青蒿素及其衍生物的藥物安全性研究進(jìn)展與減毒對策分析＊

張世闖，郭源輝，劉 婕，李 映，段佳佳＊＊，江 濤＊＊

（1. 河南科技大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，河南科技大學(xué)第一附屬醫(yī)院內(nèi)分泌代謝中心，河南省遺傳罕見病醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國家代謝性疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心洛陽分中心 洛陽 471003；2. 河南科技大學(xué)第一附屬醫(yī)院 洛陽 471003）

青蒿素是一種倍半萜內(nèi)酯化合物，含有特殊的過氧化基團(tuán)結(jié)構(gòu)，與治療瘧疾和癌癥所涉及的細(xì)胞毒性密切相關(guān)，是我國科研工作者從黃花蒿中提取出來的抗瘧藥物，因其低毒、安全、快速殺滅瘧原蟲等藥理學(xué)特點(diǎn)，已作為治療瘧疾的首選藥物[1]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，青蒿素對于治療腫瘤、肺動脈高壓、糖尿病、肺纖維化[2]等多種疾病都具有良好療效，被廣泛應(yīng)用在臨床的治療中。目前，青蒿素已有多種衍生物，除了常見的蒿甲醚和蒿乙醚、青蒿琥酯、雙氫青蒿素外，近年來還合成了SM1052、SM1044、SM1039、TPN18505等新型青蒿素衍生物。青蒿素及其衍生物（Artemisinin and its derivatives，ARTs）可促進(jìn)癌細(xì)胞凋亡，誘導(dǎo)細(xì)胞周期停滯和自噬，抑制癌細(xì)胞入侵和遷移[3]。ARTs在臨床使用中會出現(xiàn)諸如嘔吐、頭疼和腹泄等不良反應(yīng)，表明該藥物存在潛在的安全性問題[4]。為了更好地服務(wù)臨床，對于青蒿素新型衍生物的開發(fā)以及其毒理學(xué)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)和研究也逐漸深入。相關(guān)動物毒性研究表明[5]，較高劑量的ARTs 會對肝臟、腎臟、胚胎、神經(jīng)、血液等造成損害（見表1），其中蒿甲醚和蒿乙醚主要會引起神經(jīng)損害，雙氫青蒿素主要引起胚胎損害，然而與ARTs 大劑量毒性相關(guān)的臨床試驗(yàn)相對缺乏。在動物實(shí)驗(yàn)中，ARTs 的長期給藥會引起毒性。與肌內(nèi)注射相比，口服攝入青蒿素是一種相對安全的給藥途徑[5]。目前ARTs 在臨床使用中的安全性問題亟待解決。因此，本文主要針對ARTs 的安全性研究現(xiàn)狀、毒性機(jī)制以及減毒對策進(jìn)行分析概述，拓展對于ARTs 毒性的認(rèn)識并期推動對于此類藥物的深入研究。

表1 ARTs毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)匯總

1 ARTs的基本性質(zhì)

1.1 化學(xué)結(jié)構(gòu)式

具體見圖1。

圖1 ARTs的化學(xué)結(jié)構(gòu)式

1.2 理化性質(zhì)

青蒿素，熔點(diǎn)為156-157℃，不溶于水，易分解。青蒿素能發(fā)生顯色反應(yīng)、還原反應(yīng)、過氧基團(tuán)反應(yīng)以及氫解反應(yīng)[6]。蒿甲醚，熔點(diǎn)為86-88℃，油溶性大，屬于青蒿素的甲醚衍生物。雙氫青蒿素，熔點(diǎn)為145-150℃，是青蒿素與四氫硼鈉發(fā)生還原反應(yīng)得到的半合成衍生物[7]。青蒿琥酯，熔點(diǎn)為140-142℃，藥物呈弱酸性。蒿甲醚和青蒿琥酯主要通過其活性代謝物雙氫青蒿素來發(fā)揮藥效[8]。青蒿素二聚體保留了過氧橋結(jié)構(gòu)，是在體內(nèi)直接作用于瘧原蟲的活性物質(zhì)，具有藥理作用強(qiáng)，毒性作用小的特點(diǎn)[9]。青蒿琥酯鈉是可溶于水的堿性鹽，耐受性好，在機(jī)體中能迅速發(fā)揮作用[10]。

