補氣類中藥多糖對動物結(jié)腸癌細胞作用的研究進展

錢一雯 薛珺瑜 錢詩雨 胡業(yè)鴻 方志軍，2*

1.南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院，江蘇 南京 210028；2.江蘇省中醫(yī)藥研究院，江蘇 南京 210028

結(jié)直腸癌是臨床上常見的消化道癌癥，包括結(jié)腸癌和直腸癌。《2020全球癌癥統(tǒng)計報告》提示，結(jié)直腸癌發(fā)病率10.0%，居全球惡性腫瘤發(fā)病譜排位第3，死亡順位第2[1]，其發(fā)病和死亡人數(shù)均隨年齡增長而上升[2]，并呈現(xiàn)出年輕化趨勢[3]。其中，結(jié)腸癌的發(fā)病率較直腸癌上升更為顯著[4]。目前，手術(shù)切除仍是結(jié)腸癌治療的主要手段，放化療、免疫及靶向治療也是臨床上治療結(jié)腸癌的常用方法。這些臨床治療手段使結(jié)腸癌患者獲益的同時，會發(fā)生如骨髓抑制、胃腸道反應(yīng)、周圍神經(jīng)毒性等諸多不良反應(yīng)，另一方面，免疫治療及靶向治療對患者自身的選擇性要求較高，且價格較為昂貴，目前臨床上仍有較多的結(jié)腸癌患者無法承受較長周期的標(biāo)準(zhǔn)化西醫(yī)治療，患者的預(yù)后因此而受到嚴(yán)重影響。

中醫(yī)藥具有多靶點、低毒價廉的特點，在結(jié)腸癌的治療方面有其獨特優(yōu)勢[5]。多糖是天然中藥材中廣泛存在的一種大分子物質(zhì)，具有良好的生物學(xué)活性[6]，例如抗腫瘤[7]、抗氧化[8]、抗病毒[9]、調(diào)節(jié)免疫[10]等。近來，越來越多的中藥多糖被分離、提取和純化用于干預(yù)結(jié)腸癌的發(fā)生和發(fā)展，為結(jié)腸癌患者改善預(yù)后提供了新的希望。結(jié)腸癌發(fā)生的本質(zhì)是“整體虛，局部實”，中醫(yī)學(xué)認(rèn)為結(jié)腸癌病位在脾胃，病機關(guān)鍵是機體正氣不足，六淫邪毒蘊積在結(jié)腸，聚而成積。結(jié)腸癌患者病程日久，勢必耗傷正氣，正氣虛弱是促進癌癥發(fā)生發(fā)展的根本所在?；谥嗅t(yī)補益正氣、補虛扶正的核心治法，本文集中就《中國藥典(2020年版)》中所記載的補氣類中藥，對國內(nèi)外近15年具有抗結(jié)腸癌生物活性的中藥多糖成分的相關(guān)研究進行匯總，以期為中醫(yī)藥治療結(jié)腸癌的臨床實踐提供參考與借鑒。

1 黃芪

黃芪是一味傳統(tǒng)的補氣類中藥，具有補氣升陽、固表止汗、生津養(yǎng)血、行滯通痹、托毒生肌等作用?！渡褶r(nóng)本草經(jīng)》中將黃芪列為上品，與人參齊名。從古至今，黃芪被廣泛運用于臨床?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究[11]認(rèn)為，黃芪有保肝、抗衰老、降壓、抗病毒、抗腫瘤等功效。

黃芪多糖(astragalus polysaccharides，APS)是一種從黃芪中提取出的具有廣泛生物學(xué)功能的主要有效成分。據(jù)報道[12]，APS在黃芪中的生物活性非常強，主要包括葡聚糖和雜多糖部分，其中，葡聚糖分為水溶性和水不溶性兩種，雜多糖大多是由鼠李糖、葡萄糖和半乳糖組成。先前已有學(xué)者[13]利用實驗研究表明APS能夠抑制COLO205結(jié)腸癌細胞增殖并促進其凋亡，因而在臨床化療中被應(yīng)用。閻力君等[14]采用MTT和流式細胞儀檢測，發(fā)現(xiàn)APS同樣對SW620結(jié)腸癌細胞有顯著的抑制增殖和誘導(dǎo)凋亡作用，進一步的實驗研究證實，APS主要通過阻滯細胞的G2/M期抑制結(jié)腸癌細胞SW620的增殖，通過線粒體途徑誘導(dǎo)SW620的凋亡。亦有研究[15]報道APS能夠降低結(jié)腸癌LOVO細胞的細胞活性，進而抑制其增殖，且發(fā)現(xiàn)抑制率與時間和劑量呈正相關(guān)。宋鑫等[16]研究表明APS可減慢結(jié)腸癌細胞HT-29的生長并主要通過阻滯細胞于G1期而促進結(jié)腸癌細胞的凋亡。付遠虹等[17]對APS促凋亡作用機制進行研究，結(jié)果表明APS誘導(dǎo)結(jié)腸癌HT-29細胞凋亡的機制可能與對ANXA3/p38和JNK信號通路的抑制有關(guān)。劉雷蕾等[18]在體外抗腫瘤研究中發(fā)現(xiàn)，APS還可有效延緩上皮間充質(zhì)轉(zhuǎn)化過程，其抑制人結(jié)腸癌細胞增殖與遷移的作用初步認(rèn)為是TLR4/NF-κB信號通路被抑制所致。

