普魯卡因在癌癥治療中的應用及作用機制的研究進展

高彥宇 李文慧 寇楠 沈芳玲 李冀

中圖分類號 R965;R969 文獻標志碼 A 文章編號 1001-0408（2019）16-2285-04

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2019.16.24

摘 要 目的：為普魯卡因在癌癥治療中的應用提供參考。方法：以“普魯卡因”“腫瘤”“癌癥”“應用”“Procaine”“Cancer”“Application”等為關鍵詞，在中國知網(wǎng)、萬方、PubMed、Medline等數(shù)據(jù)庫中組合查詢2000年1月-2019年3月發(fā)表的相關文獻，對普魯卡因在癌癥治療中的臨床應用和體內外試驗研究進展進行綜述。結果：共檢索到相關文獻115篇，其中有效文獻35篇。普魯卡因在肺癌、肝癌、胃癌、乳腺癌、白血病、結腸癌、鼻咽癌、膀胱癌、骨肉瘤等治療中取得一定的療效。其可能機制一方面是普魯卡因可以終止細胞的有絲分裂，從而抑制腫瘤細胞的增長;另一方面，其可通過與DNA的CpG島密集區(qū)緊密結合，使超甲基化的CpG島去甲基化，從而使沉默的抑癌基因重新表達，達到治療腫瘤的目的。因此，抑癌基因的表觀遺傳學變異不僅可以作為診斷標志物，還有可能成為治療的靶點，這將為普魯卡因應用于腫瘤的臨床靶向治療提供理論基礎。但是目前普魯卡因的抗腫瘤作用多見于體外研究，臨床觀察報道僅見其用于治療晚期肺癌出現(xiàn)的癌性疼痛和咯血，提示今后可開展相關體內研究，以深入挖掘普魯卡因在癌癥治療中的臨床價值。

關鍵詞 普魯卡因;臨床應用;癌癥;研究進展

普魯卡因作為一種脂溶性局部麻醉藥物（以下簡稱“局麻藥”），具有麻醉效果好、藥物毒性低、價格便宜等優(yōu)點，已廣泛應用于臨床麻醉中。其通過阻斷鈉離子通道，使細胞膜不被除極化而產(chǎn)生局麻作用[1]。有研究發(fā)現(xiàn)，普魯卡因除具有麻醉作用外，在腫瘤治療領域也有一定作用[1]。例如，在腫瘤放射治療領域，普魯卡因具有放射增敏作用，可以改善腫瘤組織因生長過快造成的局部組織缺氧問題，而腫瘤細胞在缺氧環(huán)境中其侵襲力會有所增強[2];同時，其還能提高細胞的高溫殺傷力，從側面增強了放射對腫瘤治療的效果[3-4]。從表觀遺傳學來看，普魯卡因作為一種DNA去甲基化劑，可以使高甲基化CpG島的DNA去甲基化，激活先前沉默的腫瘤抑制因子，從而具有抗腫瘤的藥理活性作用，因此普魯卡因將有可能成為治療癌癥的候選藥物之一[5]。目前可以對腫瘤細胞進行DNA去甲基化的藥物主要分為兩類，一種是核苷類似物，如地西他濱等;另一種是非核苷類似物，如普魯卡因等[6]。核苷類似物的最大限制是有很強的毒副作用，特別是對骨髓的毒性，所以毒副作用較小的非核苷類似物逐漸成為目前研究的重點[7]。有研究指出，普魯卡因能增強幾種常用抗癌藥物的抗腫瘤活性，如順鉑、絲裂霉素C、博來霉素、培洛霉素、阿霉素等，同時還可減輕化療帶來的肝腎毒性[8-9]。本研究以“普魯卡因”“腫瘤”“癌癥”“應用”“Procaine”“Cancer”“Application”等為關鍵詞，在中國知網(wǎng)、萬方、PubMed、Medline等數(shù)據(jù)庫中組合查詢2000年1月-2019年3月發(fā)表的相關文獻，共檢索到相關文獻115篇，其中有效文獻35篇?，F(xiàn)就普魯卡因用于癌癥治療的臨床應用以及體內外研究進展進行綜述，旨在為探討其相關臨床應用和作用機制提供理論依據(jù)。

