黄芪抗肿瘤作用及机制的研究进展

赵舒静 李鑫月 张志涛 刘贵霞

摘要：黄芪是一种传统的扶正固本中药，主要由黄芪多糖、皂苷类及黄酮类组成。越来越多的研究显示，黄芪有明显的抗肿瘤作用。本文就黄芪在增强免疫调节、抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤血管形成、改善骨髓抑制、提高抗癌药物敏感性等抗肿瘤作用机制及功效进行最新研究进展的综述。

关键词：黄芪;抗肿瘤;作用机制

【中图分类号】 【文献标识码】A 【文章编号】

Abstract：Astragalus is a traditional Chinese medicine for strengthing the body ， mainly composed of astragalus polysaccharides， saponins and flavonoids. A large number of studies have shown that Astragalus has obvious anti-tumor effects. This paper reviews the latest research progress of the antitumor activity and mechanism of Astragalus in enhancing immune regulation， inhibiting tumor cell proliferation， inducing tumor cell apoptosis， inhibiting tumor angiogenesis， improving bone marrow suppression， and improving the sensitivity of anti-cancer drugs.

Keywords： Radix astragali; Antitumor activity; Antitumor mechanism

隨着社会的发展和医疗水平的提高，人们对于健康的需求也越来越高，但肿瘤的治疗仍一直是医疗人员面临的巨大难题，西药的不敏感以及易耐药等诸多不利，使研究人员研究重心逐渐向中药转移，对于中药的各方面的研究也越来越透彻。中药黄芪是一种豆科植物，性微温味甘，归脾、肺经，主要有黄芪多糖、皂苷及黄酮这三大类，其中黄芪多糖类占比较高;此外，黄芪中还富含多种氨基酸、微量元素等[1-2]。其作用广泛，具有利尿消肿、扶正固本、生津养血、除毒排脓等功效。由此可见，黄芪药用价值高，而其中黄芪抗肿瘤作用越来越得到人们关注，因此本文主要对黄芪的抗肿瘤作用及机制进行综述，为深入了解黄芪的作用机理以及深入研究其发挥的重要作用作参考。

1 增强免疫调节

1.1促进非特异性免疫 非特异性免疫系统由巨噬细胞、单核细胞、树突状细胞和自然杀伤细胞等天然免疫防御细胞介导，可对于“非己”成分迅速做出反应，产生免疫应答。Zhang W0等用中性红摄取法测定黄芪多糖对小鼠吞噬细胞能力的影响，结果发现通过上调iNOS/NO表达刺激巨噬细胞，提高巨噬细胞吞噬能力，并且促进了巨噬细胞分泌的细胞因子，如TNF-α、IL-6、IL-12， INF-γ，并进一步激活树突状细胞使其成熟。Zhu0发现黄芪多糖能在RAW264.7细胞中改善TIPE2抑制的MAPK信号通路，导致IL-1、TNF-α、IL-6和NO的产生，诱导巨噬细胞活化，增强非特异性免疫。实验表明，用黄芪多糖诱导的树突状细胞疫苗对S180荷瘤小鼠进行免疫治疗，结果发现成熟的DC表面CD80、CD86表达率显著升高，而且可以通过血清TNF-α、IL-12的增加抑制肿瘤生长，延长生活寿命0。Bamodu0证明了黄芪多糖显著增加了非小细胞肺癌H441和H1299细胞的M1/M2巨噬细胞极化率，有向M1巨噬细胞极化的趋势，从而抑制肿瘤形成，降低癌细胞活力;从体外实验得出结论，黄芪多糖能促进树突状细胞的成熟，增强抗肿瘤免疫应答，因此黄芪多糖可作为肺癌患者的一种替代性免疫治疗。还有研究显示，黄芪多糖有正向调节作用，能提高荷结肠癌5-氟尿嘧啶化疗后小鼠自然杀伤细胞的杀伤活性，在非特异性的免疫应答中杀伤各种肿瘤细胞0。

