張紅欣,韓魯軍,安召偉,許會軍,胡智慧,李 穎
還原型谷胱甘肽對表阿霉素所致心臟毒性的保護作用及機制探討
張紅欣1,韓魯軍1,安召偉1,許會軍1,胡智慧1,李 穎2
目的 探究還原型谷胱甘肽(GSH)對表阿霉素所致的心臟毒性的臨床保護作用及臨床機制。方法 選取石家莊市第一醫(yī)院2013年1 月—2013 年12 月的乳腺癌患者60 例,均為女性,采用隨機數(shù)字表隨機分為兩組, EPI組30例,采用環(huán)磷酰胺+表阿霉素的化療方案,其中環(huán)磷酰胺0.8 g,第1天靜脈推注; EPI 90 mg/m2,分別于第1 天、第8 天等分靜脈輸注。GSH+EPI組30例,在上述化療方案的基礎(chǔ)上給予GSH 1 500 mg/m2+5%葡萄糖250 mL,靜脈輸注15 min,從化療第1天起,每日1 次,連用8 d。全部患者化療21 d 為1個周期,連續(xù)化療6個周期。用藥期間定期檢查血象。治療結(jié)束后,對患者進行超聲心動圖、超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)、丙二醛(MDA)水平以及Bax、Bcl-2蛋白表達水平的檢測。結(jié)果 與治療前比較,兩組患者左室射血分數(shù)均有所降低(P<0.05)。與EPI組比較,GSH+EPI組患者SOD、CAT、GSH-Px值明顯升高,MDA、Bax水平上升程度較低,Bcl-2水平下降程度較低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。結(jié)論 還原型谷胱甘肽能夠通過減少MDA生成,提高SOD活性,發(fā)揮抑制阿霉素導致的心臟毒性作用,其作用機制主要與提高心肌組織Bcl-2蛋白表達、降低Bax蛋白表達,改善心肌酶譜等有關(guān),對臨床有指導意義。
心臟毒性;還原型谷胱甘肽;表阿霉素
蒽環(huán)類抗腫瘤抗生素(anthracycline,ANTH)以表阿霉素(epirubicin,EPI)為代表,是臨床最常用細胞周期非特異性化療藥物,用于治療多種惡性腫瘤,是重要的一線抗癌藥物[1]。具有應用范圍廣,療效突出等優(yōu)點,現(xiàn)已被臨床廣泛使用。雖然化學治療對腫瘤有著不可替代的作用,但其毒副反應也應得到重視。有研究顯示長期使用表阿霉素可能導致積累心臟毒性[2],輕者為心電圖異常、心肌受損;重者可出現(xiàn)心力衰竭甚至死亡,其發(fā)生率為10%~20%[3]。已經(jīng)受到學者們的廣泛關(guān)注,既要達到療效又要減少和降低毒副反應,來提高患者生存質(zhì)量。還原型谷胱甘肽(reduced glutathione,GSH)占谷胱甘肽的95%,是其主要的活性狀態(tài)[4],是人體中自然合成的一種肽,是一種氧自由基的清除劑和鈣拮抗劑[5]。能和過氧化物結(jié)合,對抗氧化劑對巰基的破壞,保護含巰基酶和含巰基的蛋白質(zhì),還可以預防、減輕、阻斷氧自由基對組織細胞的損害,可用于惡性腫瘤、泌尿、神經(jīng)等多種疾病[6,7]。但其對于表阿霉素所致心肌毒性的作用及機制的研究尚少,經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)還原性谷胱甘肽能夠有效改善表阿霉素所致心臟毒性引發(fā)的各種臨床癥狀,本研究通過觀察60例乳腺癌患者進行實驗觀察,以分析還原型谷胱甘肽對表阿霉素所致心臟毒性的保護作用。
1.1 一般資料 病例來源為石家莊市第一醫(yī)院2013年1月—2013 年12 月住院的乳腺癌患者60 例,均為女性,按隨機數(shù)字表分為表阿霉素組(EPI組)和還原型谷胱甘肽+表阿霉素組(GSH+EPI組)。每組各30例,兩組患者年齡、病程及卡氏行為狀態(tài)評分等方面差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),具有可比性。詳見表1。
表1 兩組患者一般情況(±s)