1 肺癌

普魯卡因對肺癌有一定的輔助治療作用。晚期肺癌患者常出現(xiàn)癌性疼痛和咯血等并發(fā)癥，臨床研究表明，60%～80%的晚期肺癌患者會出現(xiàn)癌性疼痛，同時并發(fā)咯血，其中咯血系腫瘤向管腔內生長或者表面糜爛嚴重侵蝕大血管所致[10]。研究發(fā)現(xiàn)，普魯卡因對肺小動脈的運動中樞具有抑制作用，能興奮迷走神經(jīng)，從而擴張肺血管，降低肺動脈的壓力;與此同時，這種作用不僅僅局限于肺部，而且對全身體循環(huán)血管阻力的下降也有一定影響，進而減少回心血量，增加四肢循環(huán)的血流，導致肺動脈血壓、支氣管動脈的血壓降低，避免血液外流[11]，以此來減少因肺動脈高壓引起的大咯血。此外，普魯卡因作為局麻藥也具有一定的鎮(zhèn)靜作用，可以對患者刺激性咳嗽起到緩解作用，還能穩(wěn)定患者情緒，有效控制大咯血的發(fā)生[12]。對于癌癥疼痛管理，臨床通常采用“癌癥三階梯”方案，所用藥物包括非阿片類（非甾體類抗炎藥）、弱阿片類+非甾體類抗炎藥、強阿片類+非甾體類抗炎藥，但這些藥物存在療效欠佳、副作用多、老年患者使用受限等缺點。有研究發(fā)現(xiàn)，在給予常規(guī)止痛藥物的基礎上靜脈滴注普魯卡因后，能明顯緩解患者癌性疼痛、減少咯血發(fā)生，并且應用普魯卡因（局麻藥）鎮(zhèn)痛符合平衡鎮(zhèn)痛與多模式鎮(zhèn)痛的觀點，可為緩解癌性疼痛提供新的鎮(zhèn)痛理念[13]。同時，該研究還發(fā)現(xiàn)，在體外，較低劑量（100 nmol）的普魯卡因可抑制非小細胞肺癌（NSCLC）細胞株A549和NCI-H1975的增殖;在動物體內，通過普魯卡因治療后，細胞增殖標志物增殖細胞核抗原（PCNA）也有所下調。此外，低劑量普魯卡因可選擇性抑制A549細胞中NSCLC關鍵靶細胞表皮生長因子受體（EGFR）mRNA的表達，但在另一細胞系NCI-H1975中未見此作用效果，表明普魯卡因在不同細胞類型中可能存在特異性的信號轉導作用[14]。同時有研究發(fā)現(xiàn)，Wnt信號通路抑制因子1（WIF-1）啟動子異常甲基化是人類癌癥表觀遺傳沉默的基本機制之一，而普魯卡因能夠激活肺癌細胞中的WIF-1，并下調Wnt信號通路[15]，這進一步表明普魯卡因可能具有預防肺癌發(fā)展的潛在用途。

2 肝癌

研究發(fā)現(xiàn)，普魯卡因在體內外對人肝癌細胞均具有抑制生長和去甲基化作用[16]。朱晨宇等[17]以不同濃度普魯卡因處理肝癌HepG2細胞后發(fā)現(xiàn)，HepG2細胞呈現(xiàn)縮小、空泡、脫壁形成碎片等形態(tài)學特征;MTT法檢測結果顯示，普魯卡因能顯著抑制HepG2細胞增殖，其抑制率隨著藥物濃度及時間的上升或延長有上升的趨勢;流式細胞術（FCM）結果顯示，普魯卡因可以使HepG2細胞的G0/G1期延長，S期縮短，從而顯著抑制其增殖。同時研究發(fā)現(xiàn)，普魯卡因不光能抑制人肝癌細胞增殖，還可使被DNA高甲基化抑制的4種基因經(jīng)普魯卡因處理后去甲基化并激活，并且顯著縮小腫瘤體積[16]。因此，普魯卡因有望成為具有臨床應用前景的新型抗肝癌藥物，或將為肝癌的靶向治療提供新的理論依據(jù)。

