中药提取物在肿瘤免疫营养中的应用
陈海滔，徐超，姚庆华
浙江中医药大学
浙江省肿瘤医院
恶性肿瘤是一种常见疾病，近几年，中国国民肿瘤的发生率和死亡率逐渐升高，成为阻碍国民经济发展的重要障碍。中医药治疗作为肿瘤内科学治疗的重要组成部分，发挥了不可替代的治疗作用。中医药治疗旨在手术治疗、放化疗和生物学治疗的基础上，针对于上述治疗出现的副作用起到增效减毒、协同治疗的作用，极大地改善了临床肿瘤患者的结局和生活质量，成为当前肿瘤治疗中不可或缺的一部分。随着现代药物提炼技术和分子生物学技术的不断发展，来自于天然植物的中药提取物，因其使用安全性及使用便捷性等优点，已成为一类重要的抗肿瘤药物及肿瘤辅助治疗药物，逐渐被临床肿瘤学界所重视。大量研究证明，中药提取物不仅具有明显的抗肿瘤作用，而且能改善肿瘤免疫微环境，增强肿瘤免疫监视，保护肠道黏膜屏障，调节肿瘤营养代谢和促进肿瘤细胞凋亡等作用。因此，本文将从中药提取物与免疫器官、炎症细胞因子、细胞防御功能、抗氧化作用及直接抗肿瘤作用五大方面深度解析中药提取物在肿瘤免疫营养中的具体作用机制。
通讯作者：姚庆华（yaoqh@zjcc.org.cn）
原文参见：肿瘤代谢与营养. 2017;4(2):155-160.
目前，肿瘤的发生、发展已严重危害人类的生命和健康。临床上发现大部分肿瘤患者存在不同程度的营养不良，特别是中晚期肿瘤患者，会出现消瘦、体重减轻、食欲不振及乏力等症状，严重限制放化疗、生物治疗等肿瘤治疗手段的运用，降低治疗敏感性，影响生活质量，缩短生存时间。因此营养疗法是与手术、放化疗、靶向治疗等肿瘤基本治疗方法并重的另一种治疗方法，它贯穿于肿瘤治疗的全过程，融汇于其他治疗方法之中【1,2】。肿瘤免疫营养是肿瘤营养学的一个重要分支，指一些特定的营养物质通过改善患者的营养状况，从而发挥调节机体免疫及炎性反应的作用，其机制主要包括：保护肠道黏膜屏障功能、增强细胞防御功能、调节局部及全身炎性反应、抗氧化作用和直接抗肿瘤作用【3,4】，见图1。
图1 中药提取物在肿瘤免疫营养中的作用机制
在祖国医学中，肿瘤营养不良多纳入“虚劳”范畴，因此中医药治疗营养不良主要通过扶正祛邪和调理脾胃的原则改善肿瘤患者营养状况【5】。中医学认为脾胃为水谷之海，气血生化之源，脏腑经络之枢纽，为后天之本。元气之盛衰全在脾胃，所以重视调理脾胃已成为中医营养学的重要指导理论，也是其重要组成部分。同时研究证实，中医的脾胃学说与现代医学的免疫学说有着密切联系。颜兵等【6】指出脾脏是神经-内分泌-免疫系统（NEI）的一个重要组成部分，而中医的“脾”包括现代医学的脾脏和胰腺，从而中医的健脾理论在一定程度上提高了人体的免疫功能。此外，贾英杰等【7】认为脾虚患者的细胞及体液免疫均低下，更容易导致肿瘤的发生，主要由于大多数肿瘤患者均有脾胃功能失调的共性。因此，中医的脾胃理论与肿瘤免疫营养学说紧密相关。
传统中医药治疗主要以辨证论治为原则，通过中药配伍起到抗肿瘤、改善营养状态及提高机体免疫功能的作用。中药提取物是从天然药用材料中通过采用先进的工艺和质量检测技术分离和提取出来的有效活性成分，大致可分为4类：（1）单味中药提取物；（2）复方中药提取物；（3）中药单体；（4）中药提取物的衍生物。中药提取物在肿瘤综合治疗中的作用机制研究主要包括：改善患者营养状况、增强机体免疫、抑制肿瘤细胞生长、促进肿瘤细胞凋亡及抗肿瘤血管生成等方面【8】，见图2。
