基于肺癌干細胞理論探討中醫(yī)藥在肺癌治療中的應用

尹悅，李慧杰，李秀榮*，吳超(.山東中醫(yī)藥大學，山東 濟南 5004；.山東中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院，山東 濟南 5004)

腫瘤干細胞是腫瘤中一種具有自我更新能力，并能產(chǎn)生異質(zhì)性的細胞群，其在腫瘤的存活、增殖、轉(zhuǎn)移過程中發(fā)揮著至關重要的作用。目前，肺癌的發(fā)病率及死亡率均位居首位，防治形勢十分嚴峻，而腫瘤干細胞理論形成與發(fā)展為肺癌治療提供了新的方向和思路。中醫(yī)因其整體觀點和個體化診療，中藥因其多靶點治療及低毒反應，在肺癌治療中具有獨到的優(yōu)勢。以下就肺癌干細胞在肺癌中的作用機制及中藥防治研究做一探討。

1 腫瘤干細胞理論

一百多年前，有病理學家提出腫瘤組織中可能存在某些與胚胎組織在增殖分化方面有相似之處的細胞，即組織干細胞[1]。20世紀70年代，有學者首次提出腫瘤干細胞的假說，他們發(fā)現(xiàn)只有肺癌等極少數(shù)腫瘤細胞能在體外培養(yǎng)中產(chǎn)生克隆[2]。2001年，腫瘤干細胞的概念被正式提出，它是腫瘤組織中的一小部分可以形成新腫瘤的細胞，具有自我更新能力、高致瘤率、耐藥性的特點，其余的大部分細胞則很快死亡[3]。簡而言之，腫瘤細胞的形成生長由腫瘤干細胞的無限增殖和自我更新能力維系，腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移運動則與其遷徙能力密切相關。

2 肺癌干細胞在肺癌中的作用機制

肺癌干細胞在肺癌進展中發(fā)揮著重要作用，其可能的主要作用機制分為以下幾點。

2.1 腫瘤微環(huán)境

腫瘤微環(huán)境是指腫瘤的發(fā)生發(fā)展與腫瘤細胞所處的內(nèi)外環(huán)境息息相關，它維持著干細胞的功能和狀態(tài)，又影響其分化、更新、凋亡及轉(zhuǎn)移。腫瘤微環(huán)境不僅與腫瘤細胞自身的(胞核和胞質(zhì))內(nèi)在環(huán)境有關，也包含腫瘤所在組織的結(jié)構、功能和代謝。人們慢慢發(fā)現(xiàn)，腫瘤微環(huán)境與腫瘤干細胞進行著復雜的對話：正常細胞與其周圍的環(huán)境保持著動態(tài)平衡，共同維系著細胞的特性與活動。而腫瘤細胞則打破了這種平衡，在其周圍分泌相關因子，通過促進新血管生成、炎癥反應與免疫抑制等方式，促使形成一個適合播散腫瘤細胞的微環(huán)境，誘導腫瘤干細胞轉(zhuǎn)移[4]。有學者發(fā)現(xiàn)微環(huán)境中的相關因子、新血管生成等因素會促進正常細胞和普通肺癌細胞轉(zhuǎn)變?yōu)榉伟└杉毎?，因此改變腫瘤微環(huán)境將成為腫瘤治療中一個新的研究點[5]。

2.2 腫瘤血管生成

腫瘤血管為腫瘤的生長與遷徙提供營養(yǎng)支持和特殊通道，二者相互依賴，相輔相成。腫瘤細胞在缺氧時會減緩生長，而此時腫瘤干細胞高表達血管生成因子，作用于內(nèi)皮細胞，直接參與腫瘤血管的新生和腫瘤微循環(huán)，從而推動腫瘤轉(zhuǎn)移生長[6-7]。有體外實驗表明將肺癌干細胞與內(nèi)皮細胞共同培養(yǎng)能明顯促進內(nèi)皮細胞的形成、發(fā)展、運動與侵襲[8]。近年來VEGF抑制劑貝伐單抗在臨床上大量使用并被證明有效，這是一種破壞CSC促血管生成作用的藥物，也間接地表明肺癌干細胞可通過促血管生成加速肺癌轉(zhuǎn)移[9]。