2 ARTs的藥物安全性

2.1 肝臟毒性

徐莉[11]研究發(fā)現(xiàn)，使用蒿甲醚治療瘧疾后會出現(xiàn)急性黃疸型肝炎以及藥物性肝損傷，但引發(fā)此現(xiàn)象機(jī)制尚不明確，初步判斷與過敏性體質(zhì)有關(guān)。Kumar[12]發(fā)現(xiàn)一名無肝病史女性在服用青蒿素之后出現(xiàn)膽汁淤積性肝炎，研究證實(shí)病因是青蒿素單獨(dú)用藥治療所引起的嚴(yán)重肝損傷，Latif 等[13]使用蒿甲醚和復(fù)方蒿甲醚治療小鼠后，觀察到小鼠身體和肝臟的重量大幅下降。兩種藥物都引起組織結(jié)構(gòu)的改變、壞死、脂肪的沉積和肝臟肥大。其中谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶水平的上升顯示了蒿甲醚和復(fù)方蒿甲醚對肝臟的毒性作用，結(jié)果表明長期使用蒿甲醚和復(fù)方蒿甲醚，即使劑量較小，對小鼠的身體和肝臟也產(chǎn)生毒性作用[13]。Abolaji等[14]對雌性大鼠研究表明蒿甲醚和苯芴堿共同給藥可能會增加動脈粥樣硬化以及肝腎功能損害的風(fēng)險(xiǎn)，Owumi等[15]通過研究表明重復(fù)給予蒿甲醚-苯芴醇可能導(dǎo)致肝臟毒性。由于存在肝臟毒性病例，不建議將ARTs 與補(bǔ)充和替代藥物聯(lián)合使用，直到臨床試驗(yàn)證明未經(jīng)批準(zhǔn)的聯(lián)合治療的安全性[16]。但是ARTs可能導(dǎo)致肝損傷的原因尚不清楚。目前對于ARTs 的肝臟毒性報(bào)道較少[17]，且相關(guān)機(jī)制尚未明確，今后應(yīng)加強(qiáng)在此方面的研究且臨床用藥時(shí)應(yīng)充分注意，減少易過敏人群此類藥物的使用。

2.2 腎臟毒性

已有的動物和人體實(shí)驗(yàn)顯示，ARTs 長期給藥會產(chǎn)生腎臟毒性，危害身體健康。Li 等[18]對感染瘧原蟲的大鼠靜脈注射青蒿琥酯，發(fā)現(xiàn)42.8 mg·kg-1的青蒿琥酯中，50%的動物出現(xiàn)血管壞死；240 mg·kg-1青蒿琥酯（比治療劑量高100 倍）時(shí)，動物也顯示出中度的腎衰竭跡象。然而在停止用藥后的第8 天，所有實(shí)驗(yàn)小鼠的腎臟損傷都逐漸恢復(fù)正常，表明青蒿琥酯引起的腎臟毒性可能是可逆的[18]。吳喜利等[17]用不同濃度的青蒿素培養(yǎng)大鼠腎小球系膜細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)腎小球系膜細(xì)胞的增殖受到抑制并且凋亡數(shù)目增加。腎小球系膜細(xì)胞異常凋亡會導(dǎo)致腎小球硬化[19]。Eid Refaat等[20]研究發(fā)現(xiàn)在組織學(xué)上，蒿甲醚治療的腎臟顯示腎小球萎縮、腎小囊腔擴(kuò)寬、腎小管退化、輪廓紊亂、內(nèi)部有液泡出現(xiàn)。在超微結(jié)構(gòu)上，腎小球內(nèi)皮細(xì)胞肥大、基底膜不規(guī)則、足突紊亂、濾過裂隙破壞。腎小管細(xì)胞顯示細(xì)胞基底內(nèi)褶缺失、細(xì)胞質(zhì)空泡化、線粒體多態(tài)性受損腫脹、毛細(xì)血管腔微絨毛缺失[20]。此外通過注射青蒿琥酯來治療瘧疾時(shí)，患者出現(xiàn)延遲溶血并伴有嚴(yán)重的急性腎損傷。研究表明急性腎損傷是使用青蒿琥酯后出現(xiàn)的嚴(yán)重并發(fā)癥。急性腎損傷是瘧疾的常見并發(fā)癥，但由青蒿琥酯導(dǎo)致的延遲溶血及并發(fā)產(chǎn)生腎損害的發(fā)生率及其機(jī)制目前尚不清楚[21]，故需對ARTs 的腎臟毒性機(jī)制、作用機(jī)理、臨床及藥理作用等方面進(jìn)行深入研究，以確保其腎臟治療用藥的安全性。

2.3 神經(jīng)毒性

動物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中已證明ARTs 具有神經(jīng)毒性，主要表現(xiàn)為聽力損傷、震顫等。通過組織學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)一些動物的腦干及前庭系統(tǒng)中部分核團(tuán)的神經(jīng)元發(fā)生病變，如神經(jīng)元染色質(zhì)出現(xiàn)溶解壞死及胞體腫大、胞漿空泡等[22-23]。Wesche 等[24]研究發(fā)現(xiàn)青蒿素、蒿甲醚、雙氫青蒿素、蒿乙醚均可引起乳酸脫氫酶的釋放而導(dǎo)致神經(jīng)元細(xì)胞死亡。動物的體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)大劑量蒿甲醚或蒿乙醚會使犬類動物出現(xiàn)運(yùn)動障礙，步態(tài)紊亂、疼痛反應(yīng)反射減弱等癥狀，這些青蒿素類藥物引起神經(jīng)毒性的機(jī)制與其抗瘧機(jī)制可能密切相關(guān)，均涉及藥物結(jié)構(gòu)中的過氧橋斷裂和自由基產(chǎn)生[25]。Ramos-Martín 等[26]根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出，目前對于ARTs 會產(chǎn)生神經(jīng)毒性還缺乏可靠數(shù)據(jù)證明，神經(jīng)毒性可能是由于其他因素導(dǎo)致。目前臨床中只有約3.3%的患者使用ARTs 后出現(xiàn)神經(jīng)毒性，發(fā)生率很小[27]。在給予適度高劑量蒿甲醚或蒿乙醚的狗和大鼠中，具有中樞神經(jīng)系統(tǒng)病理學(xué)變化的神經(jīng)系統(tǒng)綜合征以劑量相關(guān)且解剖學(xué)特異性的方式發(fā)生，但是并未確定這些病變的機(jī)制和病因[28]。同時(shí)也有研究顯示青蒿素的神經(jīng)毒性與年齡有關(guān)，對于不同年齡的易感程度還有待研究[29]。

