金家瑞 ,郭美仙,張冰清,劉光明,彭 芳,劉曉波
(大理大學藥學與化學學院/云南省昆蟲生物醫(yī)藥研發(fā)重點實驗室,云南大理 671000)
惡性腫瘤目前已成為繼心血管系統(tǒng)疾病之后嚴重危害人類生命健康的第二號“殺手”。目前,化療是治療惡性腫瘤的主要方法之一,雖然化療藥物對腫瘤細胞有較好的殺滅作用,但是化療藥物在殺滅腫瘤細胞時,也損傷了機體的正常細胞,引起嚴重的毒副反應,甚至患者被迫中斷治療,導致治療失敗。因此,如何減輕由化療藥物對腫瘤患者造成的嚴重不良反應,成為了臨床急切需要解決的重大問題[1]。近年來的研究表明[2-5],中藥聯(lián)合化療藥物治療腫瘤時具有協(xié)同抑制腫瘤生長,改善機體的內環(huán)境,增強腫瘤患者的免疫力,減輕毒副反應,改善腫瘤患者的生存周期和生存質量,可起到增效減毒的作用。如參芪扶正注射液、康艾注射液、復方苦參注射液等。因此,從中藥中尋找對化療藥物有增效減毒作用的活性成分,已成為當前抗腫瘤藥物研究的熱點。美洲大蠊(Periplanetaamericana)具有補氣養(yǎng)陰、理氣散結、解毒生肌的功效,本課題組采用現(xiàn)代提取分離技術得到了美洲大蠊中的小分子多肽CⅡ-3[6-7]。前期研究表明,CⅡ-3可以增加外周血中白細胞的數(shù)量、增強淋巴細胞轉化增殖功能及自然殺傷細胞(natural killer cell,NK)的殺傷活性,從而改善免疫力低下小鼠的免疫功能[8-9],同時CⅡ-3對肝癌、肺癌和胃癌還具有一定的抗腫瘤作用,其抑瘤率可達61.69 %[10-11]。鑒于中藥在腫瘤化療中有良好的增效減毒作用,以及CⅡ-3有改善免疫力和抗腫瘤的作用。因此,本課題組對CⅡ-3在化療中的增效減毒作用進行探索性研究。本試驗在前期研究的基礎上,從聯(lián)合化療藥物治療腫瘤的角度出發(fā),以抑瘤率、臟器指數(shù)、外周血細胞數(shù)量、血清中腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)試劑盒、白細胞介素-2(interleukin-2,IL-2)、免疫球蛋白A(immunoglobulin A,IgA)的含量及肝臟組織中谷草轉氨酶(aspartate transaminase,AST)和谷丙轉氨酶(alanine aminotransferase,ALT)的活性等指標來評價CⅡ-3在腫瘤化療中的增效減毒作用,為CⅡ-3在此領域的應用提供科學依據(jù)。
1.1.1 實驗動物 Balb/c小鼠(SPF級,雌雄各半,18 g~22 g),湖南斯萊克景達實驗動物有限公司提供,許可證編號:SYXK(滇)2011—0004。
1.1.2 藥品和試劑 CⅡ-3,大理大學何正春副教授提供;注射用環(huán)磷酰胺(cyclophosphamide,CTX),山西普德藥業(yè)股份有限公司產品;氯化鈉注射液,貴州天地藥業(yè)有限責任公司產品;參芪扶正注射液,麗珠集團利民制藥廠產品。
IgA檢測試劑盒、AST試劑盒、ALT試劑盒,南京建成生物工程研究所產品;TNF-α試劑盒、IL-2試劑盒,上海滬峰生物科技有限公司產品。
1.1.3 儀器設備 CO2培養(yǎng)箱(5510E型),美國NUAIRE公司產品;酶標分析儀(Gen5型酶標分析儀);倒置顯微鏡(CKX41/CKX31型),奧林巴斯(中國)有限公司產品;SCANSPEED高速低溫離心機(1580MGR型),丹麥LABOGENE公司產品;全自動動物血液細胞分析儀(XFA6130型),南京普朗醫(yī)療設備有限公司產品。
1.2.1 H22荷瘤模型的分組和給藥 取60只Balb/c小鼠(雌雄各半)用無菌飼料及滅菌純凈水飼養(yǎng),環(huán)境溫度為22℃~25 ℃,濕度為50%~80%。適應環(huán)境飼養(yǎng)3 d后,隨機分為6組,每組10只。即1組為H22模型組;2組為CTX組,3、4、5組分別為CⅡ-3高、中、低劑量與CTX聯(lián)合用藥組;6組為參芪扶正注射液聯(lián)合CTX組;其中CⅡ-3灌胃給藥高、中、低劑量分別為0.1、0.05、0.025 g/kg[8],給藥容量為0.02 mL/g,CTX腹腔注射給藥0.02 g/kg,陽性藥參芪扶正注射液腹腔注射給藥1.25 g/kg,模型組給予相同容量的生理鹽水。造模24 h后開始給藥,每天首先灌胃給予CⅡ-3,30 min后腹腔注射CTX,隔日稱重,連續(xù)給藥15 d[12]。
1.2.2 CⅡ-3聯(lián)合 CTX 對H22荷瘤小鼠的增效作用研究
1.2.2.1 瘤塊質量與抑瘤率的檢測 末次給藥24 h后,頸椎脫臼處死小鼠,剝離瘤塊,稱重,計算腫瘤生長的抑制率[13]。計算公式如下:
腫瘤生長抑制率=(對照組平均瘤重-給藥組平均瘤重)/對照組平均瘤重×100%。
