青蒿素及其衍生物抗血管新生機(jī)制和臨床應(yīng)用研究進(jìn)展*

劉妍君，李 笑，劉 芳，李 燕,2（.山東中醫(yī)藥大學(xué)中醫(yī)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250355；

2.山東中醫(yī)藥大學(xué)護(hù)理學(xué)院，山東 濟(jì)南 250355）

中藥青蒿為菊科蒿屬植物黃花蒿Artemisia annua Linn.的干燥地上部分[1]，具有清熱解暑、除蒸截瘧之功效。青蒿素是自黃花蒿中提取的過氧基團(tuán)倍半萜內(nèi)酯藥物[2]，其常見的衍生物有雙氫青蒿素（DHA）、青蒿琥酯（ART）、蒿甲醚（ARM）、蒿乙醚等。近年來研究發(fā)現(xiàn)，青蒿素及其衍生物除具有抗瘧疾的作用外，還具有良好的抗血管新生的作用[3]。

血管新生指從已存在的血管上生長出新的毛細(xì)血管的過程[4]。在生理性血管新生中，血管新生相關(guān)的促進(jìn)因子與抑制因子處于平衡狀態(tài)，適度的血管新生可滿足機(jī)體血氧供應(yīng)的需求，促進(jìn)損傷修復(fù)。而過度血管新生是指血管新生相關(guān)調(diào)節(jié)因子失衡，血管生長促進(jìn)因子占主導(dǎo)地位，異常的血管新生可促進(jìn)疾病的發(fā)生發(fā)展，既能引起個(gè)別器官功能紊亂，又可對整體產(chǎn)生不良影響，具有彌漫性的致病特點(diǎn)類似。目前研究發(fā)現(xiàn)，與病理性血管新生相關(guān)的疾病主要有腫瘤、糖尿病視網(wǎng)膜病變、關(guān)節(jié)炎、皮膚炎癥、腦部退行性病變等[5]。筆者對青蒿素及其衍生物抑制血管新生的作用機(jī)制和臨床應(yīng)用最新情況進(jìn)行綜述，以期為青蒿素及其衍生物治療血管新生相關(guān)疾病提供參考。

1 青蒿素及其衍生物抗血管新生的機(jī)制分析

1.1 青蒿素衍生物抑制血管新生相關(guān)環(huán)節(jié) 血管新生的過程包括血管基底膜和周圍間質(zhì)組織的降解、內(nèi)皮細(xì)胞增殖及抗凋亡、遷移、管狀結(jié)構(gòu)形成等。青蒿素衍生物可調(diào)控上述過程，發(fā)揮抑制血管新生的作用。劉炬課題組對DHA抗血管新生作用開展了一系列研究，該課題組使用DHA干預(yù)對腎小球內(nèi)皮細(xì)胞，采用異硫氰酸熒光素標(biāo)記的Transwell小室細(xì)胞通透性實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞電子阻抗傳感系統(tǒng)（ECIs）分析DHA對內(nèi)皮細(xì)胞通透性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)DHA可通過上調(diào)血管內(nèi)皮鈣黏蛋白和咬合蛋白的表達(dá)，降低腎小球內(nèi)皮細(xì)胞的通透性[6-7]。此外，該課題組使用不同濃度的DHA干預(yù)臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（HUVEC），通過Transwell小室、劃痕愈合實(shí)驗(yàn)、ECIs分析DHA對HUVEC遷移的影響，同時(shí)通過MTT實(shí)驗(yàn)觀察DHA對HUVEC增殖的影響，結(jié)果顯示DHA可抑制HUVEC增殖和遷移，且呈劑量相關(guān)性[8-10]。WU G D等[11]采用流式細(xì)胞術(shù)觀察ART對HUVEC凋亡的影響，結(jié)果顯示ART可以濃度依賴性和時(shí)間依賴性方式誘導(dǎo)內(nèi)皮凋亡。另有研究[12-13]通過成管實(shí)驗(yàn)表明DHA和ART可抑制內(nèi)皮細(xì)胞管狀結(jié)構(gòu)的形成。除此之外，DHA還可以通過誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞自噬發(fā)揮抗血管新生作用[14-15]。