2.4 血液毒性

盡管青蒿素對紅細(xì)胞生成的體外作用尚未被分析，但青蒿素已被證明既能增強(qiáng)也能抑制白細(xì)胞功能，青蒿琥酯能在體外抑制植物血凝素刺激的淋巴細(xì)胞增殖[5]。Finaurini 等[30]證明雙氫青蒿素對血液的毒性與劑量和時(shí)間有關(guān)，其機(jī)制主要是通過改變原始和中幼紅細(xì)胞的細(xì)胞周期來抑制紅細(xì)胞的分裂分化，從而導(dǎo)致血液毒性。動物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，ARTs能抑制紅系細(xì)胞的生成，如給大鼠連續(xù)3 天靜脈注射青蒿琥酯240 mg·kg-1·d-1后，血紅蛋白、紅細(xì)胞和外周血網(wǎng)織紅細(xì)胞數(shù)目均減少[31]，食蟹猴連續(xù)14 天口服40 mg·kg-1·d-1青蒿琥酯后體內(nèi)網(wǎng)織紅細(xì)胞數(shù)量下降[32]。臨床上使用青蒿琥酯治療轉(zhuǎn)移性乳腺癌患者時(shí)，長時(shí)間用藥后患者網(wǎng)織紅細(xì)胞數(shù)量減少。在后續(xù)觀察中發(fā)現(xiàn)停藥2周后網(wǎng)織紅細(xì)胞數(shù)量又恢復(fù)正常[33-35]。通過上述研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，青蒿素對紅細(xì)胞生成的毒性作用在動物和人體試驗(yàn)中均可檢測到。ARTs 對粒細(xì)胞-單核細(xì)胞系造血祖細(xì)胞的細(xì)胞毒性高于對癌細(xì)胞的細(xì)胞毒性，其中的免疫抑制也可能會抵消青蒿素對瘧疾和腫瘤的細(xì)胞毒性作用[36]。因此在臨床使用中ARTs 產(chǎn)生的血液毒性較小，盡管如此，用藥時(shí)仍需注意以防引起嚴(yán)重不良反應(yīng)。

2.5 胚胎毒性

世界衛(wèi)生組織推薦通過青蒿素聯(lián)合療法（Artemisinin Combination Therapy，ACT）治療成人和兒童的無并發(fā)癥瘧疾[37]。懷孕期間，ACT 被認(rèn)為僅在妊娠中期和晚期是安全的，相關(guān)動物研究表明，ARTs 可以在早期胚胎發(fā)育過程中導(dǎo)致胚胎死亡或先天性畸形，而且在此期間，ARTs 在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭袝T導(dǎo)有缺陷的胚胎紅細(xì)胞生成[38]。陳麗娟等[39]在動物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)青蒿素和蒿甲醚都具有胚胎毒性，但所產(chǎn)幼崽中未出現(xiàn)畸形。通過對SD 大鼠的研究發(fā)現(xiàn)，青蒿素能夠?qū)е麓笫蠊趋阑?，且在中、高劑量下大鼠出現(xiàn)胚胎致死現(xiàn)象[40]。李澤琳等[41]通過對大鼠使用青蒿酯鈉后，大鼠表現(xiàn)出明顯的胚胎毒性，且在中期和晚期的妊娠大鼠中毒性更明顯。Abolaji等[42]研究發(fā)現(xiàn)青蒿葉的乙醇提取物不會導(dǎo)致使用者患肝臟毒性、血液毒性和高脂血癥，但濃度高于治療劑量時(shí)存在胚胎毒性風(fēng)險(xiǎn)，因此在懷孕期間要謹(jǐn)慎用藥。目前藥物導(dǎo)致的胚胎損害報(bào)道十分罕見，這與使用藥物后胎兒無法正常存活至出生，導(dǎo)致臨床上統(tǒng)計(jì)到的關(guān)于胚胎毒性的有效數(shù)據(jù)較少有關(guān)[43]。因此臨床中不建議孕婦服用此類藥物。

2.6 心臟毒性

實(shí)驗(yàn)表明ARTs 會增加室性心律失常的風(fēng)險(xiǎn)從而對心臟產(chǎn)生損傷[44]。在對ARTs的研究中，發(fā)現(xiàn)此類藥物會使實(shí)驗(yàn)動物心臟QT 間期延長，導(dǎo)致室性心律失常。另外，在給實(shí)驗(yàn)豚鼠使用青蒿素一段時(shí)間后，豚鼠心室肌細(xì)胞Ca2+水平明顯提高。在實(shí)驗(yàn)犬體內(nèi)使用青蒿琥酯20 mg·kg-1·d-1可使其QTc 間期延長和ST-T發(fā)生異常變化。在猴體亞急性毒性病理學(xué)研究中，給試驗(yàn)猴肌肉注射96-192 mg·kg-1青蒿素14 天后停藥3 天，檢測發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)猴心肌細(xì)胞發(fā)生病變，停藥35 天后，心肌細(xì)胞病變明顯減輕或消失[45]。當(dāng)給實(shí)驗(yàn)動物注射不同濃度的青蒿琥酯和蒿甲醚且青蒿琥酯濃度為蒿甲醚的2倍以上時(shí)，青蒿琥酯組并未出現(xiàn)QT間期延長等現(xiàn)象，這表明心臟毒性與藥物的濃度并不成正比，心臟毒性可能是藥物通過其他途徑所導(dǎo)致[46]。此外，蒿甲醚能導(dǎo)致大腦神經(jīng)元損傷、抑制hERG 鉀通道，而青蒿琥酯能導(dǎo)致心臟傳導(dǎo)系細(xì)胞損傷與心率減慢[47-48]。細(xì)胞水平檢測發(fā)現(xiàn)青蒿琥酯能降低心肌細(xì)胞膜電位，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，結(jié)合線粒體形態(tài)損傷，推測心肌細(xì)胞的損傷機(jī)制可能與線粒體途徑有關(guān)[47]。相關(guān)研究顯示心臟毒性可能與中樞神經(jīng)毒性有關(guān)[49-50]。