2.3 信號轉(zhuǎn)導通路

多種信號轉(zhuǎn)導通路的異常調(diào)控，干預著腫瘤干細胞的自我更新與增殖分化，與肺癌干細胞聯(lián)系密切的信號通路主要有Wnt通路、Hedgehog通路及Notch通路等[10]。當Wnt信號被異常激活時，β-catenin大量表達，累積的β-catenin轉(zhuǎn)移至細胞核中，肺癌干細胞的增殖、轉(zhuǎn)移能力顯著提高。Hedgehog通路在正常人體組織中處于安靜狀態(tài)，當其被激活時，可增強肺癌干細胞的克隆形成能力[11]。Notch通路通過細胞間的相互作用保持著肺癌干細胞的活性，實驗表明抑制Notch信號可誘發(fā)正常細胞的死亡和肺癌細胞的生長[12]。

2.4 上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化

上皮細胞-間充質(zhì)轉(zhuǎn)化(EMT)是指上皮細胞轉(zhuǎn)化為具有間質(zhì)表型細胞的一種過程。發(fā)生EMT的上皮細胞失去了與基底膜的粘附性，從而獲得了較強的運動侵襲、抗凋亡以及自我更新的能力。有學者在肺原位移植瘤裸鼠的外周血中分離出EMT細胞并進行了體外培養(yǎng)，實驗證明EMT細胞具有較高的增殖、轉(zhuǎn)移能力，以及對某些化療藥的強耐藥性[13]。這些特性與腫瘤干細胞極其相似。同時，有研究表明腫瘤干細胞對一些EMT相關標志物呈現(xiàn)高表達狀態(tài)。若肺癌干細胞的相關基因FOXF1過度表達，可能發(fā)生細胞EMT，同時波形蛋白vimentin的升高和黏附分子E-cad 的降低會提高其遷移侵襲能力[14]。Koren等在研究中證實EMT可開啟肺癌干細胞的轉(zhuǎn)化過程并維持其特有的性質(zhì)，促進肺癌細胞的增殖轉(zhuǎn)移，也指出EMT是肺癌形成與進展的內(nèi)在因素[15]。以上結(jié)果均強調(diào)了EMT與肺癌干細胞存在著密切的關聯(lián)，EMT在肺癌的發(fā)生發(fā)展中扮演著重要的角色。

2.5 轉(zhuǎn)錄因子

轉(zhuǎn)錄因子在各類干細胞的分化過程中具有至關重要的調(diào)節(jié)作用。Takahashi和Yamanaka利用OCT-4、SOX2、KLF4和C-MYC這四個轉(zhuǎn)錄因子成功地將體細胞重組為誘導多功能干細胞[16]。一些研究顯示，這些轉(zhuǎn)錄因子與肺癌等惡性腫瘤有著密切的聯(lián)系，與干細胞相關的轉(zhuǎn)錄因子可能影響著腫瘤的生存時間和預后性[17]。Chen等通過實驗發(fā)現(xiàn)，OCT-4在非小細胞肺癌中經(jīng)常有不恰當?shù)谋磉_，同時能干預肺癌干細胞的自我更新和修復，由此可以推測，OCT-4在肺癌干細胞保持其特異性和耐藥性的過程中扮演著重要角色[18]。有學者通過實驗指出，若抑制OCT-4的表達，可以促使肺癌干細胞發(fā)生凋亡，為肺癌干細胞的治療提供了新的思路[19]。

3 中醫(yī)藥對肺癌干細胞的作用

中醫(yī)在治療肺癌的過程中具有獨到的思維和優(yōu)勢，而中藥具有較低的副作用，這些特點使中醫(yī)藥在聯(lián)合手術、放化療治療及提高生活質(zhì)量等方面均扮演了重要的角色。