图2 中药提取物在肿瘤综合治疗中的作用机制
因此，本文将从免疫营养不同作用机制对中药提取物在肿瘤免疫营养中的应用作一综述，见图3。
图3 中药提取物在肿瘤免疫营养中的具体作用机制
1 中药提取物对胸腺、脾的影响
胸腺是机体的重要淋巴器官，是中枢免疫器官之一，为T细胞分化、发育、成熟的场所。胸腺的主要功能是产生T淋巴细胞和分泌胸腺素和激素类物质【9,10】。西医学认为脾是外周免疫器官之一，位于腹腔的左上方，具有造血和血液过滤功能，也是淋巴细胞迁移和接受抗原刺激后发生免疫应答、产生免疫效应分子的重要场所【11】。中医学的脾，从脾的位置、形态看，可知脏象学说中的“脾”作为解剖学单位就是现代解剖学中的脾和胰，为后天之本，具有运化水谷，为其他脏腑提供精微物质。因此，脾的运化功能正常，则机体四肢活动有力，肌肉丰满壮实。此外，脾主升清，主统血，可调节机体免疫营养功能。有研究发现5-氟尿嘧啶（5-FU）治疗组与对照组相比能降低结肠癌CT26荷瘤小鼠体内胸腺和脾指数，而灵芝多糖则能显著改善其指数值，且随着剂量的增加，胸腺和脾指数增加的越明显【12】。Yang【13】研究发现，在肝癌H22荷瘤小鼠体内，黄芪多糖组与对照组及5-FU组相比也可显著增加小鼠胸腺及脾指数，且呈剂量依赖型。Song【14】研究了刺参酸性黏多糖对肝细胞大鼠的影响，发现刺参酸性黏多糖能刺激促进大鼠体内胸腺和脾的生长，提高机体免疫能力。此外，枸杞多糖、石斛多糖等均能促进胸腺和脾的生长，刺激脾淋巴细胞生成，提高荷瘤小鼠免疫营养功能【15-17】。
2 中药提取物通过调节炎症细胞因子改善免疫功能
很多的基础、临床和流行病学研究已经证实，炎症是一个明确可以导致肿瘤的危险因素。持续发生的炎症反应在引发肿瘤并促进其恶性转化、侵袭和转移等过程起到重要的作用，表明局部及全身炎症反应与肿瘤的发生、发展密切相关【18】。因此，维持机体免疫监督系统的平衡，调节炎症反应是目前肿瘤治疗的一种方式【19,20】。同时，细胞因子作为细胞间信号传递分子，主要调节免疫应答、介导炎症反应、参与组织修复等，是机体免疫与炎症共同的物质基础，主要包括白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子及趋化因子等【21】。此外，一些细胞因子还具有抗肿瘤的作用，如IFN可抑制多种肿瘤细胞生长，TNF-α可直接杀伤肿瘤细胞等。在肿瘤晚期患者中，灵芝多糖能增强植物凝集素的反应，促进血浆中IL-2、IL-6以及IFN-γ的生成，调节机体的炎症反应【22】。研究还发现B16F10细胞培养后的上清液能显著抑制小鼠单核淋巴细胞内IL-2、IFN-γ及TNF-α的表达，而灵芝多糖能改善其抑制状态，起到抗肿瘤的作用【23】。枸杞多糖（LBP）是从中药枸杞中提取的具有生物活性的营养物质。通过逆转录PCR（RT-PCR）检测外周血单核细胞，发现LBP3P可刺激IL-2和TNF-α的生成【24】。黄芪多糖能调节荷瘤小鼠肠上皮内γδT细胞，增加IFN-γ和TNF-α表达，抑制IL-10的表达水平。在肝细胞H22荷瘤小鼠体内，黄芪多糖亦可促进小鼠体内IL-2、IL-12和TNF-α的表达而降低IL-10水平，调节机体免疫，起到抗肿瘤的作用【13,25】。此外，研究还发现，白桦脂醇、刺参酸性黏多糖、石斛多糖、人参皂苷等均能通过调节机体炎症因子，起到免疫营养的作用【14,26-30】。因此，某些中药提取物作为一种特殊的营养物质，不仅可为患者提供营养需求，同时还可通过调节机体局部及全身炎症反应从而起到免疫营养的作用。