2.7 遺傳毒性

ARTs 的遺傳毒性與其結(jié)構(gòu)內(nèi)過氧橋的斷裂導(dǎo)致活性氧（Reactive oxygen species，ROS）和碳中心自由基分子的形成有關(guān)[5]。青蒿琥酯已被證明對哺乳動物細(xì)胞具有細(xì)胞毒性，包括DNA修復(fù)缺陷的中國倉鼠細(xì)胞系。在劑量>30 μg·mL-1的中國倉鼠卵巢細(xì)胞中觀察到DNA單鏈斷裂，在劑量>5 μg·mL-1時(shí)，γ-H2AX病灶形成明顯，觀察到細(xì)胞毒性和基因毒性效應(yīng)。在DNA修復(fù)缺陷細(xì)胞（如DNA 聚合酶β 和Ku80 突變體）中，在低劑量水平（>0.1 μg·mL-1）下也觀察到細(xì)胞毒性[51]。Aquino 等[52]通過體內(nèi)彗星實(shí)驗(yàn)分析外周血白細(xì)胞、肝細(xì)胞以及雄性瑞士小鼠骨髓細(xì)胞的微核，對200 個(gè)連續(xù)的多色（PCE）和常色（NCE）紅細(xì)胞進(jìn)行評分（PCE/NCE 比值）來評估細(xì)胞毒性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)青蒿琥酯僅在肝細(xì)胞中引起DNA損傷，高劑量的青蒿琥酯會導(dǎo)致微核多色紅細(xì)胞的平均數(shù)量增加。一定實(shí)驗(yàn)條件下，青蒿琥酯在低劑量時(shí)表現(xiàn)出微弱的遺傳毒性，而在高劑量時(shí)遺傳毒性并沒有明顯增強(qiáng)。相關(guān)研究證明ARTs可使哺乳類動物體內(nèi)細(xì)胞和多種腫瘤細(xì)胞的DNA 損傷而引發(fā)遺傳毒性[53]。動物實(shí)驗(yàn)表明[52]，口服5 mg·kg-1的青蒿琥酯具有一定的遺傳毒性，其中急性致死劑量會導(dǎo)致神經(jīng)和心臟毒性，慢性治療后觀察到血液毒性，紅細(xì)胞計(jì)數(shù)減少，對紅細(xì)胞生成產(chǎn)生不良影響，同時(shí)也并不能排除人體中的某些細(xì)胞類型（例如，某些血細(xì)胞群和神經(jīng)元）以高度敏感的方式作出反應(yīng)，從而對ARTs 給藥產(chǎn)生副作用[54]。目前對于其他半衰期較長的ARTs遺傳毒性還不確定[44]。因此，在未來的工作中，闡明ARTs的遺傳毒性將非常重要。

ARTs 在瘧疾治療中會產(chǎn)生多種毒性，微量的青蒿素（15 mg·kg-1·d-1）就導(dǎo)致SD 妊娠期大鼠生成有缺陷的胚胎紅細(xì)胞，出現(xiàn)胚胎致死現(xiàn)象；微量的青蒿琥酯（5 mg·kg-1·d-1）導(dǎo)致瑞士白化小鼠產(chǎn)生胚胎毒性；雙氫青蒿素對于妊娠豚鼠和SD 大鼠均具有較強(qiáng)的胚胎毒性；蒿甲醚通過引起乳酸脫氫酶的釋放而導(dǎo)致神經(jīng)元細(xì)胞死亡，對動物細(xì)胞產(chǎn)生神經(jīng)毒性；蒿乙醚在動物實(shí)驗(yàn)（Beagle 犬、大鼠和猴子）中也表現(xiàn)出較強(qiáng)的神經(jīng)毒性。因此，ARTs 具有更為嚴(yán)重的神經(jīng)毒性，雖大多表現(xiàn)在動物實(shí)驗(yàn)中，但ARTs 的安全性不容忽略。今后在臨床使用中應(yīng)給予重視，進(jìn)一步研究藥物對于不同種屬的差異性以及臨床用藥的安全劑量等問題。

