喬小燕， 陳 棟， 劉仲華

（1. 湖南農業(yè)大學 茶學教育部重點實驗室， 湖南 長沙410128；2. 國家植物功能成分利用工程技術研究中心，湖南農業(yè)大學，湖南 長沙410128；3. 廣東省農業(yè)科學院 茶葉研究所，廣東 廣州510640）

癌癥是因細胞生長調控機制失控而引起的疾病，全球每年有超過1 000 萬人被確診為癌癥，超過600 萬人的死亡與癌癥相關， 約占全世界總死亡人數的12%[1]。 傳統(tǒng)的治療手段之一是通過化學藥物有效滅殺癌細胞和阻止癌細胞增殖，但往往會帶來毒副作用、大面積創(chuàng)傷和多藥耐藥等不良結果。 研究表明，30%～40%的癌癥是可以預防的[2]，其中20%的癌癥可通過合理的植物性膳食來預防[3]。 流行病學和前瞻性研究也證實植物性膳食（水果、蔬菜和茶葉等）與降低癌癥發(fā)病率存在一定的相關性[4-5]。因此，利用膳食營養(yǎng)或安全有效的天然產物抑制癌癥的發(fā)生發(fā)展是預防癌癥的有效手段之一，也是癌癥化學預防研究的熱點。

類黃酮化合物廣泛存在于蔬菜、水果和茶葉等植物性膳食中，從蔬菜和水果中攝入高含量類黃酮化合物可降低胃癌的發(fā)生率[6]。 茶葉是世界三大無酒精飲料之一， 茶葉中含有豐富的類黃酮化合物，其中兒茶素占綠茶干質量的20%，遠高于其他的植物性膳食[7]。 據現(xiàn)存最早的藥物典籍《神農本草》和《本草拾遺》記載，茶葉最早是被作為藥物來使用，目前在湖南江華、廣東陽山、廣東龍門和廣東梅州等山區(qū)仍保留有這一習慣。 兒茶素屬于黃烷3-醇，是茶葉中最重要的類黃酮化合物。 流行病學、體內外實驗和臨床研究均證實綠茶具有化學預防癌癥的功效，兒茶素是主要的活性成分[8]。 作者對茶葉中兒茶素組分的生物學活性進行比較分析，重點對表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）化學防預癌癥的增效機制研究進展進行歸納總結，以期為天然產物應用于癌癥化學預防提供參考。

1 茶葉兒茶素生物學活性

2008 年，Song 和Chun 通過分析8 809 名美國成年人膳食結構發(fā)現(xiàn)[9]，人體攝入的類黃酮中83.5%為兒茶素，其中96.9%的兒茶素來自于茶葉。茶葉中兒茶素有6 種組分，分別是EGCG、表沒食子兒茶素（EGC）、表兒茶素沒食子酸酯（ECG）、沒食子兒茶素（GC）和兒茶素（C）和表兒茶素（EC），其分子結構式見圖1。 Wang 等[10]對綠茶水提物的HPLC 分析表明，水提物中EGCG 占11.16%，ECG 占2.25%，EGC占10.32%，EC 占2.45%，C 占0.53%。EGCG 是綠茶中占比最高的兒茶素組分。 Zamora-Ros 等[11]通過分析8 個歐洲國家的340 234 名成年人的兒茶素攝入量進一步發(fā)現(xiàn)， 兒茶素平均攝入量為41.4 mg/d，其中EGCG 的貢獻最大 （45.6%）， 其余依次為ECG（14.2%）、EGC（13.8%）、EC（13.2%）、C（9.2%）、CG（2.5%）和GC（1.5%）。ABTS、FRAP 和DPPH 試驗表明，抗氧化活性依次為EGCG≥GCG≥ECG>EGC≥GC≥EC≥C，EGCG 抗氧化活性最高[12]。 Du 等[13]以EGCG、ECG、EGC、EC、C、CG 和GC 分別處理人類大 腸 癌HCT-116 和SW480 細 胞，EGCG、ECG、EGC、CG 和GC 均可抑制癌細胞分化且表現(xiàn)出劑量依賴性，其中EGCG 抑制癌細胞分化和誘導細胞凋亡的能力最強。體外細胞試驗表明，EGCG 是兒茶素中預防癌癥最有效的成分。EGCG 的臨床實驗表明，90 名感染宮頸子宮瘤病毒 （HPV） 的女性口服EGCG 400 mg/d 12 周之后，超過50%的患者宮頸癌病變的損傷程度顯著下降，活體檢測病變組織完全消失，沒有出現(xiàn)副作用[14]。 60 名有高度前列腺上皮瘤變（HG-PIN）的男性患者口服600 mg/d 綠茶提取物（51.88% EGCG）1 年后，呈陽性的男性患者患前列腺癌的幾率降低了90%， 沒有出現(xiàn)明顯的副作用[15]。 因此，EGCG 可預防宮頸癌和前列腺癌。