3 胃癌

有研究指出，普魯卡因能抑制DNA甲基化水平并促進胃癌細胞的增殖停滯及其凋亡。CpG島的DNA甲基化由一系列DNA甲基轉移酶（DNMTs）催化，包括DNMT1、NMT3a和DNMT3b[18]。相關研究結果顯示，普魯卡因可抑制DNMT1/ DNMT3A基因的活性，但不抑制其表達。進一步證明普魯卡因可通過阻止DNMT1/DNMT3A基因與多重腫瘤抑制基因（CDKN2A）和RARβ基因啟動子區(qū)域的結合來降低DNA甲基化的水平，但DNMT1/DNMT3A基因的過表達不會逆轉這種結合;此外，逆轉錄-聚合酶鏈反應（RT-PCR）和熒光素酶報告測定指出，普魯卡因可通過對基因啟動子的激活而上調CDKN2A和RARβ基因的表達[19]。但普魯卡因對DNA甲基化調節(jié)以及對胃癌生物學功能的影響仍然未知。可見，上述研究不僅揭示了普魯卡因對DNA甲基化的調節(jié)機制，而且還提示普魯卡因對胃癌特異性的抗腫瘤潛力，這可能為胃癌提供新的治療策略。

4 乳腺癌

在人乳腺癌MCF-7細胞的試驗中，普魯卡因作為一種DNA去甲基化劑，可經(jīng)高效毛細管電泳或總DNA酶消化等使5-甲基胞嘧啶DNA含量降低40%;同時研究顯示，其對人乳腺癌細胞具有生長抑制作用，其對乳腺癌細胞DNA甲基化的抑制作用，是通過CpG島的高甲基化，導致DNA的低甲基化、去甲基化和抑癌基因的活化發(fā)揮的[5]。這種效應可能是普魯卡因與富含CpG島的DNA的強結合有關，也可能是通過其自身介導完成的。同時，該研究還發(fā)現(xiàn)，普魯卡因抑制乳腺癌細胞的生長與去甲基化事件可能同時發(fā)生[5]，這將為普魯卡因及其衍生物在基于表觀遺傳學的癌癥治療應用方面提供理論依據(jù)。

5 白血病

最近研究發(fā)現(xiàn)，普魯卡因能抑制人類白血病細胞的生長，且與全反式維甲酸（ATRA）聯(lián)合能誘導癌細胞分化，還會降低DNA甲基轉移酶的表達;同時，普魯卡因治療人類白血病細胞后可增加CD11b、E-鈣粘蛋白、粒細胞集落刺激因子（G-CSF）的表達與分化和細胞凋亡[20]。還有報道指出，普魯卡因對人急性髓系白血病（AML）細胞株HL-60細胞DNA結合抑制因子4（ID4）基因甲基化狀態(tài)及細胞增殖具有一定的影響：普魯卡因對體外培養(yǎng)的HL-60細胞增殖起抑制作用，且在一定范圍內具有劑量、時間依賴性;同時，還可以逆轉ID4基因啟動子區(qū)域CpG島的甲基化使其恢復基因活性，從而上調ID4基因mRNA和蛋白的表達，并在一定范圍內隨著給藥劑量的上升而逐漸增強[21]。因此，普魯卡因的去甲基化作用可能是其抑制白血病 HL-60 細胞增殖的重要分子機制之一。這將為臨床探尋白血病基因治療的潛在靶點提供理論依據(jù)。

6 結腸癌

有研究發(fā)現(xiàn)，普魯卡因可能通過影響脂多糖結合蛋白的表達進而干擾結腸癌細胞的遷移和侵襲行為。脂多糖作為內毒素可能會誘導免疫抑制細胞因子和促血管生成趨化因子的分泌[22]，從而改變癌細胞的增殖和凋亡方式，也有可能對癌細胞的轉移過程產(chǎn)生影響，但其具體在結腸癌細胞中的表達作用尚不清楚。通過CCK-8細胞活性試驗、劃痕愈合試驗發(fā)現(xiàn)，普魯卡因在一定范圍內能抑制結腸癌細胞的增殖，抑制結腸癌細胞的運動能力，表明一定濃度的普魯卡因可能具有抑制腫瘤細胞的生物活性[23]。還有研究通過采用RT-PCR技術、蛋白印跡分析結果發(fā)現(xiàn)，普魯卡因可以提高Syk基因在人結腸癌HT-29細胞中的表達水平，同時使Syk基因重新活化并上調其表達，并且隨著普魯卡因濃度的升高，Syk基因的表達水平也逐步增加[24]。而臨床研究表明，增強Syk基因的表達將減少腫瘤轉移的風險，從而起到抗腫瘤的作用，同時Syk基因的表達可以作為潛在的新預后標志[25]。這為深入探索普魯卡因用于結腸癌診療的機制提供理論依據(jù)，也為結腸癌的臨床治療提供了新的診療思路。