1.2 納入標準 所有患者經(jīng)病理檢查確診為乳腺癌,患者近期未接受蒽環(huán)類藥物的化療;無化療禁忌證;無心血管病史;無胸部放射治療史,實驗前心電圖、肌鈣蛋白、肝腎功均正常;患者同意進行實驗,并簽署知情同意書。
1.3 排除標準 心、肝、腎系統(tǒng)疾病患者排除實驗前接受過蒽環(huán)類藥物者;近期有重大外傷、手術(shù)者;過敏體質(zhì)者;不愿參加實驗及不合作者;精神病患者。
1.4 治療方法 根據(jù)臨床用藥指南[8],EPI組采用環(huán)磷酰胺+表阿霉素的化療方案,其中環(huán)磷酰胺0.8 g,第1天靜脈推注; EPI 90 mg/m2,分別于第1 天、第8 天等分靜脈輸注。GSH+EPI組在上述化療方案的基礎(chǔ)上給予GSH 1 500 mg/m2+ 5%葡萄糖250 mL,靜脈輸注15 min,從化療第1天起,每日1 次,連用8 d。全部患者化療21 d 為1個周期,連續(xù)化療6個周期。用藥期間定期檢查血常規(guī),維持中性粒細胞的絕對值大于1.5×109/L,低于該值則延期治療,并注意戒煙酒,合理飲食。
1.5 觀察指標及檢測方法
1.5.1 超聲心動圖檢測 所有患者于化療前、化療3 個周期及6 個周期后接受超聲心動圖檢查,檢查患者左室射血分數(shù)(LVEF)。
1.5.2 超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、過氧化氫酶(CAT)、丙二醛(MDA)測定。
所有患者于化療前、化療3個周期及6 個周期清晨空腹抽取靜息30 min后的靜脈血4 mL,置于干試管內(nèi),離心10 min分離血清,血清采用黃嘌呤氧化酶法測定SOD活性,采用鉬酸銨法測定血清CAT水平,采用二硫代二硝基苯甲酸法測定血清GSH-Px水平,采用硫代巴比妥酸法測定血清MDA平。
1.5.3 心肌組織 Bcl-2,Bax 蛋白表達水平 取所有患者化療前、化療3 個周期及6 個周期的心肌組織,采用免疫組化法檢測Bcl-2,Bax 蛋白表達水平:取心肌組織石蠟標本切片,常規(guī)脫蠟,以Bcl-2,Bax 多克隆抗體進行化學染色,被染成棕黃色即陽性細胞。采用顯微鏡圖像分析系統(tǒng),在高倍鏡下,測量其OD值,每張切片隨機檢測 5個不重復的視野,計算平均OD值。
1.6 統(tǒng)計學處理 采用SPSS19.0 統(tǒng)計學軟件進行統(tǒng)計學分析,計量資料采用t檢驗,以P<0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 兩組患者射血分數(shù)比較 兩組患者經(jīng)治療后超聲心動圖所測射血分數(shù)均有所降低,與治療前相比差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。EPI組LVEF降低幅度明顯大于GSH+EPI組患者,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。詳見表2。
表2 兩組患者LVEF比較(±s) %
2.2 兩組SOD、CAT、MDA、GSH-Px水平比較 兩組患者治療后SOD、CAT、GSH-Px水平均有所下降,MDA水平均有所上升,與治療前相比差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),與GSH+EPI組治療后6周相比,EPI組下降或上升更為明顯,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。詳見表3。
表3 兩組SOD、CAT、GSH-Px、MDA水平比較(±s)
2.3 兩組Bcl-2、Bax 蛋白表達水平比較 兩組患者治療后Bcl-2水平均有所下降,Bax水平有所上升,與治療前相比差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),與EPI組治療后比較,GSH+EPI組患者Bcl-2水平下降程度較低,Bax水平上升程度較低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。詳見表4。