3 ARTs的毒性機(jī)制

3.1 構(gòu)效關(guān)系

通過觀察ARTs 的化學(xué)結(jié)構(gòu)式發(fā)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)中均存在過氧橋，且兩個(gè)氧原子之間以較弱的單鍵連接，極易發(fā)生斷裂（見圖1）。Efferth 等[5]研究發(fā)現(xiàn)ARTs 發(fā)揮藥理作用和毒性作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)都是過氧橋，亞鐵離子和還原型血紅素會促進(jìn)過氧橋的破壞使其產(chǎn)生碳中心自由基和ROS（見圖2）。劉靖麗等[63]通過密度泛函理論DFT 方法研究青蒿素的靜電勢發(fā)現(xiàn)，隨著過氧橋鍵周圍負(fù)靜電勢升高，血紅素對青蒿素的作用會逐漸增強(qiáng)。近年來有學(xué)者提出青蒿素發(fā)揮作用關(guān)鍵在于過氧橋斷裂所產(chǎn)生的碳中心自由基會隨機(jī)性地修飾機(jī)體內(nèi)相關(guān)組織，使蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、DNA 等物質(zhì)發(fā)生烷基化修飾[64-65]，導(dǎo)致分子功能受損。產(chǎn)生的自由基還會對線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)胞器以及ATP 酶造成損傷，破壞細(xì)胞正常功能，引發(fā)毒性[66]。研究證明ARTs治療瘧疾的關(guān)鍵活性位點(diǎn)是位于其六元環(huán)中的內(nèi)酯結(jié)構(gòu)以及七元環(huán)中的醚氧鍵和過氧橋[63]，但是否為發(fā)揮毒性作用的位點(diǎn)還待進(jìn)一步研究。

圖2 ARTs的毒性機(jī)理

3.2 ROS水平增加

ROS 包括過氧化物、超氧化物、單線態(tài)氧和自由基，通過破壞DNA、RNA、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等生物分子而導(dǎo)致細(xì)胞死亡[67-68]。ARTs 內(nèi)過氧橋斷裂后，ROS 水平隨之升高。Holbrook 等[69]研究發(fā)現(xiàn)中等濃度ROS 會使細(xì)胞生長速度減慢，高等濃度會出現(xiàn)細(xì)胞凋亡。位于氧化型硫氧還蛋白上的半胱氨酸殘基會因ROS 濃度升高而從凋亡信號調(diào)節(jié)激酶1上解離，P38/JNK 信號通道被激活使細(xì)胞發(fā)生凋亡[70]。ROS通過上調(diào)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的應(yīng)激反應(yīng)和相關(guān)氧化應(yīng)激水平而表現(xiàn)出毒性[69]。青蒿琥酯以發(fā)育中胚胎產(chǎn)生的自由基或其他相關(guān)結(jié)構(gòu)為介導(dǎo)形成ROS，使機(jī)體重要的細(xì)胞分子發(fā)生不可逆修飾而導(dǎo)致胚胎毒性[71]。ROS使線粒體功能紊亂后會導(dǎo)致ROS 發(fā)生堆積引起氧化應(yīng)激反應(yīng)，脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、DNA 的結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，影響活性和正常功能[72]（見圖2）。小鼠體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過使用青蒿素可以使小鼠體內(nèi)ROS 水平升高，導(dǎo)致層連蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，相關(guān)酶的表達(dá)被抑制，使小鼠胎兒發(fā)育受到影響甚至出現(xiàn)畸形[73]。因此，使用ARTs能導(dǎo)致機(jī)體中ROS水平升高，從而引發(fā)毒性反應(yīng)。

3.3 影響免疫功能

據(jù)報(bào)道，ARTs 除了作為傳統(tǒng)的抗瘧疾藥物外，還具有免疫抑制的功能[74]。艾莉雯等[75]研究表明青蒿素對健康雛雞的腸道黏膜免疫具有一定的抑制作用。Aldieri 等[76]通過研究青蒿素對人星形細(xì)胞瘤中NO 產(chǎn)生及其機(jī)制中發(fā)現(xiàn)，青蒿素能抑制一氧化氮合酶（Nitric oxide synthase，NOS）的活性和表達(dá)。NOS 活性降低導(dǎo)致體內(nèi)NO 含量減少，NO 能抑制中性粒細(xì)胞在內(nèi)皮細(xì)胞的聚集，減輕炎癥反應(yīng)，還可將腫瘤細(xì)胞及侵入人體的細(xì)菌、病毒等微生物殺傷[77]。NO 在人體免疫功能中發(fā)揮重要的作用，其含量減少會導(dǎo)致機(jī)體免疫功能下降，使藥物產(chǎn)生毒性。青蒿素可阻斷細(xì)菌脂多糖的生成和細(xì)胞因子誘導(dǎo)的NF-κB 蛋白激活[76]。NF-κB 蛋白具有殺滅外界侵入的細(xì)菌或病毒抗原、調(diào)節(jié)細(xì)胞凋亡等功能，NF-κB 蛋白激活減少會使機(jī)體免疫功能下降而導(dǎo)致不良反應(yīng)。綜上所述，ARTs 會通過其免疫抑制，導(dǎo)致機(jī)體免疫功能下降，因此日后對ARTs 的使用中，要注意免疫抑制功能的控制和利用，減少不良反應(yīng)的發(fā)生。