因此，EGCG 是兒茶素組分中最有潛力的預防癌癥的天然產物。大量的研究表明，EGCG 癌癥化學預防作用主要分為抑制癌細胞增殖、誘導癌細胞凋亡和抑制血管生成3 個方面[16]。 EGCG 不僅在單獨使用有預防癌癥的功效，與其它潛在的天然抗癌成分和臨床藥物聯(lián)用時具有增效作用。

2 EGCG 與天然產物的協(xié)同增效作用

水果、 蔬菜和茶葉等含有很多抗氧化化合物，如染料木黃酮、番茄紅素、白藜蘆醇和蘆丁等，這些天然化合物具有化學預防癌癥的功效[17]。 EGCG 被認為是最具潛力的化學預防癌癥的藥物前體，體內和體外試驗證明，EGCG 有協(xié)同增強或加成天然產物抑制癌細胞增殖、促進癌細胞凋亡的作用，詳細信息見表1。

圖1 兒茶素化學結構式Fig. 1 Chemical structures of catechins

Wnt/β-鏈蛋白 （Wnt/β-catenin） 和音猬因子（Sonic hedgehog） 信號通路是保持癌細胞干性的重要通路[38]。 EGCG 通過下調肺癌A549 和H1299 干細胞中的Wnt/β-catenin 信號通路來抑制干細胞分化，誘導細胞凋亡[39]。EGCG 也可通過調節(jié)Hedgehog信號通路，抑制胃癌MGC-803 細胞增殖，誘導其凋亡[40]。 茶黃素具有與兒茶素類似的酚羥基結構[41]，茶黃素通過抑制人白血病U937 和K562 細胞中蛋白激酶B 的信號來抑制Hsp90 和Wnt/β-catenin 信號轉導，上調細胞周期轉錄因子FOXO1，最終誘導細胞凋亡[42]。 當EGCG 與茶黃素聯(lián)用時，可協(xié)同調節(jié)Wnt/β-catenin 和hedgehog 兩條信號通路， 減少肝癌SMMC-7721 干細胞數量， 有效抑制大鼠肝癌細胞增殖，誘導細胞凋亡[43]。