表4 兩組患者Bcl-2、Bax 蛋白表達水平比較(±s)
表阿霉素屬于蒽環(huán)類抗腫瘤藥物,在對于乳腺癌及其他癌癥的化療中被廣泛應用。但其所致的心臟毒性,限制了其在臨床上的應用。表阿霉素誘發(fā)心臟毒性的機制至今尚未完全明確[9-11]。健康人機體內(nèi)存在抗氧化酶系,可以清除體內(nèi)的氧自由基,從而避免機體氧自由基的損傷[12]。自由基損傷是組織損傷的重要機制,由Leichtweis首先提出[13]。機體產(chǎn)生過多的氧自由基(ROS),會破壞細胞氧化還原平衡狀態(tài),引起機體發(fā)生氧化損傷[14]。抗氧化防御系統(tǒng)包括SOD、CAT、GSH-Px等抗氧化物酶,因而其含量可以衡量氧自由基的水平。本實驗結(jié)果表明:還原性谷胱甘肽能夠改善化療患者的射血分數(shù)以及SOD、CAT、GSH-Px、MDA水平,抑制機制自由基的損傷,表明還原性谷胱甘肽能夠?qū)Π⒚顾厮碌男呐K毒性起到抑制作用。
SOD是機體重要的抗氧化酶之一,廣泛分布于生物體內(nèi),在機體氧化與還原的平衡中起著關(guān)鍵作用[15-17],清除超氧陰離子,保護細胞,是生物體內(nèi)清除自由基的重要酶類。CAT是過氧化氫酶,具有破壞氧自由基的作用[18]。MDA是不飽和脂肪酸降解產(chǎn)物之一,可反映細胞受自由基攻擊的程度[19]。GSH-Px有催化還原型谷胱甘肽的還原反應,可起到保護細胞結(jié)構(gòu)和功能的作用[20]。實驗結(jié)果表明:與化療前比較,EPI組和GSH+EPI組患者經(jīng)化療后超聲心動圖所測射血分數(shù)均有所降低(P<0.05);與EPI組比較,GSH+EPI組患者的SOD、CAT、GSH-Px值明顯升高,MDA水平上升程度較低,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),提示還原性谷胱甘肽能夠保護細胞,清除自由基。
表阿霉素產(chǎn)生的心肌損害能夠促使心肌細胞產(chǎn)生凋亡。這種心臟毒性所引發(fā)的細胞凋亡與其他類型的細胞凋亡相同一樣,受到與細胞凋亡相關(guān)基因的調(diào)控。主要包括促進細胞凋亡的基因Bax和抑制細胞凋亡的基因Bcl-2,實驗結(jié)果表明,兩組患者的 Bcl-2水平均有所下降,Bax水平有所上升,表明化療患者均產(chǎn)生了心臟毒性引發(fā)了心肌細胞的凋亡,與GSH+EPI組患者水平相比,EPI組Bcl-2水平下降更為明顯,Bax水平上升更為明顯,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),表明經(jīng)過還原性谷胱甘肽的干預,能夠抑制患者的心臟毒性和心肌細胞的凋亡。
綜上所述,還原性谷胱甘肽能夠改善化療患者的射血分數(shù),改善患者的SOD、CAT、GSH-Px、MDA水平以及Bax、Bcl-2蛋白表達水平,減輕表阿霉素的心臟毒性,對臨床有指導意義。
[1] Din NU,Ukoumunne OC,Rubin G,et al.Age and gender variations diagnostic intervals in 15 cancers:Analysis of data from the ukcancer in clinical practice research datalink[J].PLoS One,2015,10(5):e127717.
[2] 王銀謙,徐博,張向陽.阿霉素與表阿霉素的心臟毒性的比較[J].新疆醫(yī)科大學學報,2013,36(4):509-513.
[3] Miller RP.Mechanisms of Cisplatin nephrotoxicity[J].Toxins(Basel),2010,2(11):2490-2518.