1.2 青蒿素及其衍生物抑制血管新生相關(guān)因子 在血管新生的過程中，血管新生促進(jìn)因子主要包括血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子（VEGF）、成纖維細(xì)胞生長因子（FGF）、血管生成素（Ang）、肝細(xì)胞生長因子（HGF）、血小板源生長因子（PDGF）、轉(zhuǎn)化生長因子β（TGF-β）、基質(zhì)降解酶類如金屬蛋白酶（MMP）等，此外缺氧誘導(dǎo)因子1α（HIF-1α）、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子3（STAT3）、核轉(zhuǎn)錄因子κB（NF-κB）等轉(zhuǎn)錄因子也被證明可促進(jìn)血管新生。青蒿素及其衍生物可參與上述因子的調(diào)控，發(fā)揮抑制血管新生的作用。

1.2.1 下調(diào)VEGF 目前，VEGF被認(rèn)為是促進(jìn)血管新生的最重要的因子之一。多項(xiàng)研究[13,16-19]證實(shí)青蒿素及其衍生物可抑制不同腫瘤細(xì)胞株中VEGF的表達(dá)，從而抑制血管新生。CHEN H H等[13]的研究顯示ART和DHA可抑制宮頸癌Hela細(xì)胞、子宮絨毛膜癌JAR細(xì)胞和卵巢癌HO-8910細(xì)胞分泌VEGF，降低VEGF與HUVEC上的VEGF受體結(jié)合活力，抑制腫瘤細(xì)胞血管新生。此外，DHA可抑制慢性髓性白血病細(xì)胞株K562[20]、胰腺癌細(xì)胞株BxPC-3和PANC-1[16]、頭頸部鱗狀細(xì)胞癌咽癌Fadu細(xì)胞、喉癌Hep-2細(xì)胞和舌癌Cal-27細(xì)胞[17]中VEGF蛋白及mRNA的表達(dá)。青蒿素可抑制乳腺癌細(xì)胞株MCF-7、MDAMB-231中VEGF分泌和VEGF mRNA的表達(dá)，并呈劑量-時(shí)間效應(yīng)關(guān)系[18]。青蒿素及其衍生物還可抑制非腫瘤細(xì)胞中VEGF的表達(dá)，如HE Y等[19]研究顯示ART可呈劑量依賴性抑制類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎成纖維樣滑膜細(xì)胞中VEGF的分泌，緩解炎癥相關(guān)的血管新生。

1.2.2 下調(diào)Ang Ang是一類促血管生成因子，可與內(nèi)皮細(xì)胞特異性酪氨酸酶受體Tie2結(jié)合，調(diào)節(jié)血管生長、發(fā)育、成熟與穩(wěn)定。師亮等[21]研究發(fā)現(xiàn)，ART可抑制人骨髓瘤細(xì)胞RPMI-8226中Ang-1表達(dá)，使新生血管密度和分支降低，管徑變細(xì)。ART還可抑制結(jié)腸癌細(xì)胞HCT-8、人子宮內(nèi)膜癌ishikawa細(xì)胞中Ang-2 mRNA及蛋白質(zhì)表達(dá)，抑制腫瘤血管新生[22-23]。也有研究[24]報(bào)道，DHA可使人卵巢癌HO-8910細(xì)胞裸鼠皮下移植瘤中Ang-2的表達(dá)降低，直接或間接影響腫瘤組織血管生成。