1.2促进特异性免疫 特异性细胞免疫是抗肿瘤的重要因素，主要有T、B淋巴细胞参与，黄芪多糖能刺激T、B淋巴细胞增殖、分化，提升机体免疫力，具备特异性免疫调节作用。张明明0等验证了黄芪多糖辅助的化疗后胃癌患者，他们的免疫球蛋白IgA、IgG、IgM及和白细胞水平与化疗前相比明显得到改善;细胞亚群CD3+、CD4+T细胞比例虽依然下降但下降幅度不大，表明中药黄芪多糖的使用能促进T细胞生成，减少T细胞破坏;由于化疗时杀伤CD8+T细胞的作用强于CD4+T细胞，然而黄芪多糖能更好保护CD8+T细胞，所以黄芪多糖组CD4+/CD8+的比值最小，发挥了CD8+T细胞杀伤肿瘤细胞的作用，对患者治疗起到积极效果。Zhou0表明黄芪复方改善Lewis小鼠病情使脾脏和胸腺指数显著增高，对体液和细胞免疫均有增强作用，可以减轻免疫抑制带来的临床症状;给黄芪复方组小鼠肿瘤体积较小，易于切除，边界清晰，研究还表明黄芪驱使T淋巴细胞分化为Th1、Th2细胞来增强机体免疫功能，此外还能增加IL-2、TNF、IL-17水平作用于肿瘤细胞发挥免疫调控作用。还有实验发现黄芪多糖还能纠正荷瘤小鼠体内失衡的Th1和Th2细胞亚群，使其回到正常状态0。调节性T细胞（Tregs）作为获得性免疫的关键成分，抑制大多数免疫反应，是一类负调节免疫细胞。而有研究提示在体内外，黄芪可以拮抗IDO以下调Tregs，诱导CTL活性0。

1.3影响细胞因子 细胞因子是由活化的免疫细胞和组织细胞分泌的，可直接或间接抗肿瘤。席雪琴0用ELISA法测定γδT细胞上清培养液中IL-12、IFN-β、TNF-α的含量，发现其细胞上清液细胞因子含量与黄芪多糖浓度呈量效关系，最后抑制肿瘤生长，提示黄芪多糖可促进细胞因子的释放达到对人肺癌A549细胞增殖的作用。Lai0证明黄芪多糖比对照组能显著提高荷瘤H22小鼠脾脏和胸腺指数，以及血清中IL-2、IL-6和TNF-α浓度，作用于T细胞促进增殖、分化，增强细胞免疫能力，进而抑制肿瘤，有利于肿瘤凋亡。还有一项研究表明，黄芪多糖在显著改善癌症患者生活质量同时并显著降低促炎细胞因子IL-1β、IL-6、IL-12、IFN-γ的表达0。Zhou0等证明了黄芪多糖能刺激RAW-264.7巨噬细胞显著分泌NO、IL-1、IL-6和TNF-α，导致肿瘤凋亡率，免疫器官指数升高，肿瘤重量减轻。黄芪多糖可能通过诱导机体产生部分细胞因子增多，调节免疫细胞的发育分化、活化、增殖等功能，直接或间接调控免疫应答，进而改善免疫状态，来发挥抗肿瘤作用。