[4] 謝雅清,梁曉美,葉偉霞.還原型谷胱甘肽的藥理作用與臨床應用研究進展[J].中國藥業(yè),2013,22(7):124-127.
[5] 朱保月,蘇曉陽,李敬,等.還原型谷胱甘肽對有機磷農(nóng)藥中毒患者血清 IL-18水平的影響[J].河北醫(yī)藥,2014,5(5):713-714.
[6] 彭志華.還原型谷胱甘肽對重癥急性胰腺炎肝損害的保護作用和機制探討[J].現(xiàn)代中西醫(yī)結(jié)合雜志,2015(8):805-807.
[7] Albini A,Pennesi G,Donatelli F,et al.Cardiotoxicity of anticancer drugs: The need for eardio-oncology and cardiooncological prevention[J].J Natl Cancer Inst,2010,102(1):14-25.
[8] Jeong JR,Kim S,Jo SR,et al.Breast Health Behaviors of Survivors with Hypertension:A Propensity Analysis of KNHANES Ⅲ-V Cancer[J].PLoS One,2015,10(5):e127346.
[9] 劉振威,高風英,方閱.還原型谷胱甘肽對失血性休克型急性肺損傷相關(guān)炎性因子及抗氧化因子的調(diào)控及肺損傷的保護作用研究[J].實用心腦肺血管病雜志,2013,21(4):38-40.
[10] 牛婷.自噬在阿霉素誘導小鼠心肌損傷中的作用機制[D].濟南:山東大學,2013.
[11] McDuffie JE.Urinary parameters predictive of cisplatin-induced acute renal injury in dogs[J].Cytokine,2010,52(3):156-162.
[12] 馮江虹.抗氧化營養(yǎng)素對老年性白內(nèi)障發(fā)生發(fā)展的影響[D].太原:山西醫(yī)科大學,2012.
[13] Leichtweis S,Ji LL.Glutathione deficiency intensifies chaqemia reperfusion induced cardiac dysfunction and oxidative stress[J].Acta Physiol Scand,2001,172(1):1-10.
[14] Demols A,Van Laethem JL,Quertinmont E,et al.N- acetyl-cysteine decreases severity of acute pancreatitis in mice[J].Pancreas,2000,20(2):161-169.
[15] Sysa-Shah P,Xu Y,Guo Y,et al.Geranylgeranylacetone blocks doxorubicin-induced cardiac toxicity and reduces cancer cell growth and invasion through RHO pathway inhibition[J].Mol Cancer Ther,2014,13(7):1717-1728.
[16] Lipshultz SE,Scully RE,Lipsitz SR,et al.Assessment of dexrazoxane as a cardioprotectant in doxorubicin-treated children with high-risk acute lymphoblastic leukaemia:Long-term follow-up of a prospective,randomised,multicentre trial[J].Lancet Oncol,2010,11(10):950-961.
[17] Kuhad A.Effect of curcumin on inflammation and oxidative stress in cisplatin-induced experimental nephrotoxicity[J].J Agric Food Chem,2007,55(25):10150-10155.
[18] Wen SH,Zhang T,Tan TW.Optimization of the amino acid composition in glutathione fermentation[J].Process Biochem,2005,40(11):3474-3479.
[19] Armstrong JS,Steinauer KK,Hornung B,et al.Role of glutathione depletion and reactive oxygen spcies generation inapoptotic signaling in a human B lympoma cell line[J].Cell Death Differ,2002,9(3):252-263.
[20] Hoffmeyer MR,Jones SP,Ross CR,et al.Myocardial ischemia/reperfusion injury in NADPH oxidase - deficient mice[J].Circ Res,2000,87(9):812- 817.
(本文編輯 郭懷印)
1.河北省石家莊市第一醫(yī)院(石家莊 050011),E-mail:35226136@qq.com;2.河北醫(yī)科大學附屬第四醫(yī)院
R541 R256.2
B
10.3969/j.issn.1672-1349.2015.10.027
1672-1349(2015)10-1219-03
2015-04-20)