3.1 肺癌干細胞中醫(yī)理論基礎

精氣是宇宙萬物的本原，《荀子》述：“列星隨旋，明暗遞炤……而見其功，夫是之謂神”；精氣也是構成人體的基本物質(zhì)，是維持生命活動的源泉，是促進生長發(fā)育的原動力?！端貑枴吩疲骸胺蚓?，身之本也?！备杉毎哂芯珰獾奶卣骱托再|(zhì)，可將其歸入中醫(yī)先天之精的范疇，是精氣在細胞層次上的表現(xiàn)形式[20-21]。

3.2 中醫(yī)辨證論治

中醫(yī)古代文獻對肺癌的病因病機、預防治療、臨床癥狀等均有相關記載?！峨y經(jīng)》有云：“肺之積名曰息賁……喘咳，發(fā)肺壅?！闭撌隽朔伟┑陌l(fā)生發(fā)展?！端貑枴酚性疲骸按蠊强蓍?，大肉陷下……十月之內(nèi)死?！彼霰憩F(xiàn)與肺癌晚期的消瘦、乏力、憋喘等極其相似，并指明其預后不良的結(jié)果，對現(xiàn)代的診療及研究仍有重要的價值。

肺癌多是由正氣內(nèi)虛，外感邪毒，再加上情志不暢、飲食不節(jié)、勞逸失調(diào)、先天不足等因素所致。致病初期邪實壅盛而正虛并不顯著，故多見血瘀、氣滯、痰濕、熱毒等實證，治法以行氣活血、健脾燥濕、清熱解毒為主，故可施以理氣活血、消腫散結(jié)的中藥或復方。隨著腫瘤的發(fā)展，疾病會更多的消耗人體正氣，進而出現(xiàn)氣血虧虛、陰陽兩虛等病機變化，故多以益氣補血、溫陽益精為主要治法。臨床與實驗表明，益氣扶正、解毒散結(jié)的方藥對抵抗肺癌的復發(fā)轉(zhuǎn)移有良好的療效，對肺癌干細胞的作用在理論上具有有效性，未來需要我們用更多的實驗研究來提供臨床依據(jù)。

3.3 中藥抑制肺癌干細胞的研究

3.3.1 中藥單體

三氧化二砷早期應用于血液系統(tǒng)腫瘤中，具有有效率高、毒副作用低的優(yōu)勢。在肺癌相關領域中，有學者研究顯示，三氧化二砷可以降低Glil和其下游基因例如N-myc、GAS1的表達，破壞腫瘤血管的生成，從而抑制肺癌干細胞的增殖[22]。ABCG2是目前腫瘤界一致承認的肺癌干細胞標志物，各種實驗均證明小劑量川芎對其有顯著的阻滯作用，進而減緩肺癌的進展。另有研究發(fā)現(xiàn)小劑量川芎可能通過干擾HIF-1α和Snail轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合，阻礙細胞EMT的發(fā)生，達到抑制肺癌干細胞的轉(zhuǎn)移侵襲[23]。高烏甲素是由高烏頭中分離出的生物堿，可誘導A549細胞凋亡；有研究表明，高烏甲素與一種或多種化療藥物聯(lián)合使用，有協(xié)同促進其凋亡的作用：例如與奧沙利鉑聯(lián)合，可通過協(xié)同抑制Cyclin基因表達，增強奧沙利鉑G0/G1期阻滯作用，進而導致腫瘤干細胞的凋亡[24]。有研究顯示萊菔硫烷可通過抑制β-catenin的蛋白表達，從而下調(diào) Wnt 通路，抑制肺CSCs增殖[25]；柴胡皂苷-D能抑制β-catenin的表達及核內(nèi)的積累，下調(diào)磷酸化Gsk-3β，下調(diào)Wnt通路，從而抑制前列腺CSCs增殖[26]；大蒜中的阿藿烯能抑制多形性膠質(zhì)母細胞瘤CSCs，主要是通過降低Wnt通路中 Cyclin D1、TCF、LEF mRNA 水平和減少 β-catenin 基因和蛋白水平實現(xiàn)的[27]。