2 人參

人參自古以來便是補氣要藥，有“百草之王”的美稱。《本草通玄》云：“人參，職專補氣，而肺為主氣之臟，故獨入肺經(jīng)也。”除了遠近馳名的大補元氣、復(fù)脈固脫之效，人參還具有生津養(yǎng)血、安神益智的作用。有研究[19]表明，人參的主要化學(xué)成分包括皂苷、多糖、揮發(fā)油、有機酸等，其中人參多糖主要由阿拉伯半乳聚糖、酸性多糖和果膠等組成[20]。研究[21]證實，人參多糖具有調(diào)節(jié)免疫、抗腫瘤、抗菌、抗抑郁等多重生物活性。Cheng H等[22]研究指出人參多糖亦能夠抑制人結(jié)腸癌細胞HT-29的增殖，誘導(dǎo)細胞周期停滯于G2/M期，且觀察發(fā)現(xiàn)抑制率與時間、濃度呈正相關(guān)。叢龍杰[23]通過觀察人參多糖對小鼠結(jié)腸癌MC38腫瘤組織細胞的影響，發(fā)現(xiàn)人參多糖聯(lián)合抗生素干預(yù)組對腫瘤的抑制率與誘導(dǎo)凋亡率均比抗生素干預(yù)組高，且均為中劑量組抑制腫瘤生長的效果為最好。趙晶麗[24]對人參多糖干預(yù)作用最佳的結(jié)腸癌細胞進行篩選，指出人參多糖對結(jié)腸癌細胞HCT-116增殖的抑制作用最強，在后續(xù)的實驗中發(fā)現(xiàn)人參多糖可顯著誘導(dǎo)結(jié)腸癌細胞的凋亡，但對其細胞周期并無明顯影響。WesternBlot實驗證實人參多糖抗癌作用的發(fā)揮可能是通過影響PARP蛋白裂解的方式實現(xiàn)。王璐等[25]研究報道人參多糖可能是通過下調(diào)p-AKT/AKT信號，進一步抑制下游IL-12和TNF-α，TREM-1和EGFR等炎性因子的表達來防治結(jié)腸癌，并認(rèn)為人參多糖有望成為用于結(jié)腸癌輔助治療的潛在藥物。

3 白術(shù)

白術(shù)是我國傳統(tǒng)的藥食同源的中藥材之一，歸脾、胃經(jīng)，乃補氣健脾第一要藥，亦有燥濕利水、止汗、安胎之效，廣泛應(yīng)用于結(jié)腸癌的臨床。《本草匯言》：“脾虛不健，術(shù)能補之，胃虛不納，術(shù)能助之?！倍嗵鞘侵兴幇仔g(shù)的重要活性成分之一，白術(shù)多糖(polysaccharide of atractylodes macrocephala，PAM)主要包括葡萄糖、半乳糖和甘露糖，以及少量的鼠李糖、阿拉伯糖和木糖[26]?，F(xiàn)有研究報道白術(shù)多糖主要有抗炎[27]、抗氧化[28]、調(diào)節(jié)免疫[29]等多重藥理作用。馮子芳等[30]對PAM在結(jié)腸癌微環(huán)境中的影響進行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)PAM以激活小鼠結(jié)腸癌細胞移植瘤中免疫細胞的方式抑制結(jié)腸癌的生長，其中，流式細胞術(shù)檢測顯示PAM能夠顯著增加組織中巨噬細胞和樹突狀細胞中MHCⅡ和IL-12的表達。Ⅱ類MHC分子主要負(fù)責(zé)提呈外源性抗原，是相互作用的免疫細胞間的協(xié)調(diào)者，調(diào)控免疫應(yīng)答[31]。IL-12主要由激活的炎性細胞產(chǎn)生，是一類具有抑制腫瘤活性的細胞因子[32]。此外，研究還證實了PAM可通過增加淋巴細胞中CD8+細胞、NK細胞、CD44+/CD4+細胞和CD44+/NK細胞比例來實現(xiàn)抗腫瘤效應(yīng)，豐富了PAM調(diào)節(jié)免疫細胞發(fā)揮抗腫瘤作用的內(nèi)容。另外，有研究[33]報道PAM對結(jié)腸癌CT-26荷瘤小鼠腫瘤的生長有明顯的抑制功能，其抑癌機制可能與激活Toll樣受體4(TLR4)信號通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)。然而，關(guān)于PAM干預(yù)結(jié)腸癌方面的報道相當(dāng)匱乏，PAM在未來被應(yīng)用的可能性還需要學(xué)者們的進一步探索。

