殖、凋亡细胞比例增加，p-AKT/AKT、p-PI3K/PI3K比例显著增加，AKT和PI3K表达无明显变化，体内实验中肺癌小鼠在第13天造模成功，肿瘤体积达到90 mm3，给药后第9天开始，肿瘤体积明显低于对照组（P＜0.05），第18天时，多糖对肿瘤的抑制率达到35.9%（P＜0.05）。王雪林等[19]利用黄嘌呤氧化酶对肺癌细胞建立自噬模型作为模型组，考察黄芪多糖对人肺癌A549细胞自噬的影响，得出黄芪多糖可能通过下调PI3K/AKT信号通路自噬发挥抗肺癌作用。Lopatina K A等[20]以菖蒲多糖为基础制备实验试剂，研究菖蒲多糖对小鼠Lewis细胞CD274和CD326表达的影响，得出模型小鼠在发育第11天后，对照组肿瘤结节大小可见，实验组肿瘤体积较小，随着时间的推移，存在显著差异，且对照组的CD274和CD326标记物高于药物治疗组。得出结论菖蒲多糖对肺癌的干预作用是伴随着CD326和CD274的减少得以实现。Sang Ho Kim等[21]研究药用蘑菇子实体多糖对人肺癌细胞株的干预作用，得出此多糖能够明显抑制A549细胞的生长，发挥抑制作用时所用的剂量依赖于细胞乳酸脱氢酶的释放量和形态学的改变，同时蘑菇子实体多糖能够引起单链DNA断裂从而诱导细胞凋亡。银瑞等[22]和李志强等[23]分别研究了白术多糖和灵芝多糖对肺癌的干预作用，得出白术多糖能够使肺癌模型大鼠的肺指数降低（P＜0.01），脾脏和胸腺指数上升（P＜0.01），而灵芝多糖能够抑制人肺癌A549细胞增殖，同时诱导癌细胞凋亡。高浓度的灵芝多糖能够使肺癌细胞的增殖率由44.37%下降到20.11%，凋亡率由46.52%上升到77.93%。多糖除了能够抑制肺癌细胞的增殖、诱导促进凋亡，还可以影响癌细胞的周期变化，抑制肺癌细胞的迁移[24]。

多糖作为中药中较易提取的有效成分，其抗肿瘤活性一直备受关注，肺癌又是目前世界上患病率最高的恶性肿瘤，多糖对肺癌的干预作用进一步推动了中药在抗肿瘤活性的研究进展，使越来越多的肿瘤方面的专家关注到了中药多糖。根据目前的研究现状，多糖对肺癌的干预作用已经被证实，但作用机制尚未明确，应该对其进行深入探究，为有效治疗肺癌奠定基础。

3 挥发油类成分对肺癌的干预作用

挥发油是从中药中提取出的挥发性含香物质的总称。此类物质易挥发，不易储存，其抗肿瘤活性、抗炎活性和抑菌活性一直是界内研究的焦点。

朱庆均[25]发现白术挥发油能够抑制人肺癌细胞株PG细胞的增殖，随着药物浓度的增加抑制率逐渐增大，250g/mL的白术挥发油抑制率达到58.58%，与对照组比较有显著性差异，且当白术挥发油作用48 h和72 h后，癌细胞分裂减少，细胞形态变差，阻滞G1期细胞向S期转化，使S期细胞显著低于对照组，呈剂量依赖性。丁圆平等[26]同样发现了艾叶挥发油能够明显抑制A549细胞增殖，并呈剂量依赖性，药物浓度为424.8g/mL时，凋亡率最高，为67.1%，挥发油作用后，S期细胞比例增加，G0/G1细胞比例降低。该实验对正常细胞毒性较低，安全性高。张艳霞等[27]发现当归挥发油能够诱导人肺癌SPC-A-1细胞的凋亡和坏死，坏死率与药物浓度呈现正相关，同时当归挥发油对SPC-A-1细胞的增殖也有浓度依赖性抑制作用，当归挥发油不仅对SPC-A-1细胞有抑制作用，而且对GLC-82细胞也有同样的干预作用[28]。王海晶等[29]和赵明明等[30]发现姜黄挥发油在作用于人肺癌细胞24h～72 h后，肺癌细胞分布广，数量稀少，大多数为椭圆形或圆形，且药物浓度为1.0g/mL时，凋亡率为42%，与对照组有显著性差异（P＜0.01）。Li Ning等[31]发现高良姜挥发油能够抑制肺癌细胞增殖和集落的形成，通过下调Bcl-2和Mcl-1引发线粒体膜电位功能障碍，激活Caspase-3诱导癌细胞凋亡，从而达到抗肿瘤作用。

挥发油类成分相比其他中药有效成分对肺癌的干预作用较低，作用机制尚未明确，但其价格合理，尤其是对细胞的毒性较低，安全性高，作用于人体后危害性较小。挥发油类成分提取率不高，大批量生产难度较大，但其抗肿瘤活性和安全有效、低毒的优势有广泛的开发前景，为临床治疗肺癌提供了有效方案。