1.2.2.2 骨髓有核細胞計數(shù) 末次給藥24 h后,頸椎脫臼處死小鼠,將其右側股骨剝離,用生理鹽水反復沖洗骨髓腔,在顯微鏡下進行骨髓有核細胞的計數(shù)[14]。
1.2.2.3 臟器重量和臟器指數(shù)的測定 末次給藥24 h后,頸椎脫臼處死動物,稱取體重,剝取臟器并稱重,計算臟器指數(shù)[13]。
1.2.2.4 外周血細胞測定 末次給藥24 h后,眼眶后靜脈叢采血20 μL,用全自動血球計數(shù)儀測定外周血細胞數(shù)量[13]。
1.2.2.5 小鼠血清中TNF-α、IL-2含量的測定 末次給藥24 h后,分離小鼠血清,按試劑盒說明書操作,采用酶標儀以ELISA檢測,并根據(jù)標準曲線方程分別計算樣品中TNF-α、IL-2的濃度[15]。
1.2.2.6 小鼠血清中IgA含量的測定 末次給藥24 h后,分離小鼠血清,按試劑盒說明書操作,計算多點定標曲線處理,以測定管△A求得IgA含量。
1.2.2.7 小鼠肝臟組織中AST、ALT活力的測定 末次給藥 24 h后,取小鼠血分離血清檢測ALT、AST,用酶標儀測定各孔OD值,絕對OD值=測定孔OD值-對照孔OD值,查標準曲線可得相應的AST/ALT活力。
由表1和圖1可以看出,與模型組比較,CTX組荷瘤小鼠的瘤塊重量顯著低于模型組(P<0.01),與單獨使用CTX組比較CTX聯(lián)合CⅡ-3高、中劑量組與CTX聯(lián)合參芪扶正注射液組的瘤塊質量均顯著降低(P<0.05,P< 0.01),說明CⅡ-3聯(lián)合CTX提高H22荷瘤小鼠的抑瘤率,與CTX聯(lián)合參芪扶正注射液組比較,CTX聯(lián)合CⅡ-3高劑量組抑瘤率優(yōu)于CTX聯(lián)合參芪扶正注射液組。
表1 H22荷瘤小鼠瘤重及抑瘤率
注:與模型組比較,bP<0.01;與CTX組比較,cP<0.05,dP<0.01。
Note:Compared with the model group,bP<0.01;Compared with CTX group,cP<0.05,dP<0.01.
圖1 H22荷瘤小鼠瘤塊質量
由表2可以看出,與模型組比較,CTX組荷瘤小鼠的骨髓有核細胞數(shù)量顯著低于模型組(P<0.05),與單獨使用CTX組比較,CTX聯(lián)合CⅡ-3高、中、低劑量組和CTX聯(lián)合參芪扶正注射液組的骨髓有核細胞數(shù)量均顯著升高(P<0.01),提示CⅡ-3對由CTX造成的造血系統(tǒng)損傷有明顯改善作用。
表2 CⅡ-3對H22荷瘤小鼠骨髓有核細胞的影響
注:與模型組比較,bP<0.01;與CTX組比較,dP<0.01。
Note:Compared with the model group,bP<0.01;Compared with CTX group,dP<0.01.
由表3可以看出,與模型組比較,CTX組荷瘤小鼠的肝臟指數(shù)、脾臟指數(shù)以及胸腺指數(shù)均顯著低于模型組(P<0.01),與單獨使用CTX組比較,CTX聯(lián)合CⅡ-3高、中、低劑量組與CTX聯(lián)合參芪扶正注射液組的肝臟指數(shù)、脾臟指數(shù)以及胸腺指數(shù)均顯著升高(P<0.05,P<0.01),提示CⅡ-3可以改善由于CTX導致的臟器損傷,可以降低CTX的毒性作用。
由表4可以看出,與模型組比較,CTX組荷瘤小鼠的白細胞、紅細胞以及血小板數(shù)量均顯著低于模型組(P<0.05,P<0.01),與單獨使用CTX組比較,CTX聯(lián)合CⅡ-3高、中、低劑量組與CTX聯(lián)合參芪扶正注射液組的白細胞、紅細胞以及血小板數(shù)量均顯著升高(P<0.05,P<0.01),提示CⅡ-3可以改善由CTX導致的外周血中血細胞數(shù)量的降低,增強免疫力。
由表5可以看出,與模型組比較,CTX組荷瘤小鼠的TNF-α和IL-2的含量顯著高于模型組(P<0.05,P<0.01),IgA的含量顯著低于模型組(P<0.01),與單獨使用CTX組比較,CTX聯(lián)合CⅡ-3高、中、低劑量組聯(lián)合用藥后TNF-α、IL-2和IgA的含量顯著升高(P<0.05,P<0.01),提示CⅡ-3可以增強CTX的抗腫瘤作用,同時提高機體免疫力。
由表6可以看出,各組小鼠之間肝臟ALT、AST活力并無顯著性差異(P>0.05),提示CⅡ-3對H22荷瘤小鼠肝臟ALT、AST活力并無影響。
表3 CⅡ-3對H22荷瘤小鼠臟器指數(shù)的影響
注:與模型組比較,bP<0.01;與CTX組比較,cP<0.05,dP<0.01。
Note:Compared with the model group,bP<0.01;Compared with CTX group,cP<0.05,dP<0.01.