2. 抑制肿瘤细胞增殖

肿瘤是基因突变和基因的过度表达异常致使细胞转化变异产生的，主要由细胞增殖周期的调控紊乱而致。因此，如何有效抑制肿瘤细胞增殖显得十分重要。肿瘤细胞增殖相关蛋白主要有Cyclin A、Cyclin B、Cyclin D、Cyclin E及p21基因等。李超0采用 RT-PCR 和Western blot针对人红白血病 K562 细胞的增殖和凋亡进行分析，发现cyclin B和cyclin E的mRNA水平和蛋白水平的表达在黄芪多糖作用下均有明显降低，而p21基因表达升高，但cyclin A表达没有明显不同，提示黄芪多糖通过调节相关周期蛋白达到抑制肿瘤细胞增殖的作用。并且在其他相关研究中发现应用各种不同浓度的黄芪注射液有助于降低白血病细胞K562活性，当黄芪注射液浓度达到600 mg/ml时，白血病细胞K562的增殖受到抑制。杨晶源等0研究人肺癌SPC-A-1细胞在黄芪甲苷干预影响下的抑制作用，用MTT染色法观察不同稀释浓度的黄芪甲苷对SPC-A-1细胞增殖影响，结果显示SPC-A-1细胞活力被黄芪甲苷显著抑制。此外，张思雨等0在探讨黄芪注射液对人宫颈癌HeLa细胞增殖抑制的作用的研究以及杜芳等0在黄芪多糖抑制人肝癌细胞增殖的作用机制研究中，发现黄芪多糖对于二者也均有抑制作用。

3 诱导肿瘤细胞凋亡

细胞凋亡是一种细胞的程序性死亡，不仅在正常的生长发育中有重要作用，而且在病理情况下也有存在的意义，如肿瘤的发生发展。陈红红0等研究表明，用CCK-8法检测人鼻咽癌CNE-1细胞增殖情况，发现随着黄芪注射液浓度和作用时间的增加，CNE-1细胞的增殖抑制率增加;用流式细胞术检测不同浓度黄芪注射液处理72h后CNE 1号细胞的细胞周期和凋亡率，结果发现黄芪使S期CNE-1细胞减少但G0-G1期细胞增多而延缓细胞周期，阻滞肿瘤细胞生长，促进其凋亡，且凋亡率与剂量呈依赖性。谢荣丹等发现黄芪多糖抑制MDA-MB-231人乳腺癌裸鼠移植瘤生长，TUNEL染色显示黄芪组肿瘤组织细胞凋亡率增加，蛋白免疫印迹法结果显示黄芪多糖通过线粒体凋亡途径使 MDA-MB-231 乳腺癌细胞产生凋亡，与减少凋亡相关蛋白Bcl-2的表达，并上调Bax，Caspase-7，Caspase-9 的表达有联系。吴朝研0选择人肺腺癌细胞株A549为研究对象，结果发现通过下调A549癌细胞株的NF-κB p65和蛋白，抑制NF-κB介导的相关信号通路活性，得出通过抑制相关凋亡基因使黄芪多糖诱导A549细胞凋亡。

4 抑制肿瘤血管形成

肿瘤的增殖、侵袭、转移离不开能提供营养来源的血管形成途径，肿瘤在发生发展过程中，发现血管内皮生长因子（VEGF）异常表达0，所以减少VEGF形成可作为抑制肿瘤的有效方法。Zhao等0应用Lewis小鼠模型，分别设置高、中、低剂量的黄芪多糖组和对照组，将小鼠体内的肿瘤组织剥离，发现黄芪多糖高剂量组对比其他组和对照组其肿瘤体积最小、血管最少，显示呈剂量依赖性;黄芪多糖高中低剂量组肿瘤组织的VEGF、EGFR蛋白表达水平和转移结节数均低于对照组，提示黄芪多糖具有抑制肿瘤的生长和转移作用，并且通过抑制VEGF的表达抑制血管生长。王永清[25]研究显示黄芪多糖在顺铂的基础上对Lewis肺癌小鼠起到抑瘤作用是因为减少了VEGF表达、升高Endostatin蛋白表达有关，使得肿瘤血管形成受到抑制。尹刚0应用荧光蛋白转染的HO-8910卵巢癌原位癌动物作为研究对象，用黄芪、莪术配伍进行干预，观察各组移植瘤生长状况，比較肿瘤质量及抑瘤率，发现了黄芪能够通过下调基质金属蛋白酶和VEGF的表达，减少了肿瘤血管形成，从而阻碍了肿瘤的生长。