4 靈芝

靈芝既具有補氣安神的功效又能止咳平喘，有很高的藥用價值。靈芝的現(xiàn)代藥理作用十分廣泛，具有保肝護肝、抗衰老、防治心血管疾病等功能[34]。靈芝多糖的主鏈主要由甘露糖、半乳糖和葡萄糖等構(gòu)成，其支鏈則由阿拉伯糖、木糖和巖藻糖等糖單元構(gòu)成[35]，具有顯著的抗腫瘤生物活性[36]。梁曾恩妮等[37]評估靈芝多糖聯(lián)合5-FU對人結(jié)腸癌LOVO細胞體外的增殖與凋亡作用，發(fā)現(xiàn)靈芝多糖聯(lián)合5-FU治療能夠協(xié)同抑制結(jié)腸癌細胞的增殖，同時通過阻滯細胞周期來誘導(dǎo)凋亡，在臨床有較好的應(yīng)用前景。該團隊在后續(xù)的實驗研究[38]中報道靈芝多糖和5-FU聯(lián)用同樣可協(xié)同抑制人結(jié)腸癌HCT-116細胞的增殖，并通過同種機理誘導(dǎo)癌細胞凋亡。Liang Z等[39]報道靈芝多糖通過觸發(fā)細胞內(nèi)鈣離子釋放和死亡受體途徑誘導(dǎo)人結(jié)腸癌細胞HCT-116的凋亡。該團隊[40]進一步對靈芝多糖對人結(jié)腸癌LOVO細胞抗癌作用的分子機制探究，發(fā)現(xiàn)靈芝多糖的抗腫瘤作用主要表現(xiàn)為誘導(dǎo)細胞凋亡和抑制細胞遷移兩方面，其中，靈芝多糖誘導(dǎo)細胞凋亡主要通過Fas/caspase-8依賴的途徑。Luo J等[41]基于組學(xué)分析研究瓜爾膠的抗結(jié)腸癌作用，發(fā)現(xiàn)對照組靈芝多糖干預(yù)組的抗腫瘤作用強于瓜爾膠組，主要體現(xiàn)在死亡率低、結(jié)腸長度長、腫瘤個數(shù)少、血清腫瘤壞死因子α濃度低、組織學(xué)結(jié)腸狀況好等方面，說明選擇使用靈芝多糖抗結(jié)腸惡性腫瘤，患者可能會有更好的獲益。Bai J H等[42]對酶解靈芝多糖抗腫瘤機制進行探究，指出酶解靈芝多糖有顯著的抗結(jié)腸癌活性，通過上調(diào)Bax、P-ERK和caspase-3的表達，下調(diào)Bcl2、p-Akt1和COX-2的表達，從而誘導(dǎo)結(jié)腸癌細胞HCT-116的凋亡。Guo C等[43]研究報道靈芝多糖能夠增加雙歧桿菌和乳桿菌等這類對結(jié)腸癌有預(yù)防和治療作用的益生菌的相對豐度，并且可能通過調(diào)控TLR4/MYD88/NF-κB和MAPKs兩條信號通路來抑制炎癥反應(yīng)，降低結(jié)腸損傷，抑制結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展。