4 生物碱类成分对肺癌的干预作用

生物碱类成分是一类含氮的碱性有机化合物，作为中药的有效活性成分，其具备显著的生物活性，包括抗肿瘤活性、抗氧化活性、抗炎活性和抑菌活性。

王建农等[32]和涂硕等[33]从体内和体外两个方向探究白英生物碱对人肺癌细胞的干预作用，体内实验显示低、中、高剂量（12 mg/kg、24 mg/kg、48 mg/kg）的白英生物碱对裸鼠移植瘤的增殖率分别为85.52%、60.64%和45.24%，抑制率分别为2.35%、49.79%和48.93%。体外实验显示给药组细胞Fas、Fasl、Caspase-8和Caspase-3表达显著上升，同时凋亡率明显升高。以上结论证明了白英生物碱对肺癌具有干预作用。Koji Wada等[34]研究40种新型二萜生物碱衍生物对人肺癌A549细胞的干预作用，并对其抑制活性进行对比，得出大多数生物碱对肺癌细胞具有抑制作用，且抑制作用机制可能是阻滞细胞周期由G1向S期过渡。薛兴阳等[35]和付腾飞等[36]探讨鱼腥草生物碱对人肺癌细胞的干预作用，得出鱼腥草生物碱能够抑制5种人肺癌细胞的生长增殖，且呈剂量依赖性，机制可能是诱导癌细胞凋亡，打破细胞群增殖凋亡平衡，从而达到抑制作用。Li等[37]研究盐酸小檗碱对肺癌的干预作用，结论得出，盐酸小檗碱能够通过抑制Jak2/VEGF/NF-B/AP-1信号通路抑制肺癌细胞的增殖并促进细胞凋亡，可能成为一种新型抗癌药物。

综上所述，中药的生物碱类成分对肺癌的干预作用较显著，安全性高，但目前对生物碱类成分抗肺癌作用的研究较少，还不足以为临床治疗肺癌提供有力依据。肺癌一直是当今世界发病率最高的恶性肿瘤，治疗手段尚不完善，中药生物碱类成分抗肿瘤活性的研究对治疗肺癌具有促进作用。所以应该对生物碱及挥发油等安全性较高和干预作用较强的中药有效成分进行更深层次的研究，摸清作用机制，为中西医临床治疗肺癌提供更有力的理论保障。

表1 中药活性成分对肺癌的研究现状Table.1 Current status of active compounds from Traditional Chinese Medicines on the lung cancer

5 讨论与结论

综上所述，大多数中药的皂苷、多糖、挥发油和生物碱成分对肺癌具有一定的干预作用，且都对肺癌A549细胞具有抑制作用，挥发油类成分主要抑制其周期并促进凋亡。相比抑制率，皂苷类成分对A549细胞的抑制作用最强。皂苷类成分和多糖类成分主要通过促进肿瘤细胞凋亡以起到抑制生长的作用。现如今，KOJI W囊、华蟾素胶囊和复方灵芝孢子胶囊等中成药均已应用临床，这更加说明了上述有效成分对肺癌干预作用的真实性和安全性。目前研究的具有抗肿瘤活性的挥发油和生物碱类成分较少，但其也具有同皂苷类成分一样的干预作用，同时安全性较高，所以部分中药的挥发油和生物碱成分的抗肿瘤活性一定会成为未来的研究热点。

肺癌是一种呼吸系统疾病，作为一种恶性肿瘤，发病较慢，早期患者无明显症状，但随着病情的逐渐恶化，会出现慢性咳嗽，通常为刺激性干咳，有时会咳血或咳痰。目前肺癌的发病机制还不是十分清楚，其外因主要是大气污染和吸烟。临床有效的治疗手段为手术治疗、物理康复治疗和药物治疗。一些患病家庭难以承受高额的治疗费用，所以中药的研究不仅能增大治疗肺癌时的安全性，也降低了治疗成本。目前已知的对肺癌具有干预作用的中药活性成分有皂苷、多糖、生物碱和挥发油等，这些有效成分对人肺癌细胞均有不同强度的抑制作用，但作用机制尚未明确，同时某些成分的安全性有待提高。目前许多对中药抗肿瘤活性的研究大多围绕体外表型研究，并对Bax、Bcl-2、Caspase家族蛋白等凋亡蛋白和Cdk-2、P21等周期蛋白进行表达强弱的检测。建议应该更加深入地研究中药有效成分对肺癌的作用机制，尝试发掘周期蛋白与凋亡蛋白之间的联系，以至于未来能够通过调控周期蛋白来引起凋亡蛋白的表达增强，反之亦然，进而抑制癌细胞的增殖实现对肺癌的最大治疗效果。众所周知，临床应用才是实验的目的，应该尝试将对肺癌有干预作用的中药有效成分制成中药制剂，并进行药理学实验验证药效是否可靠，尤其要将与人体内结构相同或相似的蛋白作为首要研究对象，使实验结果能够应用于临床并具有可靠性和安全性，只有这样才能够对肺癌的预防和治疗提供帮助，提高肺癌患者的治愈率，为肺癌的临床治疗提供理论依据，使中医药抗肿瘤领域提升一个新的台阶。