3.4 影響細(xì)胞周期

ARTs 在使用中能通過誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[78]，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明青蒿素能控制細(xì)胞周期基因的轉(zhuǎn)錄，阻斷細(xì)胞周期進(jìn)程[79]。在前列腺淋巴結(jié)癌細(xì)胞中加入青蒿素后發(fā)現(xiàn)，Sp1 絲氨酸磷酸化水平降低。青蒿素抑制內(nèi)源性Sp1轉(zhuǎn)錄因子與青蒿素應(yīng)答區(qū)CDK4 啟動子的結(jié)合，阻滯前列腺淋巴結(jié)癌細(xì)胞的G1期，導(dǎo)致G1 細(xì)胞周期調(diào)節(jié)因子出現(xiàn)以時(shí)間和劑量依賴的方式下調(diào)[80]。ARTs 可以抑制與細(xì)胞周期有關(guān)蛋白質(zhì)或依賴性激酶的活性使細(xì)胞周期改變[81]，進(jìn)而引發(fā)紅細(xì)胞毒性，其中雙氫青蒿素能在24 h 內(nèi)以劑量依賴性方式誘導(dǎo)早期成紅細(xì)胞的程序性細(xì)胞死亡。Finaurini 等[30]研究發(fā)現(xiàn)，雙氫青蒿素可以調(diào)整細(xì)胞周期并下調(diào)紅細(xì)胞的分化水平，表現(xiàn)出血液毒性。鑒于ARTs 會通過改變細(xì)胞周期引發(fā)紅細(xì)胞毒性，因此世界衛(wèi)生組織建議在妊娠前3個(gè)月避免使用青蒿素治療瘧疾[37,82-83]。

3.5 代謝動力學(xué)因素

由于青蒿素水溶性低，因此目前青蒿素的有效使用受到藥物藥代動力學(xué)特征的限制[84]。代謝動力學(xué)研究表明，肌肉注射的藥物釋放速度遲緩、吸收慢導(dǎo)致藥物蓄積是造成毒理性損傷的重要因素[85]。藥物的給藥方式、化學(xué)性質(zhì)、溶劑不同都會影響藥物在機(jī)體中的代謝。相較于肌肉注射，青蒿素片口服給藥后，吸收快、體內(nèi)半衰期短，會被快速代謝吸收，較后者相對安全[86]。動物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，靜脈注射水溶性的二氫青蒿素半衰期不足1 h，而靜脈注射油溶的蒿甲醚半衰期7 h[44]，半衰期的增加表明藥物代謝遲緩，易在體內(nèi)堆積而產(chǎn)生毒性作用，因此靜脈注射水溶性的二氫青蒿素是較好的給藥方式[44]。在對家兔給藥動力學(xué)研究結(jié)果表明，青蒿素自乳化系統(tǒng)口服后能很大程度上提高生物利用度，其自乳化制劑可以顯著提高青蒿素的體外溶出及體內(nèi)吸收[87]。目前在臨床中未出現(xiàn)如動物實(shí)驗(yàn)中嚴(yán)重的毒性，可能與其用藥劑量少[88]、時(shí)間周期短以及在人體中比在動物體內(nèi)代謝速度快有關(guān)。

ARTs 的毒性機(jī)制主要是通過引起體內(nèi)ROS 水平升高而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡；抑制NOS 的活性和表達(dá)使機(jī)體免疫功能下降；誘導(dǎo)細(xì)胞周期阻滯導(dǎo)致紅細(xì)胞的程序性細(xì)胞死亡或者因藥物半衰期過長，在體內(nèi)代謝過慢而產(chǎn)生毒性。對于毒性機(jī)制的分析和總結(jié)能夠減少ARTs在使用中產(chǎn)生毒性作用，為日后的研究提供指導(dǎo)意義。

4 ARTs的減毒對策分析

4.1 改變給藥方式

目前藥物在使用時(shí)主要有肌肉注射、靜脈注射、口服、直腸給藥等方式。根據(jù)青蒿素及其不同衍生物的化學(xué)性質(zhì)選取不同給藥方式可以減輕藥物的毒性。ARTs 口服給藥相較于肌肉注射在人體中分解吸收速率快，安全性較高[44]，但口服青蒿素不能被完全吸收，生物利用度低[89]。對大鼠的尾靜脈注射代謝動力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，靜脈注射給藥吸收迅速，血藥濃度可在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到最大值，而且藥物在大鼠體內(nèi)會消除迅速，3 h后基本檢測不到青蒿素的含量，表明靜脈注射方式會減少藥物毒性[90]。臨床藥代動力學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，由于青蒿素水溶性較差，其在機(jī)體中的藥效明顯降低[91]。趙凱存等[92]通過比較青蒿素、雙氫青蒿素在口服與直腸給藥后不同時(shí)間段藥動力學(xué)行為發(fā)現(xiàn)，雙氫青蒿素利用度明顯高于青蒿素，直腸給藥優(yōu)于口服。通過動物實(shí)驗(yàn)研究表明，與肌內(nèi)注射相比，口服攝入青蒿素是一種相對安全的給藥途徑[5]。不同衍生物的給藥方式存在差異，臨床使用前應(yīng)充分考慮藥物的理化性質(zhì)以及藥代動力學(xué)等因素，避免引發(fā)不良反應(yīng)。