AP-1 是癌癥預防中最重要的靶向目標， 體內和體外實驗均證實，AP-1 在正常細胞發(fā)育或腫瘤向癌癥發(fā)展的過程中起關鍵作用[44]，其中核因子kappa B（NFκB）轉錄激活蛋白AP-1，在細胞的轉化和腫瘤的發(fā)生中起關鍵作用。 Sen 等[45]用EGCG 處理乳腺癌MDA-MB-231 細胞， 一方面下調粘著斑激酶（FAK）和細胞外調節(jié)激酶（ERK）活性，導致FAK/ERK 誘導的MMP-9 分泌中斷；另一方面核因子kappa B（NFκB）的表達和NFκB 和激活蛋白1（AP-1）與MMP-9 啟動子的DNA 結合活性顯著降低，MMP-9 轉錄失調，抑制癌細胞增殖，促進細胞凋亡。 蘿卜硫素（SFN）是西蘭花中分離得到一種異硫氰酸鹽化合物，具有預防癌癥的功效[46]。 Nair 等[34]將SFN（25 mmol/L）和EGCG（100 mmol/L）同時處理人結腸癌HT-29 細胞，AP-1 顯著激活并抑制細胞增殖， 但AP-1 啟動子下游基因或細胞周期調節(jié)基因表達不顯著。 SFN 和EGCG 聯(lián)用后可減緩EGCG誘導的細胞程序性死亡。 當SFN （10 μmol/L）和EGCG（20 μmol/L）處理卵巢癌SKOV3 細胞，EGCG協(xié)同增強SFN 對紫杉醇敏感性細胞 （SKOV3-ip1）和紫杉醇耐藥性細胞（SKOV3TR-ip2）的抑制作用，通過下調hTERT 和Bcl-2 表達，誘導細胞凋亡。 與SKOV3-ip1 相比，EGCG/SFN 對SKOV3TR-ip2 的抑制作用和誘導細胞凋亡的能力更顯著，SFN/EGCG特異性增強SKOV3TR-ip2 DNA 損傷， 阻滯細胞停留在S 期[34]。

表1 EGCG 與天然產物的協(xié)同增效作用Table 1 Synergistic effect of epigallocatechin-3-gallate combined with natural products

3 EGCG 與臨床藥物的協(xié)同增效作用

5-氟尿嘧啶、卡培他濱、順鉑和阿霉素等是臨床常用的癌癥預防藥物，長期使用后人體會產生耐藥性并產生毒副作用，嚴重者引起血液及實質臟器毒性。 減少藥物使用量和逆轉癌細胞耐藥性是癌癥化學預防中亟待解決的問題。研究表明，EGCG 可與許多床抗癌藥物聯(lián)用，協(xié)同抑制多種癌細胞增殖并誘導其凋亡，也可增強癌細胞的敏感性，緩解細胞毒性，見表2。

Cisplatin 是臨床上使用廣泛的抗腫瘤藥物，Cisplatin 通過與DNA 交聯(lián)， 阻斷DNA 轉錄和復制來達到抑制腫瘤生長[68]。 腎臟毒性是Cisplatin 臨床應用時最顯著的副作用， 當單獨使用Cisplatin 時，小鼠細胞中核基因Nrf2 和血紅素加氧酶-1（HO-1）表達顯著降低，NFκB 表達增加， 引起小鼠腎臟毒性。當EGCG 與Cisplatin 聯(lián)用時，Nrf-2 和HO-1 表達增強，NFκB 表達降低，小鼠腎毒性減弱[69]，EGCG可通過抑制Fas-l、Bax 和p53 表達來增加Bcl-2 的表達， 從而增加細胞血清肌酐和BUN， 改善Cisplatin 誘導的腎臟細胞凋亡[70]。EGCG 與Cisplatin可以抑制宮頸癌細胞中環(huán)氧化酶-2（COX-2）表達，增強Nrf-2 和HO-1 蛋白積累，降低mTOR 途徑相關基因表達，減弱Cisplatin 細胞毒性，誘導癌細胞凋亡[50]。

