蜂毒肽抗肿瘤作用研究进展

侯世豪 杨波 韦忠恒

【关键词】 蜂毒肽;抗肿瘤;溶血

中图分类号：R73   文献标志码：A   DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2022.04.011

癌症仍然是威胁人类生命安全最可怕的疾病之一，预计2040年全球新发癌症将比2020年增加47%[1]。目前针对癌症的治疗手段，在一些早中期阶段的癌症中有所建树，对于伴有转移或复发阶段的癌症疗效欠佳[2]。在广泛的研究中，蜂毒[3]在多种恶性肿瘤中显示出抑癌作用，蜂毒肽是蜂毒的主要活性成分和抗肿瘤成分[4]。本文就蜂毒肽的抗肿瘤作用机制进行综述，并重点阐述蜂毒肽联合放、化疗及靶向治疗的优势和临床应用中面临的挑战和前景。

1 蜂毒肽的抗肿瘤作用机制

1.1 直接杀伤肿瘤细胞

蜂毒肽杀伤肿瘤细胞主要通过破坏细胞膜磷脂双层的完整性，进而改变细胞膜通透性，引起细胞损伤。MIHAJLOVIC等[5]研究发现，蜂毒肽是直接与膜相互作用的，膜上的构型取决于蜂毒肽的肽脂比，在低肽脂比时以界面取向与膜表面结合，而在较高浓度时插入膜，插入的蜂毒肽聚集主要形成孔环状孔隙，使膜去极化，导致细胞成分泄漏，或者使膜解体或胶束化，最终杀死细胞。发挥作用的关键基团是蜂毒肽N末端K7残基，它允许水从脂质双层的两侧进入而促进孔隙形成，K7含量低的蜂毒肽突变体的溶血活性显著降低[6]。

1.2 抑制肿瘤血管生成

肿瘤血管生成是指肿瘤在生长过程中产生的新血管，不同于正常血管，新生的血管中内皮细胞连接松散，基板变薄，伴有多个开窗，使血管通透性变强，进而促进肿瘤发生侵袭和转移，血管内皮生长因子（VEGF）被认为是抗肿瘤的有效靶点。ZHANG等[7]研究发现，蜂毒肽可以特异性地通过阻断VEGF-A/VEGFR-2/MEK1/ERK1/2信号通路，显著抑制人高转移性肝癌细胞的血管生成，进而影响肿瘤细胞的增殖和侵袭。另一项研究[8]通过对非小细胞肺癌成瘤的裸鼠皮下注射不同剂量蜂毒肽，观察到肿瘤的生长受到不同程度的抑制，并且降低了VEGF和缺氧诱导因子1-α的蛋白表达，证明蜂毒肽的抗肿瘤活性与抑制VEGF和缺氧诱导因子信号通路的抗血管生成作用有关。LEE等[9]通过用蜂毒肽处理Lewis肺癌小鼠模型发现，蜂毒肽还可以通过提高肿瘤相关巨噬细胞的M1/M2比率，降低VEGF的表达，抑制体内肿瘤的快速生长。

1.3 干扰肿瘤生物学行为

恶性肿瘤具有无限生长、扩散和转移等生物学行为，蜂毒肽可以通过抑制肿瘤细胞的增殖、侵袭和转移能力，干扰肿瘤组织的这些生物学行为。YAO等[10]在一项研究中通过鉴定几千个与膀胱癌相关的差异表达基因，利用基因本体论和京都百科全书的基因及基因组分析对GSE鉴定的DEG进行定位和分析，以确定膀胱癌相关的关键基因和信号通路，并且在体外实验中发现蜂毒肽可抑制UM-UC-3和5637细胞的增殖、迁移和侵袭，定量逆转录聚合酶链反应和Western blotting分析表明，蜂毒肽在mRNA、蛋白和磷酸化水平上抑制了基因的表达，表明蜂毒肽可通过ERK5-MAK通路-MAPK信号通路发挥作用。WANG等[11]利用微阵列数据发现蜂毒肽治疗后能显著提高胰腺导管腺癌细胞中lncRNA NONHSAT105177的表达量，并通过体内和体外实验验证，蜂毒肽可使胰腺导管腺癌细胞中lncRNA NONHSAT105177过表达，显著下调胆固醇途径基因，从而抑制胰腺导管腺癌细胞的增殖、迁移和上皮-间质转化。