4.2 改變藥物溶劑類型

研究表明，青蒿素乙醚提取物的酸性部分具有很強(qiáng)的毒性[93]，因此藥物溶劑類型的改變是減少藥物毒性的重要條件。動物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，使用水溶性藥物和油溶性藥物時(shí)，前者的毒性較小，原因是油溶性藥物比水溶性藥物在體內(nèi)釋放吸收慢，注射后會有約90%的藥物留在注射原位不被吸收[94]，這樣不僅使藥效大大減弱還使藥物產(chǎn)生毒性的機(jī)率增加。藥物代謝動力學(xué)相關(guān)研究也表明了相似的結(jié)果[85]。在使用蒿甲醚時(shí)分別采用水基溶劑和油基溶劑給大鼠進(jìn)行肌肉注射，通過分析給藥7天后的代謝動力學(xué)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，前者毒性明顯減小[95]。綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)水溶性藥物具有較小的毒性，為以后的實(shí)驗(yàn)研究提供了一定基礎(chǔ)。日后在藥物的臨床使用中，可以通過改變藥物的不同溶劑來降低藥物的半衰期，使藥物在人體中的代謝速率加快，減輕毒性作用。

4.3 改變制劑類型

不同的藥物劑型會對實(shí)驗(yàn)對象產(chǎn)生不同的治療效果，使用青蒿素乳化藥物對家兔進(jìn)行藥代動力學(xué)研究表明青蒿素自乳化制劑在口服后可以顯著提高青蒿素的體外溶出及體內(nèi)吸收[87]。在體外抗利什曼研究中發(fā)現(xiàn)，如果將青蒿素封裝成聚乳酸共乙醇納米顆?？梢蕴岣咂渌幮Ш徒档投拘?，相比較于游離狀態(tài)的青蒿素，含有青蒿素的納米顆?？梢詼p少對于巨噬細(xì)胞的毒性，減少對于機(jī)體的損傷[96]。將普魯士藍(lán)納米顆粒與青蒿素結(jié)合，通過體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該納米復(fù)合物對機(jī)體產(chǎn)生的ROS 有抑制作用，并且能明顯降低青蒿素在機(jī)體中的清除率，提高了生物利用度[97]。與未處理的青蒿素相比，介孔二氧化硅共噴法可顯著提高溶出速率，其通過靶點(diǎn)遞送、提高劑量精度，能最佳地降低毒性和提高治療效率。Yaméogo 等[84]通過比較單一青蒿素與青蒿素納米粒在小鼠體內(nèi)的藥代動力學(xué)發(fā)現(xiàn)，青蒿素負(fù)載的納米顆粒獲得顯著增強(qiáng)的藥代動力學(xué)參數(shù)，且前者較后者生物利用率及血漿半衰期明顯降低，表明青蒿素納米制劑具有較低的細(xì)胞毒性和良好的生物相容性和物理穩(wěn)定性[98]，新型藥物制劑形式的出現(xiàn)顯著減輕藥物的毒性，使ARTs 更好地使用于臨床，應(yīng)用前景廣闊，應(yīng)加大對于此方面的研究。

4.4 聯(lián)合用藥

4.4.1 復(fù)方藥物

目前我國自主研發(fā)的新型復(fù)方抗瘧藥包括雙氫青蒿素與磷酸哌喹配伍的復(fù)方雙氫青蒿素[99]、蒿甲醚和苯氟美醇配伍的復(fù)方青蒿素以及青蒿素和磷酸萘酚配伍的復(fù)方萘酚喹等[100]。在對南蘇丹惡性瘧疾病人臨床治療中發(fā)現(xiàn)，通過采用先注射青蒿琥酯1-5 天后再口服復(fù)方雙氫青蒿素片的方法治療具有很好的臨床效果[101]。沈偉偉等[102]發(fā)現(xiàn)注射蒿甲醚2～3 d 后再口服復(fù)方雙氫青蒿素片具有良好的療效。de Donno等[103]發(fā)現(xiàn)青蒿茶的抗瘧活性高于純化的青蒿素。Suberu 等[104]發(fā)現(xiàn)青蒿酸和青蒿乙素顯示出加性相互作用，而迷迭香酸在氯喹敏感菌株中與青蒿素顯示出協(xié)同相互作用。研究表明，聯(lián)合使用青蒿酸、青蒿乙素以及東莨菪內(nèi)酯可以改變青蒿素的藥代動力學(xué)，增強(qiáng)抗瘧作用[93]。這些復(fù)方藥物的使用不僅提高了藥效，還極大地減輕了由于單一藥物使用時(shí)所引起的不良反應(yīng)，為臨床安全使用提供了新的思路。

4.4.2 聯(lián)合常山堿鹽

在小鼠對常山堿鹽的急性毒性中發(fā)現(xiàn)，如果單獨(dú)使用常山堿鹽或者單獨(dú)使用ARTs 時(shí)，小鼠都會出現(xiàn)不良反應(yīng)，而如果常山堿鹽與青蒿素、蒿甲醚、青蒿琥酯聯(lián)用，藥物效價(jià)不僅提高了0.8、1.0和0.6倍，而且聯(lián)合用藥后小鼠沒有出現(xiàn)腹瀉或者死亡的現(xiàn)象。動物實(shí)驗(yàn)中常山堿鹽與ARTs 藥物聯(lián)合使用會減輕藥物毒性[105]，但在人體中的療效還待進(jìn)一步研究。