1.2.3 下調(diào)MMP MMP是一類蛋白水解酶，可降解細(xì)胞外基質(zhì)，促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)中血管新生因子的釋放，促進(jìn)血管新生。JIA L F等[17]使用DHA干預(yù)頭頸部癌細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)DHA可下調(diào)腫瘤細(xì)胞中MMP-2和MMP-9蛋白的表達(dá)，且與藥物時(shí)間呈依賴關(guān)系。DHA也可抑制胰腺癌細(xì)胞株BxPC-3和PANC-1中MMP-9蛋白的表達(dá)[17]；ART可抑制人舌鱗癌CAL27細(xì)胞中MMP-9蛋白以及mRNA的表達(dá)[25]；青蒿素可抑制膽囊癌GBCSD細(xì)胞中MMP-2、MMP-9蛋白及mRNA的表達(dá)[26]，從而抑制細(xì)胞侵襲和遷移，阻礙血管新生。

1.2.4 下調(diào)TGF-β TGF-β作為一類促血管生長因子，可誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞分化和管狀結(jié)構(gòu)形成，促進(jìn)血管重塑與穩(wěn)定。LI Y等[27]研究顯示TGF-β1處理可增強(qiáng)乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞的遷移及侵襲能力，而DHA可逆轉(zhuǎn)TGF-β1所誘導(dǎo)的細(xì)胞遷移增強(qiáng)效應(yīng)，下調(diào)TGF-β mRNA及蛋白表達(dá)，抑制血管新生。張雯珂和薛穎[28-29]均選擇對細(xì)胞增殖無影響的ART最高濃度作為實(shí)驗(yàn)用濃度預(yù)處理Hela細(xì)胞48 h，收集上清，再用無ART的培養(yǎng)基連續(xù)培養(yǎng)細(xì)胞96 h，中間換液一次收集上清，96 h后再次收集上清，采用ELISA法檢測3次上清液中的TGF-β1表達(dá)量，結(jié)果表明ART可漸進(jìn)性持續(xù)下調(diào)Hela細(xì)胞分泌的TGF-β1，發(fā)揮抗腫瘤效應(yīng)。YAO Y等[30]使用小鼠乳腺癌4T1細(xì)胞上清液作為條件培養(yǎng)基培養(yǎng)小鼠成纖維細(xì)胞L-929，使L-929被激活具備腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞活性，共培養(yǎng)后的L-929細(xì)胞中TGF-β1水平上升，而ARS和DHA可部分逆轉(zhuǎn)條件培養(yǎng)基對L-929細(xì)胞的影響，下調(diào)TGF-β1水平，提示ARS和DHA可抑制腫瘤血管新生。

1.2.6 下調(diào)bFGF FGF家族成員分為酸性和堿性兩種，目前研究較多的是堿性亞型bFGF。bFGF具有促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖和遷移，促進(jìn)血管新生。楊靜等[31]給予關(guān)節(jié)炎大鼠模型ART灌胃21 d后測定大鼠血清bFGF水平和滑膜組織中bFGF的表達(dá)，結(jié)果顯示ART對大鼠關(guān)節(jié)炎具有顯著治療作用，其作用機(jī)制可能與下調(diào)bFGF表達(dá)有關(guān)。

1.2.6 下調(diào)HGF HGF是一種由間質(zhì)細(xì)胞表達(dá)的多功能因子，目前認(rèn)為其具有較強(qiáng)的促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖、遷移和抗凋亡的活性。劉玉瓊[32]使用青蒿素干預(yù)宮頸癌Hela和Caski細(xì)胞48 h，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著青蒿素作用濃度的增加，HGF及其特異性受體c-Met的表達(dá)均顯著降低，推測青蒿素可能通過減少HGF/c-Met信號傳導(dǎo)通路的表達(dá)，抑制細(xì)胞遷移，阻礙血管新生。