1.4 诱导肿瘤细胞凋亡

细胞凋亡是一种是由细胞应激、DNA损伤和免疫监视等多种因素触发的内源性和外源性信号通路介导的程序性死亡过程，通过诱导肿瘤细胞凋亡来促进肿瘤细胞有效清除的治疗方法的发展是近30多年来临床肿瘤学的一个支柱和目标。ZHOU等[12]通过构建含有人端粒酶逆转录酶（TERT）启动子和蜂毒肽（Melittin）编码序列的肿瘤靶向性重组质粒（pcTERT-Melittin），发现将pcTERT-Melittin转染人食管癌细胞，人食管癌细胞被阻滞在G0/G1期，证明了蜂毒肽诱导人食管癌细胞凋亡的作用。YU等[13]发现蜂毒肽可以通过下调转化生长因子-β介导的ERK信号通路，增强促凋亡基因表达诱导非小细胞肺癌细胞凋亡，而另一项研究[14]发现蜂毒肽还可以通过激活细胞凋亡调节因子caspase-2和Bax表达，从而在人肺腺癌细胞株和体内移植瘤模型中诱导细胞凋亡。

1.5 免疫调节作用

肿瘤相关巨噬细胞（TAM）可分M1h和M2两种不同的表型，M2型TAMs可以释放趋化因子、血管生成因子和多种细胞外基质成分，具有促进血管生成、免疫抑制等促肿瘤作用，并可能引起肿瘤细胞对化疗的抵抗，被认为是癌症免疫疗法的潜在目标。LEE等[9]用蜂毒肽处理Lewis肺癌小鼠模型发现，蜂毒肽能优先与M2巨噬细胞结合，选择性地减少M2类肿瘤相关巨噬细胞的数量而不改变M1样TAM的数量，增加肿瘤相关巨噬细胞的M1/M2比率，降低血管内皮生长因子的表达，抑制体内肿瘤的快速生长。LEE等[15]通过用蜂毒肽（Mel）和促凋亡肽d（dKLA）组成MEL-dKLA杂交肽靶向M2巨噬细胞，进一步研究发现MEL-dKLA在体外诱导M2巨噬细胞选择性死亡，而MEL不破坏线粒体膜;MEL-dKLA在体内选择性地靶向M2样TAMs，而不影响其他白细胞，如T细胞和树突状细胞。表明MEL-dKLA可能作为一种新型的抗肿瘤药物，通过诱导线粒体死亡来靶向M2样巨噬细胞。

1.6 协同作用

1.6.1 联合化疗

化疗作為肿瘤治疗的重要手段之一，副作用和耐药性限制了其治疗作用。蜂毒肽不仅可以和化疗药物有协同作用，还能增加肿瘤细胞对化疗的敏感性，降低化疗的副作用。LIM等[16]发现与单独蜂毒肽或替莫唑胺相比，蜂毒肽联合化疗药物替莫唑胺能明显增强对黑色素瘤细胞生长以及侵袭的抑制。多项研究表明蜂毒肽可以增强肿瘤细胞对化疗药物的敏感性，WANG等[17]发现蜂毒可以通过下调胆固醇途径基因簇（CLU）增强胰腺导管腺癌细胞对吉西他滨的敏感性;OMBREDANE等[18]发现蜂毒肽可以通过诱导质膜改变，并导致其随后的完整性丧失，使皮肤鳞状细胞癌细胞对5-FU的作用敏感。

化疗所致周围神经病变是癌症治疗中最常见的神经系统并发症，蜂毒肽可以通过改善机械性痛觉过敏、冷性超敏和脊柱广泛的动态范围来改善病情。KIM等[19]发现蜂毒肽还可以通过抑制能产生各种促炎症细胞因子的M1型巨噬细胞，激活能产生抗炎细胞因子M2型巨噬细胞，加强M2巨噬细胞的极化，保护肾功能，缓解顺铂化疗引起的急性腎损伤。另外两项研究[20～21]发现蜂毒肽不仅可以有效缓解奥沙利铂所致周围神经病变疼痛，还对紫杉醇诱导的神经病理性疼痛有很好的疗效，并且其作用机制可能与脊髓α1和α2肾上腺素能受体的激活有关。

1.6.2 联合放疗

放疗作为癌症治疗中一种重要方式，在癌症根治治疗的贡献率约为40%，却仅占癌症治疗总成本的5%，是治疗局限性实体癌最有效且成本效益高的细胞毒疗法，但肿瘤细胞对常规放疗的抵抗与放疗失败、癌症复发或转移密切相关。YANG等[22]研究发现蜂毒肽可以通过抑制缺氧诱导因子-1α和血管内皮生长因子的表达，增强缺氧条件下人喉鳞状细胞癌的放射敏感性;ZHU等[23]研究发现蜂毒肽能显著增加食管癌细胞对放疗的敏感度，从而影响凋亡蛋白的调控，诱导肿瘤细胞凋亡。EL BAKARY等[24]通过研究评价蜂毒肽作为抗凋亡和血管生成调节剂对肿瘤生长和细胞对放疗敏感性的影响得出结论，蜂毒肽不仅对正常细胞具有放射和化疗毒性保护作用，还能通过提高肿瘤细胞对放疗的敏感性而成为潜在的肿瘤转移治疗剂。