4.4.3 聯(lián)合L類肉堿

Basaki 等[106]通過研究青蒿素和L 類肉堿聯(lián)合治療對于紅細(xì)胞的影響發(fā)現(xiàn)，L肉堿具有抗氧化特性，可保護(hù)細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)和DNA 免受氧化損傷，當(dāng)其與青蒿素聯(lián)合使用時(shí)可能對紅細(xì)胞有保護(hù)作用，起到減輕血液毒性的效果。研究表明聯(lián)合用藥在減輕藥物本身毒性作用的同時(shí)還能提高藥物的效價(jià)，目前聯(lián)合用藥逐漸成為臨床治療所采取的重點(diǎn)給藥措施，同時(shí)也有越來越多的聯(lián)合用藥方案被應(yīng)用到臨床中。

4.5 臨床出現(xiàn)不良癥狀的減毒措施

在ARTs藥物臨床實(shí)際使用中，少數(shù)患者會出現(xiàn)不良反應(yīng)，此時(shí)應(yīng)及時(shí)停止用藥且根據(jù)患者具體情況采取措施。一患者肌肉注射蒿甲醚80 mg后出現(xiàn)心跳加快、胸悶等不良反應(yīng)，隨后臉部發(fā)白、大量出汗。使用鹽酸腎上腺素1 mg進(jìn)行皮下注射，5 min后不良反應(yīng)逐漸消失，20 min 后完全恢復(fù)[107]。廣西壯族自治區(qū)上林縣2017年出現(xiàn)一名瘧疾患者在治療時(shí)注射青蒿琥酯，隨后眼周出現(xiàn)紅腫、扁桃體腫大并且咽部有充血現(xiàn)象。采用葡萄糖酸鈣和異丙嗪治療，一段時(shí)間后不良癥狀消失[108]。云南一患者治療時(shí)采用肌肉注射蒿甲醚，后出現(xiàn)急性肝損傷，經(jīng)診斷是藥物導(dǎo)致的肝損傷以及伴有急性黃疸型肝炎，隨即采用護(hù)肝藥物及激素等治療，后病狀逐漸消失[11]。一男性在口服青蒿琥酯后出現(xiàn)全身蕁麻疹皮疹并且伴有瘙癢，后口服8 mg撲爾敏逐漸恢復(fù)正常，第2 天在使用青蒿琥酯30 min 前口服撲爾敏，但仍有呼吸困難等不良反應(yīng)，隨即用地塞米松和撲爾敏治療，并且加入腎上腺素處理，后患者恢復(fù)正常[109]。另一患者在注射青蒿琥酯后出現(xiàn)手腳發(fā)白、呼吸困難、脈搏微弱等不良反應(yīng)，隨即給予劑量為0.01 mL·kg-1的腎上腺素，每次間隔15 min 共兩次給藥，靜脈注射5 mg·kg-1的氫化可的松，隨后患者意識恢復(fù)，然后連續(xù)給藥7 天注射3 mg·kg-1的強(qiáng)力霉素并且每天以4 h、8 h 注射10 mg·kg-1的鹽酸奎寧，患者在治療8天后康復(fù)[110]。目前使用青蒿素類藥物臨床給藥時(shí)所出現(xiàn)的不良反應(yīng)主要以過敏現(xiàn)象為主，因此在用藥前進(jìn)行相關(guān)過敏檢測可有效減少不良癥狀的產(chǎn)生。

目前已有的研究表明，ARTs 的減毒對策主要有以下4個(gè)方面：①改變給藥方式，口服攝入是目前一種相對安全的給藥途徑，但生物利用度較低。靜脈注射給藥吸收迅速，也能夠減少藥物毒性；②改變藥物溶劑類型，水溶性藥物比油溶性藥物具有較小的毒性，在藥物溶劑選擇方面是一個(gè)理想的選擇；③改變制劑類型，目前一些新的制劑類型，例如青蒿素乳化藥物和青蒿素納米顆粒的應(yīng)用，不僅具有較小的毒性，而且能夠加快生物體對藥物的吸收；④聯(lián)合用藥，由于單一藥物容易引起不良反應(yīng)，而將兩種藥物進(jìn)行聯(lián)合用藥（如蒿甲醚和復(fù)方雙氫青蒿素片；青蒿酸和青蒿乙素的聯(lián)合使用）不僅能夠降低不良反應(yīng)，而且能夠增強(qiáng)抗瘧作用，具有更好的療效。越來越多的減毒對策被發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用于臨床中，極大地減少了藥物出現(xiàn)不良反應(yīng)的概率。

5 展望

隨著ARTs 在全世界的廣泛應(yīng)用，藥物的安全性以及相應(yīng)減毒對策變得尤為重要。ARTs 雖然現(xiàn)階段在臨床使用中并未報(bào)道過大的毒性案例，但在動物實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出的毒性作用仍需要提高警惕。應(yīng)正確把握給藥的方式以及劑量，注意在兒童、孕婦以及過敏體質(zhì)人群中的使用，在用藥后應(yīng)密切關(guān)注患者的狀況，預(yù)防不良反應(yīng)的發(fā)生。隨著青蒿素衍生物種類的不斷增加以及目前一些藥物新劑型的出現(xiàn)，不同新藥物的安全性以及相應(yīng)的減毒對策還待進(jìn)一步的研究。在各國科學(xué)工作者的積極努力下，ARTs 的毒性機(jī)制逐漸清晰，期待未來能夠完全闡明藥物的作用機(jī)制來更好的服務(wù)臨床，使中國傳統(tǒng)中藥能夠走向世界。