Celecoxib 是COX-2 的選擇性抑制劑， 可以預防多種癌癥。 GADD153 是Celecoxib 誘導宮頸癌細胞細胞凋亡的關鍵因子[71]。EGCG 與Cisplatin 聯(lián)用，專一性地協(xié)同上調肺癌PC-9 細胞中GADD153 基因的高表達及蛋白質合成，誘導癌細胞凋亡[62]。單獨使用Celecoxib 時，Celecoxib 可誘導尿路上皮癌細胞停滯于G1 期和內質網應激反應，促進細胞凋亡。當與EGCG 聯(lián)用時，EGCG 通過抑制內質網分子伴侶葡萄糖調節(jié)蛋白78（GRP78）表達來增強細胞凋亡[72]。5-fluorouracil 是一種胃癌常用的預防藥物，臨床上有超過50%的病人會出現(xiàn)耐藥性[73]。 轉錄因子TFAP2A 在癌細胞增殖中有關鍵作用，TFAP2A 可靶向調控癌細胞中VEGF/VEGFR2 信號通路[74]。MDR-1 和P-gp 通過調控信號通路抑制癌細胞凋亡和增強癌細胞耐藥性[75]。當EGCG 和5-fluorouracil 聯(lián)用時，EGCG 一方面通過抑制TFAP2A/VEGF 信號通路來抑制癌細胞增殖； 另一方面下調胃癌SGC7901 和MGC803 細胞中耐藥性相關蛋白MDR-1 和P-gp 表達，逆轉5-fluorouracil 的耐藥性[51]。

表2 EGCG 與臨床藥物聯(lián)用的增效作用Table 2 Synergistic effect of epigallocatechin-3-gallate combined with clinical reagents

由上述可知，EGCG 對大部分臨床癌癥預防藥物有協(xié)同增效作用。也有研究指出，EGCG 與硼替佐米（Bortezomib）和舒尼替尼（Sunitinib）聯(lián)合使用時，則表現(xiàn)出拮抗作用。 Bortezomib 是26S 蛋白酶選擇性抑制劑，可抑制多發(fā)性骨髓瘤和套細胞淋巴瘤細胞的增殖，促進癌細胞凋亡[76]。 體外試驗表明，Bortezomib 與 EGCG 聯(lián) 合 使 用 時，EGCG 與Bortezomib 反 應 形 成 復 合 物，5.0 nmol/L EGCG 可100% 抑制Bortezomib 對RPMI/8226、U266 和MM1細胞的凋亡作用。小鼠試驗進一步表明，EGCG 可顯著減弱Bortezomib 對多發(fā)性骨髓瘤細胞的凋亡作用。 EGCG 也可有效拮抗Bortezomib 對套細胞淋巴瘤細胞LN229 和U251 的毒性[77]。 Sunitinib 是治療胃癌的臨床抗癌藥物，體外和體內研究證實，EGCG與Sunitinib 可在胃中形成黏性復合體， 阻礙Sunitinib 的吸收，臨床表現(xiàn)為患者的治療癥狀不明顯[78]。

4 展 望

EGCG 是植物中最有潛力的可預防癌癥的天然產物之一。 EGCG 是通過調控多靶點協(xié)同增強臨床癌癥藥物的功效來促進癌細胞凋亡。 EGCG 也可與癌癥藥物直接發(fā)生化學反應[77-78]，通過調節(jié)藥物代謝酶和藥物轉運體的活性[79-83]來影響藥物吸收和生物活性起到降效作用。因此，EGCG 與抗癌藥物在聯(lián)合使用時增效或降效機制還需要更加深入研究，才能有效發(fā)揮EGCG 在臨床應用中的優(yōu)勢和潛力。

茶葉是人體攝入EGCG 的重要來源，高劑量攝入EGCG 會對肝臟產生毒性。 流行病學和臨床研究表明，飲用綠茶和茶飲料不會對人體肝臟產生毒性，EGCG 攝入量建議每人不超過704 mg/d[84-85]。動物試驗表明，EGCG 以膳食補充劑（膠囊和藥片）的形式攝入會產生肝臟毒性[86]，人體對EGCG 最大安全攝入量為每人300～338 mg/d[85，87-88]。通過合理且科學的攝入EGCG，可促進人體產生活性氧，激活Nrf2依賴性酶系統(tǒng)，發(fā)揮自身細胞的保護作用，可達到對癌癥的預防作用[89]，這也正是精準營養(yǎng)的實質，通過精準化的營養(yǎng)補充來預防和干預慢性疾病 （癌癥）。因此，EGCG 或兒茶素類作為膳食補充劑，在實現(xiàn)個體化精準營養(yǎng)中有很大的應用前景。