5 改善骨髓抑制

化疗可以杀死肿瘤细胞，但不可避免的会破坏正常的免疫细胞和骨髓造血细胞，引起外周血液细胞减少和机体抵抗力下降等骨髓抑制的毒副反应，影响治疗效果，如处理不当能产生一系列并发症的风险0。大量中草药药理研究表明，黄芪能增强人体的免疫应答，在保护患者造血功能、促进造血细胞增殖、减少骨髓抑制方面发挥极大作用。王荣华0等通过对本院收治的2016-2017年间中晚期非小细胞肺癌患者的临床观察，其结果与化疗前相比，给予黄芪注射液组患者的全血白细胞、血红蛋白和血小板计数及中性粒细胞计数显著高于对照组患者，提示黄芪可改善中晚期非小细胞癌患者化疗后的免疫状态，增强造血系统功能。研究表明黄芪联合当归应用于环磷酰胺诱导的小鼠通过刺激血清粒-巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF）、促血小板生成素（TPO）、促红细胞生成素（EPO））进而促进了对应的造血祖细胞（粒-单核细胞系祖细胞、巨核细胞系祖细胞、红系祖细胞）增殖和分化0。徐昊0等研究进一步表明黄芪可使骨髓抑制小鼠模型的外周血细胞计数、EPO、TPO、GM-CSF含量增加，而有助于造血祖细胞生长，保护骨髓，减轻化疗药引起的骨髓抑制。

6 提高抗癌药物敏感性

随着医疗技术的进步，肿瘤患者进行化疗的方式也越来越普遍，但化疗效果的逐渐减弱以及肿瘤耐药性产生为化疗带来了阻碍。赵惠祥[31]用Ec9706/cDDP细胞在黄芪提取物干预下对顺铂的耐药性进行研究，结果表明黄芪提取物抑制Ec9706/cDDPDNA聚合酶β（polβ）基因表达改变Ec9706/cDDP 细胞对顺铂的耐药性。还有以小鼠淋巴细胞白血病细胞株（L1210）和淋巴细胞白血病顺铂耐药细胞株（L1210/DDP）为模型，结果显示L1210/DDP细胞对DDP的敏感性明显弱于L1210细胞，经黄芪作用24h后L1210/DDP细胞耐药性的相对逆转倍数为13.672，而耐药逆转剂verapamil相对逆转倍数达到了20.459，虽有差距，但还是有逆转耐药性的功效，它的作用机制可能与p62-NRF2通路及其靶基因的表达活性有关;而且经黄芪干预后增加了肿瘤细胞凋亡率并且抑制了增殖率，与耐药逆转剂verapamil干预效果接近，其逆转耐药的效果不可小觑0。Dai等[33]发现黄芪可以通过调节一种NAD+依赖的III类脱乙酰化酶（SIRT6）使非小细胞肺癌细胞致敏，黄芪与吉非替尼联合治疗显著增强了非小细胞癌细胞对吉非替尼的敏感性。此外，黄芪还可增强乳腺癌细胞对紫杉醇的药物敏感性以及有效逆转多重耐药。越来越多的研究表明，黄芪不仅能够抑制肿瘤细胞的增殖，还可以增强肿瘤细胞对化疗药物的敏感性，在一定程度上提升化疗效果。

小结与展望

总之，大量实验证明了黄芪确实有抗肿瘤功效，以增强非特异性及特异性免疫调节、抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤血管形成、改善骨髓抑制、提高抗癌药物敏感性等多个方面发挥的巨大作用。中药自古以来就扮演着十分重要的角色，我国对于中药的认识与理解也相对透彻，所以中药有十分良好的研究基础，其前景也十分广阔，本文论述的黄芪在治疗肿瘤的研究进展中起到了很大的推动作用，同时越来越多关于中药研究进展的成果相继问世，基于传统观点之上不断创新，为人类的健康保驾护航。

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【基金項目】河北省大学生创新创业训练计划项目（S201913415004），河北医科大学临床学院2020年大学生创新性实验计划项目（CXSY2020004）

【作者简介】赵舒静（1998-），女，河北医科大学临床学院学生，研究方向为医学检验技术。

（河北医科大学临床学院 河北石家庄 050031）