表4 CⅡ-3對H22荷瘤小鼠血細胞數(shù)量的影響
注:與模型組比較,aP<0.05,bP<0.01;與CTX組比較,cP<0.05,dP<0.01。
Note:Compared with the model group,aP<0.05,bP<0.01;Compared with CTX group,cP<0.05,dP<0.01.
表5 CⅡ-3對H22荷瘤小鼠血清TNF-α、IL-2、IgA含量的影響
注:與模型組比較,aP<0.05,bP<0.01;與CTX組比較,cP<0.05,dP<0.01。
Note:Compared with the model group,aP<0.05,bP<0.01;Compared with CTX group,cP<0.05,dP<0.01.
表6 CⅡ-3對H22荷瘤小鼠肝臟ALT、AST活力的影響
化療作為目前臨床上治療惡性腫瘤的常規(guī)手段,其療效確切,但是化療藥物在殺傷腫瘤細胞時,也對機體產生了嚴重的毒性,且多次使用后腫瘤細胞也會對其產生耐藥性[16],致使治療失敗。如順鉑、CTX對腫瘤細胞缺乏特異性,常常引起免疫功能抑制、骨髓抑制、外周血白細胞和血小板減少,以及肝腎臟器損害等毒副作用[17],這已經(jīng)成為了限制CTX發(fā)揮治療效果的最大阻礙之一。研究表明[18-19],腫瘤化療配合中醫(yī)中藥辯證治療,能減輕化療藥物的毒副反應,增強腫瘤細胞對化療藥物的敏感性,改善腫瘤患者的生存周期和生存質量。目前,在臨床上已使用和處于臨床試驗階段的增效減毒藥物,如參芪扶正注射液、金復康口服液、騰龍補中湯等[20],可見中藥聯(lián)合化療藥治療腫瘤,已成為抗腫瘤藥物研究的熱點。
參芪扶正注射液是由黨參、黃芪提取的純中藥注射劑,能補中益氣、健脾益肺,同時增強機體免疫力,對于腫瘤患者能減輕化療對骨髓造血功能的抑制,并促進骨髓造血功能的恢復,提高細胞免疫功能,改善患者的生活質量,作為化療輔佐用藥在臨床上得到了一定的推廣[21-22]。因此,本研究選用參芪扶正注射液作為陽性對照藥。研究數(shù)據(jù)表明,CTX聯(lián)合CⅡ-3高劑量組對H22荷瘤小鼠的抑瘤率可高達57.90%,其抑瘤效果優(yōu)于單獨使用CTX和CTX聯(lián)合參芪扶正注射液組。與CTX組比較,聯(lián)合給藥后H22荷瘤小鼠的各臟器指數(shù)、外周血細胞數(shù)量、骨髓有核細胞數(shù)量均有不同程度的提高,可以提高血清中TNF-α、IgA和IL-2的含量(P<0.05,P<0.01),這表明CⅡ-3在增強CTX抗腫瘤作用的同時,還可以降低CTX對機體的毒副作用,改善機體的免疫功能和造血系統(tǒng)功能。與聯(lián)合參芪扶正注射液組比較,CⅡ-3聯(lián)合高劑量組在增效減毒作用與提高免疫方面的作用接近聯(lián)合參芪扶正注射液組,為美洲大蠊抗腫瘤活性組分CⅡ-3在腫瘤化療中作為輔助用藥提供了試驗依據(jù)。
綜上所述,CⅡ-3聯(lián)合CTX可增強抗腫瘤的作用,同時降低了對CTX所致的骨髓、免疫器官及肝臟的損傷,從而起到增效減毒的作用,同時為美洲大蠊抗腫瘤活性組分CⅡ-3在腫瘤化療中作為輔助應用提供依據(jù)。CⅡ-3在聯(lián)合化療藥物治療腫瘤中確有明顯的增效減毒作用,但機制尚未明確,因此,將在后期著重對CⅡ-3增效減毒的作用機制進行探討。