7 鼻咽癌

周慧等[26]研究發(fā)現(xiàn)，普魯卡因可以抑制人鼻咽癌CNE-2Z細胞增殖，并且抑制率隨藥物濃度的增加而升高。流式細胞術測定結果顯示，經(jīng)普魯卡因處理后，人鼻咽癌細胞在G1期的細胞比例明顯上升，表明細胞停滯在G1期，而G1期作為一個細胞周期的開始，是細胞合成rRNA、mRNA、tRNA及核蛋白體的主要時期[27]。因此，普魯卡因將細胞阻滯在G1期，可能成為藥物作用的新靶點。該研究還發(fā)現(xiàn)，普魯卡因還能上調CNE-2Z細胞RASSF1A基因（抑癌基因）和p16蛋白的表達，恢復其活性，以此來抑制腫瘤細胞的生長。這將對鼻咽癌的治療提供新的藥物研發(fā)方向。

8 膀胱癌

王凱臣[28]的研究采用針對細胞核DNA的Hoechst 33258熒光染色法觀察普魯卡因對膀胱癌細胞5637和T24的形態(tài)學影響，結果發(fā)現(xiàn)普魯卡因處理后的膀胱癌細胞呈現(xiàn)出細胞凋亡的特征性形態(tài)學變化，包括濃縮的細胞核、變圓的細胞質，以及因細胞核碎裂而形成的離散的染色質濃染碎片。但為了進一步分析普魯卡因對膀胱癌腫瘤細胞的作用機制，通過實時熒光定量甲基化特異性聚合酶鏈反應檢測時發(fā)現(xiàn)，普魯卡因可使APAF1基因（凋亡酶激活因子）的甲基化程度明顯減弱，APAF1基因陽性率為90%。因此，普魯卡因作為治療膀胱癌的去甲基化試劑具有一定的應用潛力。

9 骨肉瘤

普魯卡因作為骨肉瘤的常規(guī)化學治療藥物，最近的研究指出，其可通過調節(jié)microRNA（miRNA）起到抑制腫瘤細胞生長的作用[29]。miRNA是一類高度保守的內源性小非編碼RNA（約22個核苷酸）[30]。有研究發(fā)現(xiàn)，miRNA參與了癌癥的發(fā)生和進展，可以調節(jié)細胞增殖、凋亡，以及分化和轉移能力[31]。同時，關于miRNA在骨肉瘤中的功能作用已有較多研究[32-33]，其中miR-133b已被證實是骨肉瘤中的腫瘤抑制因子，其可通過調節(jié)細胞增殖和細胞周期抑制骨肉瘤細胞的生長[34]。還有研究發(fā)現(xiàn)，隨著蘇氨酸蛋白激酶/細胞外信號調節(jié)激酶（AKT/ERK）途徑的失活，普魯卡因能抑制骨肉瘤細胞增殖和遷移，同時通過上調miR-133b以促進骨肉瘤細胞的凋亡[27]。這可能為骨肉瘤的治療提供新的方向。

10 結語

綜上所述，可以從兩方面說明普魯卡因抗腫瘤細胞增殖的作用機制：普魯卡因可以終止細胞的有絲分裂，從而抑制腫瘤細胞的增長;普魯卡因通過與DNA的CpG島密集區(qū)緊密結合，使超甲基化的CpG島去甲基化，從而使沉默的抑癌基因重新表達，達到治療腫瘤的目的。目前，表觀遺傳學的研究者們對去甲基化越來越重視，原因在于甲基化狀態(tài)既可以作為一種篩查手段，同時還可通過某些干預手段逆轉這種狀態(tài)，即“可診可治”[35-37]。因此，抑癌基因的表觀遺傳學變異不僅可以作為診斷標志物，還有可能成為治療的靶點，這將為普魯卡因應用于腫瘤的臨床靶向治療提供理論基礎。但是目前普魯卡因的抗腫瘤作用多見于體外研究，臨床觀察報道僅見其用于治療晚期肺癌出現(xiàn)的癌性疼痛和咯血。因此，未來需加強普魯卡因的相關體內研究，并嘗試擴大癌種范圍，以深入探索普魯卡因治療癌癥的臨床價值。

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（收稿日期：2019-04-13 修回日期：2019-07-11）

（編輯：孫 冰）