5 山藥

山藥，又名薯蕷，為薯蕷科植物的干燥塊莖[44]，具有補脾養(yǎng)胃、生津益肺、補腎澀精的功效，是常用的、具有藥食同源價值的補氣類中藥材之一。《金匱要略·血痹虛勞病脈證并治第六》第16條云：“虛勞諸不足，風(fēng)氣百疾，薯蕷丸主之?！贝朔街赜蒙剿帪榫?，主治氣血陰陽虧損不足所致的虛損性疾病。研究表明，山藥含有多種營養(yǎng)成分，包括淀粉、非淀粉多糖、氨基酸、酚類、維生素等[45]，其中，多糖是山藥中主要的活性物質(zhì)，有抗氧化、增強免疫、調(diào)節(jié)腸道菌群等生物功能[46]。山藥多糖(chinese yam polysaccharides，CYPs)的組成具有多樣化的特點，葡萄糖、甘露糖和半乳糖是CYPs的主要構(gòu)成成分[47]?，F(xiàn)代研究[48-49]證實，CYPs對肺癌、胃癌、肝癌等多種癌細胞均有誘導(dǎo)其凋亡的作用。郝麗鑫[50]利用CCK-8法研究水溶性CYPs對結(jié)腸癌HCT-116細胞增殖抑制的作用影響，結(jié)果顯示：CYPs在200 μg/mL以下的劑量內(nèi)，抑制結(jié)腸癌HCT-116細胞增殖的效應(yīng)較弱，抑制率不達14%；但是，以水溶性CYPs作為底物模擬腸道發(fā)酵后，實驗結(jié)果表明，CYPs對結(jié)腸癌細胞活性的抑制作用顯著增強，尤其是其48h的發(fā)酵產(chǎn)物，對結(jié)腸癌HCT-116細胞的增殖抑制率可達68%，抗癌效應(yīng)的提高可能與腸道菌群利用水溶性CYPs發(fā)酵產(chǎn)酸相關(guān)。楊愷環(huán)[51]發(fā)現(xiàn)CYPs對結(jié)腸癌HT-29細胞的生長活性亦有抑制作用，且抑制率呈時效性和量效性，當(dāng)CYPs濃度為1000 μg/mL，培養(yǎng)48 h后，其抑制率可達26.41%。孫雯雯等[52]觀察CYPs聯(lián)合替加氟對荷結(jié)腸癌HT-29細胞裸鼠體內(nèi)抑制作用的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)治療后CYPs協(xié)同替加氟組荷瘤裸鼠的瘤體質(zhì)量明顯低于CYPs組和替加氟組，表明CYPs具有良好的抗結(jié)腸癌活性，為中藥聯(lián)合化療的治療方式提供了新的證據(jù)支持。

6 黨參

黨參是我國傳統(tǒng)的補氣藥，為桔?？浦参稂h參、素花黨參或川黨參的干燥根，性味甘、平，歸脾、肺經(jīng)?！侗静輳男隆份d：“補中益氣，和脾胃，除煩渴?！秉h參常用于脾肺氣虛、咳嗽虛喘、津傷口渴等癥的治療。查閱文獻發(fā)現(xiàn)，黨參中含有多糖類、炔類、生物堿類多種化學(xué)成分[53]，其中，黨參多糖(codonopsis pilosula polysaccharide，CPP)是重要的活性物質(zhì)，現(xiàn)代藥理學(xué)研究[54]表明，CPP有多種生物學(xué)活性，如保護神經(jīng)、抗疲勞、抗炎等。朱瑞[55]研究發(fā)現(xiàn)，CPP能夠顯著抑制結(jié)腸癌HCT-116細胞的生長活性，當(dāng)CPP濃度達5 mg/mL時，抑制率可達40%。進一步的實驗結(jié)果證明，CPP與人腫瘤壞死因子相關(guān)凋亡誘導(dǎo)配體(TNF-related apoptosis-inducing ligand，TRAIL)共同作用于結(jié)腸癌細胞時，腫瘤細胞的增殖率明顯下降，抑制率達50%，說明CPP與TRAIL在抑癌方面具有協(xié)同作用。