1.6.3 联合分子靶向治疗

分子靶向治疗相比化疗毒副反应更少，能更加高效、特异性地输送药物。但它只对表达特定生物标志物的肿瘤患者有效的局限性和耐药性，限制了它更进一步的发展。MANSOUR等[25]从细胞毒性、分子对接后基因表达、氧化应激和细胞周期分析等方面研究了晚期肝细胞癌标准治疗方案索拉菲尼与蜂毒肽单独及联合作用对肝癌细胞的抑制作用，发现蜂毒肽通过结合和抑制XIAP、Bcl2、MDM2、Cdk2和MMP12蛋白来抑制抗凋亡、细胞周期进展、迁移和转移等关键肿瘤标志的强大活性，发挥与索拉菲尼对肝癌细胞协同抗癌作用，并且与索拉菲尼相比，蜂毒肽对正常肝脏的细胞毒性较小，显示了它作为分子靶向治疗佐剂的巨大潜力，以改善索拉菲尼严重的副作用和耐药性。

2 蜂毒肽的局限性和可能的解决方案

尽管越来越多的证据表明蜂毒肽具有强大的抗肿瘤作用，但其临床应用受到组织分布、溶血、快速代谢、有限的特异性和毒性的阻碍，特别是溶血活性，极大限制了其在体内的安全给药。为了解决这一难题，LIU等[26]认为通过蜂毒肽与肿瘤特异性抗体或聚合物的偶联已被研究为具有吸引力的策略，可以提供特定剂量适合静脉注射的蜂毒肽特异性靶向肿瘤细胞。LYU等[27]认为为了优化肿瘤细胞的抗肿瘤作用，减少对健康组织的副作用，有必要开发一种安全、合适的基因治疗载体，通过插入基因编码的非天然氨基酸，利用蜂毒肽分子工程技术可以开发出更多毒副作用小、活性强的抗肿瘤药物，在未来的肿瘤临床治疗中可能是一个有前途的手段。RADY等[28]认为使用纳米技术可能是目前规避使用蜂毒肽相关问题的最佳优化策略，除了可以递送给全身靶癌细胞外，还能增强蜂毒肽的治疗效果，使溶血活性减少或消失，但是要进一步提高其在癌症治疗中的疗效，仍需改进。TENDER等[29]在对蜂毒肽的研究中发现蜂毒肽诱导的人红细胞溶血可以被α-晶体蛋白所抑制，并通过实验证明α-晶体蛋白降低了蜂毒肽诱导的溶血，将蜂毒肽与α-晶体蛋白适量联合应用于治疗，为降低蜂毒肽的溶血反应提供了一个新的思路。

3 结语和展望

蜂毒肽作为一种来源于蜂毒的天然毒素提取物，不仅可被用于治疗关节炎、风湿病、疼痛、神经退行性变和皮肤病等疾病，还具有良好的抗肿瘤活性，对不同类型的60多种[28]人癌细胞显示出治疗效果，不仅可以通过破坏细胞膜磷脂双层直接杀伤肿瘤细胞，还能通过抑制肿瘤血管生成、诱导肿瘤细胞凋亡、参与免疫调节、抑制肿瘤细胞增殖、侵袭、迁移的能力干扰肿瘤组织生物学行为发挥抗肿瘤作用。它靶点多样、机制复杂，不易产生耐药，在不同类型的肿瘤细胞中发挥作用时显示出不同的作用途径，并且与放、化疗及靶向治疗的联用显示出良好的协同效果，有望缓解化疗及靶向治疗耐药、放疗抵抗带来的压力。蜂毒肽还能参与免疫调节，激活机体免疫反应来帮助对抗肿瘤，但其能否与免疫检查点抑制剂联用发挥协同作用还需进一步研究。发挥蜂毒肽和其他治疗方式协同作用的优势，也是降低其有效给药剂量，减轻毒副反应的一个有效途径。尽管蜂毒肽的临床应用受到溶血等副作用的阻碍，但是近年来对蜂毒肽分子结构改造或修饰、给药方式和路径、传递系统的研究，极大改善了这一状况。不同的策略在效果上各有千秋，但是不同的设计研究不仅要关注其功能可行性和生物相容性，还要考虑到成本和可重复性，平衡药物的安全性和有效性的冲突。蜂毒肽本身具有原料丰富、容易获取以及相比其他治疗药物或方式价格实惠的优势，但是在降低蜂毒肽的毒副反应上付出努力的同时往往伴随着高昂的费用。蜂毒肽成为治疗癌症方法的新选择还有很长的路要走，我们相信前途一片光明。

参 考 文 献

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（收稿日期：2022-02-23 修回日期：2022-03-01）

（編辑：潘明志）