1.2.7 下調(diào)PDGF PDGF作為血管內(nèi)皮生長因子家族成員，可促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的增殖和遷移，對血管生長、成熟、穩(wěn)定和重塑起到重要作用。由PDGF等血管生長因子誘導(dǎo)的動(dòng)脈粥樣硬化斑塊內(nèi)血管新生可增加斑塊的不穩(wěn)定性，增加心血管事件的發(fā)病率。DU H J等[33]研究發(fā)現(xiàn)PDGF可誘導(dǎo)小鼠主動(dòng)脈血管平滑?。∕OVAS）細(xì)胞增殖和遷移，而ART干預(yù)可有效逆轉(zhuǎn)PDGF對MOVAS細(xì)胞表型的上述作用，提示ART可通過下調(diào)PDGF抑制血管新生，阻礙斑塊的發(fā)展。許曉燕[34]使用ART作用于1%缺氧培養(yǎng)的脈絡(luò)膜黑色素瘤OCM-1細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在缺氧條件下，ART可下調(diào)PDGF的表達(dá)，抑制OCM-1細(xì)胞的增殖及成管，抑制血管新生。

1.2.8 下調(diào)促血管新生的相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子 HIF-1α作為一種轉(zhuǎn)錄因子，常氧條件下表達(dá)水平較低，而腫瘤等相對缺氧環(huán)境中表達(dá)量增高，可促進(jìn)下游分子如VEGF等與血管生成有關(guān)基因的表達(dá)，在血管生成、腫瘤發(fā)生及炎性反應(yīng)等方面都起關(guān)鍵作用。在視網(wǎng)膜脈絡(luò)膜組織中，李佳賢等[35]研究發(fā)現(xiàn)ART可通過下調(diào)視網(wǎng)膜脈絡(luò)膜中HIF-1α和VEGF蛋白表達(dá)水平，抑制脈絡(luò)膜新生血管所導(dǎo)致的黃斑變性。在腫瘤組織中，董海鷹等[36]的研究結(jié)果顯示ART可通過下調(diào)HIF-1α和VEGF的基因表達(dá)，抑制人乳腺癌MCF-7裸鼠移植瘤的生長血管新生。

STAT3是與血管生成相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子之一，活化的STAT3可增加可介導(dǎo)VEGF、MMPs等多種促血管生成因子的表達(dá)，調(diào)控血管新生。GAO P等[12]研究發(fā)現(xiàn)DHA可抑制HUVEC細(xì)胞中STAT3的磷酸化，抑制HUVEC細(xì)胞的管狀形成，提示DHA具有抗血管生成的治療潛力。JIA L F等[17]的研究顯示DHA可抑制Fadu細(xì)胞、喉癌Hep-2細(xì)胞和舌癌Cal-27細(xì)胞中STAT3的磷酸化，下調(diào)VEGF、MMP-2和MMP-9的表達(dá)，抑制血管新生。

典型的NF-κB是由P50和P65組成的異源二聚體，通常與其抑制物IκB以非共價(jià)鍵結(jié)合，以無活性的三聚體形式存在，當(dāng)細(xì)胞受到外界刺激后，IκB被激活，釋放NF-κB，調(diào)控其靶基因VEGF、MMP等多種促血管生成因子的表達(dá)，介導(dǎo)炎癥及血管新生。DONG F Y等[8]使用DHA處理HUVEC細(xì)胞，檢測DHA對IκB-a和P65的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)中IκB-a蛋白水平顯著升高，而細(xì)胞核中P65蛋白水平顯著降低，提示DHA可能通過增加內(nèi)皮細(xì)胞中IκB-a蛋白阻斷NF-κB的易位，從而抑制NF-κB及其下游信號通路，發(fā)揮抗血管新生作用。LI Y C等[37]研究發(fā)現(xiàn)ART可抑制軟骨細(xì)胞ATDC5細(xì)胞株中p65的磷酸化和核轉(zhuǎn)移，使NF-κB信號通路失活，抑制軟骨細(xì)胞的炎癥及血管新生。