7 甘草

甘草，是臨床常用的補氣類藥用植物之一，堪稱藥中“國老”，素來有“十方九草”之說。甘草性味甘平，歸心、肺、脾、胃經(jīng)，有補脾益氣、清熱解毒、祛痰止咳、緩急止痛、調(diào)和諸藥的功效。甘草提取物主要由三萜、黃酮、多糖等多種活性成分組成[56]，其中，甘草多糖(glycyrrhiza polysaccharide，GPS)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，主要包含葡聚糖、鼠李糖、甘露糖、阿拉伯糖、半乳糖等成分[57]，具有免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、抗腫瘤、抗炎抑菌、調(diào)節(jié)腸道菌群等作用[58]。Ayeka P A等[59]發(fā)現(xiàn)GPS對正常腸道細胞IEC-6無細胞毒性作用，對結(jié)腸癌細胞CT-26的生長具有顯著的抑制作用，且抑制作用與GPS的相對分子質(zhì)量有關(guān)，低分子量的多糖的抗腫瘤效應(yīng)強于其它多糖。此外，他們發(fā)現(xiàn)GPS還可通過上調(diào)IL-7細胞因子而發(fā)揮其免疫調(diào)節(jié)的作用。Zhang X等[60]證實GPS能夠在結(jié)腸癌CT-26小鼠體內(nèi)抑制腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移，GPS調(diào)節(jié)腸道微生物區(qū)系可能為其發(fā)揮抑癌作用的途徑，具體的機制還有待進一步研究。左博靖[61]則指出GPS通過誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細胞(Treg)向免疫無能性分化參與腫瘤免疫：顯著下調(diào)CD4、CD25的表達，減少細胞因子(IL-10和TGF-β)的分泌量，同結(jié)腸癌細胞HCT-116形成拮抗作用，從而發(fā)揮GPS抗結(jié)腸癌的療效。同時，研究還發(fā)現(xiàn)APS+GP復(fù)合多糖對Treg細胞的抑制作用強于單一的單體，為中藥多糖的免疫學(xué)研究提供了創(chuàng)新點。

8 小結(jié)

近年來，我國結(jié)腸癌的發(fā)病率和死亡率快速上升，遠處轉(zhuǎn)移是導(dǎo)致結(jié)腸癌患者高病死率的主要因素之一[62]。結(jié)腸癌患者早期可無明顯表現(xiàn)，隨病情的進展逐漸出現(xiàn)腹痛、便血等癥狀[63]，大部分在確診時已經(jīng)進展至中晚期，預(yù)后較差。因此，深入研究結(jié)腸癌和探索更有效的治療方案對結(jié)腸癌的防治具有重要意義。目前，手術(shù)治療仍是臨床上治療結(jié)腸癌的主要方式，也有越來越多的患者能夠從放化療、靶向及免疫治療的方法中獲益。盡管如此，這些治療手段同時帶來的一系列毒副作用和不良反應(yīng)仍不容小覷，從不同程度影響著結(jié)腸癌患者的預(yù)后。越來越多的研究證實了中醫(yī)藥通過提高抗癌療效，減輕毒副作用，增強患者免疫功能，在提高結(jié)腸癌患者的生存質(zhì)量方面發(fā)揮了重要作用。中草藥中提取的多糖成分因其良好的抗腫瘤生物學(xué)活性而成為了國內(nèi)外研究的熱點，對中藥多糖成分抗腫瘤機制的研究層次也已經(jīng)逐漸從細胞水平邁向分子、基因水平，相關(guān)的體內(nèi)外實驗研究也正在同步進行中。

上述實驗研究表明，黃芪、人參、白術(shù)、靈芝、山藥、黨參、甘草等補氣類中藥的多糖成分對動物結(jié)腸癌細胞的干預(yù)是多途徑、多靶點的。一方面，這些多糖具有抗腫瘤、抗炎活性，可以直接作用于結(jié)腸惡性腫瘤，通過抑制癌細胞生殖、誘導(dǎo)凋亡、調(diào)控細胞周期、抑制細胞遷移、調(diào)節(jié)腸道微生物等方式來發(fā)揮抗結(jié)腸癌效應(yīng)；另一方面，這些多糖提取物還可以直接作用于機體免疫系統(tǒng)，通過提升機體免疫力進而間接對結(jié)腸惡性腫瘤起到抑制作用。此外，補氣類中藥在結(jié)腸癌治療的各個階段都極具優(yōu)勢，尤其對于手術(shù)治療及化療前后的患者，往往具有協(xié)同增效之功，且在術(shù)后并發(fā)癥和放化療后不良反應(yīng)的處理方面獨具優(yōu)勢，能夠更快更好地促進患者機體的恢復(fù)。不過，補氣類中藥雖好，臨床仍需辨證使用，并需適當(dāng)配合行氣類中藥可獲更好療效。

目前，不僅僅是結(jié)腸癌，人們在多糖抗其他癌種的研究方面，也取得了一定的研究成果，但這些工作基本止步在基礎(chǔ)研究階段，到成果應(yīng)用于臨床還缺乏多方面的實驗與試驗的驗證。另外，雖然本文對補氣類中藥多糖成分干預(yù)結(jié)腸癌研究提供了新的方向，但就目前而言，中藥多糖的研究方法仍較為局限，質(zhì)量控制暫未形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，分子作用機制尚未完全明確。因此中藥多糖提取物的后續(xù)研發(fā)需要在更多的外部支持以及多學(xué)科研究者的聯(lián)合努力下逐步邁向新的階梯。