3.3.2 中藥復方

肺巖寧具有益氣扶正，解毒散結(jié)的作用，能夠穩(wěn)定肺癌病灶，抑制遠處轉(zhuǎn)移，提高生存質(zhì)量，減輕化療引起的白細胞下降等副反應。有研究表明，該方通過干預細胞周期，影響Wnt信號通路的機制，進而抵抗肺癌干細胞增殖、并誘導其凋亡[28-29]。西黃丸是常用的抗腫瘤復方，能夠清熱解毒，消腫散結(jié)。研究發(fā)現(xiàn)西黃丸可阻止肺癌干細胞的細胞周期，阻礙Wnt通路的不恰當激活，減緩肺癌細胞的生長，其機制可能與抑制Wnt通路中關鍵蛋白Cyclin D1和β-catenin的表達有關，從而禁止其發(fā)展為肺癌細胞[30]。

3.3.3 中成藥

金復康口服液是治療肺癌的專用藥，能夠調(diào)節(jié)Th1/Th2細胞因子，增強殺傷性T細胞功能，提高機體免疫功能，抑制細胞周期和逆轉(zhuǎn)耐藥[31-32]。有研究發(fā)現(xiàn)，該藥可在一定程度上抑制肺癌Sca-1+干細胞在體外的增殖，并誘導其發(fā)生凋亡[33]。烏三顆粒能夠益氣養(yǎng)陰，軟堅散結(jié)。實驗表明，烏三顆粒在體外對人巨細胞肺癌、人肝細胞癌、人肺腺癌三種細胞株的核酸合成均有明顯抑制作用，又能減緩腫瘤干細胞的生長。因此，有學者認為腫瘤細胞核酸合成的減少和腫瘤干細胞增殖受抑制是烏三顆?？鼓[瘤的機理之一[34]。

4 小結(jié)

無論是在肺癌術前、術后的輔助治療，抗復發(fā)轉(zhuǎn)移還是改善患者生活質(zhì)量等方面，中醫(yī)藥的作用均顯而易見。目前國內(nèi)外腫瘤界都逐漸認識到惡性腫瘤并不是一個局部性疾病，肺癌干細胞功能的調(diào)節(jié)是一個復雜的網(wǎng)絡調(diào)節(jié)系統(tǒng)，傳統(tǒng)的單一靶點治療很難起到有效持久的作用。同時，人們不再單純的把延長生存期作為癌癥治療的唯一標準，而是越來越注重生存質(zhì)量的提高[35]。中醫(yī)藥的整體防治觀念、辨證論治體系,以及多靶點、多途徑的作用機制,在控制腫瘤術后復發(fā)轉(zhuǎn)移、提高生存質(zhì)量等方面具有明顯優(yōu)勢,并得到醫(yī)學界的重視及肯定[36]。但目前對肺癌干細胞的研究仍處于不成熟的探索時期，在腫瘤的診療過程中還存在一些無法解決的問題。現(xiàn)階段對肺癌干細胞標記物的研究是在參考其他干細胞的基礎上進行的，肺癌干細胞仍缺少準確且特異的標記物[37-39]。同時，中醫(yī)藥對腫瘤干細胞的物質(zhì)基礎研究還不夠深入，抗腫瘤作用機制尚不清楚，也缺乏客觀規(guī)范的臨床療效評價標準。這些都直接影響到對腫瘤干細胞的針對性治療。因此對有關方面深入研究，進而開發(fā)出針對腫瘤干細胞治療的新型抗腫瘤藥物，具有良好的前景，一定會成為肺癌治療研究的新熱點。

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