2 青蒿素及其衍生物抗血管新生相關(guān)疾病的臨床應(yīng)用

2.1 治療腫瘤 血管新生在腫瘤的發(fā)展和轉(zhuǎn)移中起重要作用，而青蒿素及其衍生物抗腫瘤的治療在臨床應(yīng)用較廣泛。一例使用ART聯(lián)合化療治療葡萄膜黑色素瘤的病例報(bào)告[38]顯示，ART可使患者病情趨向穩(wěn)定，延長生存時(shí)間，且毒副作用小。另有一例注射和口服ART治療喉鱗狀細(xì)胞癌的病例報(bào)告[39]顯示，ART治療可以使腫瘤體積明顯縮小，有利于延長患者的生存期，改善生存質(zhì)量。ZHANG Z Y等[40]采用ART靜脈給藥聯(lián)合化療治療中晚期非小細(xì)胞肺癌，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ART能提高近期疾病控制率，延長疾病進(jìn)展時(shí)間。VON HAGENS C等[41-42]給予轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者在抗腫瘤基礎(chǔ)治療的同時(shí)口服ART，結(jié)果表明ART可穩(wěn)定病情，無論長期（37個(gè)月）或是短期（4周）用藥，均未發(fā)生重大安全問題，是一種安全且耐受性良好抗腫瘤治療。DEEKEN J F等[43]給予晚期惡性實(shí)體瘤患者ART靜脈注射，結(jié)果顯示ART可提高疾病控制率，患者治療耐受性好。

在青蒿素及其衍生物抗腸道腫瘤的治療中，KRISHNA S等[44]給予結(jié)直腸癌患者口服ART，結(jié)果顯示ART可通過下調(diào)腫瘤細(xì)胞增值標(biāo)志物Ki67蛋白的表達(dá)，抑制腫瘤細(xì)胞增殖，降低結(jié)腸癌的復(fù)發(fā)率。腸息肉雖然是良性疾病，但作為腸癌主要的癌前病變，預(yù)防其復(fù)發(fā)和癌變也是應(yīng)該關(guān)注的問題。黃小喬等[45]給予濕熱壅滯型腺瘤性腸息肉患者口服鮮青蒿汁，發(fā)現(xiàn)鮮青蒿汁能通過調(diào)控腸道息肉環(huán)氧化酶-2（COX-2）的表達(dá)、降低患者血清甘油三酯（TG）、總膽固醇（TC）水平，預(yù)防腸息肉的復(fù)發(fā)。

在青蒿素衍生物抗宮頸癌的治療中，JANSEN F H等[46]給予晚期宮頸癌患者口服DHA 28 d，結(jié)果顯示DHA可降低腫瘤組織中腫瘤抑制蛋白p53、表皮生長因子受體（EGFR）、Ki-67抗原、血管內(nèi)皮標(biāo)志物CD31的表達(dá)，改善疼痛、陰道分泌物等臨床癥狀。TRIMBLE C L等[47]采用ART陰道內(nèi)給藥治療宮頸上皮瘤變，結(jié)果顯示該治療方式可消除HPV病毒，改善宮頸病理狀況，阻礙其發(fā)展為浸潤性宮頸癌。

2.2 治療眼部疾病 目前，青蒿素及其衍生物治療糖尿病視網(wǎng)膜病變、年齡相關(guān)性黃斑變性等血管新生相關(guān)的眼科疾病多集中在基礎(chǔ)研究階段，臨床研究較少。在一項(xiàng)ART治療眼部新生血管的臨床研究[48]中，研究者對角膜、虹膜、視網(wǎng)膜血管新生且無光感的患者進(jìn)行ART玻璃體內(nèi)注射治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩次注射后，血管新生減少，視乳頭水腫減輕，平均眼壓下降，療效持續(xù)可持續(xù)52周，證實(shí)ART玻璃體內(nèi)注射是一種抑制新生血管性眼病安全有效的治療方式。

2.3 治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎（RA）RA是一種以進(jìn)行性關(guān)節(jié)破壞為特征的慢性炎癥性自身免疫病，其發(fā)病的關(guān)鍵病理環(huán)節(jié)之一是大量異常血管新生形成血管翳，參與軟骨的破壞，導(dǎo)致關(guān)節(jié)畸形和功能障礙[49]。因此，抗血管新生是治療RA的機(jī)制之一。目前多項(xiàng)研究顯示青蒿素及其衍生物具有抑制血管新生的活性[3]。在臨床治療中，研究者們[50-55]多采用ART片或青蒿單獨(dú)使用，或者與甲氨喋呤（MTX）聯(lián)合使用治療RA，給藥方式為口服、粉劑靜脈注射或水煎服等，結(jié)果發(fā)現(xiàn)治療后關(guān)節(jié)腫脹指數(shù)、關(guān)節(jié)壓痛指數(shù)、晨僵時(shí)間等各項(xiàng)臨床指標(biāo)得到了較好的恢復(fù)，外周血白細(xì)胞介素-1（IL-1）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、C反應(yīng)蛋白（CRP）等實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)也有所好轉(zhuǎn)，與使用羥氯喹或MTX的對照組比較，顯效率、總有效率、臨床指標(biāo)、炎癥指標(biāo)等差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），說明ART對RA的治療作用不亞于羥氯喹或MTX，且聯(lián)合使用的療效更佳。

2.4 治療皮膚炎癥 血管新生反應(yīng)與炎癥反應(yīng)關(guān)系密切。炎性細(xì)胞可分泌VEGF、PDGF、蛋白酶類等多種血管新生因子，促進(jìn)炎癥部位的血管新生。同時(shí)，新生血管的內(nèi)皮細(xì)胞可促進(jìn)白細(xì)胞的招募，提高血管的通透性，促進(jìn)炎癥的發(fā)生和發(fā)展。如銀屑病患者皮損處角質(zhì)形成細(xì)胞分泌血管新生因子增多，促進(jìn)真皮乳頭層微血管新生[56]。因此，抗新生血管是治療皮膚炎癥的靶點(diǎn)之一。青蒿素及其衍生物具有抗血管新生活性，可將其應(yīng)用于皮膚炎癥的臨床治療。酒渣鼻是一種發(fā)生在顏面中部慢性炎癥性皮膚病，研究[57]發(fā)現(xiàn)，口服ART可改善面部紅斑、丘疹和膿皰，且無明顯副作用，其療效與傳統(tǒng)用藥多西環(huán)素相當(dāng)。余其斌等[58]采用ART靜脈給藥治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡、銀屑病、濕疹等多種皮膚炎癥，發(fā)現(xiàn)用藥14 d后有效率達(dá)60%以上，尤其治療濕疹的有效率達(dá)100%，證實(shí)ART可抑制變應(yīng)性皮炎，具有臨床使用價(jià)值。

3 小 結(jié)

近年來，血管抑制劑類藥物在臨床上應(yīng)用越來越廣泛，血管抑制劑藥物與其他抗腫瘤藥物的聯(lián)合使用在提高腫瘤治療效果、降低化療藥物毒性、提高患者生存率等方面發(fā)揮了重要作用[59]。而中藥類抗血管新生藥物除了具備上述優(yōu)勢外，還具有價(jià)格低廉、副作用小、提高免疫力等優(yōu)勢。青蒿素及其衍生物已被證實(shí)可通過多靶點(diǎn)多通路發(fā)揮作用[60]，在臨床上血管新生相關(guān)疾病的治療中具有廣闊的應(yīng)用前景。但目前青蒿素及其衍生物在糖尿病視網(wǎng)膜病變、年齡相關(guān)性黃斑變性等血管新生相關(guān)的眼科疾病臨床應(yīng)用資料尚缺乏，在其他疾病中臨床資料也稍顯不足，因此仍需研究者們進(jìn)一步深入的臨床研究及實(shí)踐，使青蒿素及其衍生物得以更充分地開發(fā)和利用。