3 中药提取物增强细胞防御功能
3.1 刺激巨噬细胞和自然杀伤细胞抗肿瘤
巨噬细胞是机体抗肿瘤免疫中的重要效应细胞。已发现，肿瘤微环境所浸润的巨噬细胞与肿瘤的发生、发展密切相关。目前认为M1型巨噬细胞具有明显的抗肿瘤活性，而M2型巨噬细胞是肿瘤进展和肿瘤免疫抑制的重要参与者。因此，有效促进M1型巨噬细胞的表达，直接抑制M2型或逆转M2型巨噬细胞向M1型转化是抗肿瘤的有效方式。此外，自然杀伤细胞（NK）具有直接杀伤肿瘤细胞的作用，无需抗原致敏，不受主要组织相容性复合体（MHC）限制。现研究发现，石斛多糖可直接促进S180荷瘤小鼠体内巨噬细胞和NK细胞的生成，通过调节免疫起到抗肿瘤作用【17】。同样，白桦脂醇、香菇多糖、牛膝多糖等均能促进巨噬细胞增殖，增强免疫能力，起到抗肿瘤作用【28,31,32】。
3.2 调节T淋巴细胞抗肿瘤
T细胞介导的细胞免疫在机体抗肿瘤效应中起主导作用，无论是肿瘤患者还是荷瘤小鼠体内均存在肿瘤抗原特异性T细胞应答。参与抗肿瘤效应的T细胞包括多个亚群，主要有：（1）CD4T细胞介导的抗肿瘤效应；（2）CD8T细胞介导的抗肿瘤效应；（3）γδT细胞介导的抗肿瘤效应。现研究发现在4T1荷瘤小鼠中，从中药淫羊藿中提取的淫羊藿苷（ICA）以及衍生物3，5，7-三羟基-4'-甲氧基-8-(3-羟基-3-甲基丁基)-黄酮可通过抑制骨髓来源的抑制细胞（MDSC）恢复抗原特异性CD8T细胞的功能，从而起到肿瘤免疫的作用【33】。Wang等人【27】发现白桦脂醇在U14荷瘤小鼠外周血中能显著增加CD4T细胞的数量，同时在高浓度（200mg/kg）情况下抑制CD8T细胞，提高CD4/CD8的比例，促进T淋巴细胞的抗肿瘤作用。在肝细胞癌患者中，黄芪多糖能抑制FOXp3mRNA的表达进而抑制CD4、CD25Treg细胞的高表达，恢复肿瘤微环境中细胞因子的平衡，增强患者机体免疫起抗肿瘤的作用，从而提高肝癌患者的存活率【34】。此外，刺参酸性黏多糖、灵芝多糖等均能提高荷瘤小鼠体内CD4/CD8的比例，调节T淋巴细胞，促进机体的免疫功能【14,35】。
3.3 激活其他固有免疫细胞抗肿瘤
目前，其他固有免疫细胞抗肿瘤主要包括LAK细胞、TIL细胞、中性粒细胞、树突状细胞（DC）和内皮细胞。其中，DC在肿瘤免疫营养中具有重要作用，其主要机制是通过高表达MHCⅠ、MHCⅡ、B7和ICAM-1等免疫相关分子，参与肿瘤细胞抗原的提呈，从而激发针对肿瘤的初次和再次免疫应答。近年来还发现DC能直接诱导多种培养或新鲜分离的肿瘤细胞凋亡而表现出非特异性的杀瘤活性。在荷瘤小鼠体内，研究发现，灵芝多糖能转运至肿瘤位点或次级淋巴器官，激活DC捕获肿瘤细胞，使抗原有效地提呈给T淋巴细胞，从而激活Th1和细胞毒性T淋巴细胞（CTL）的免疫应答【35】。此外，Chang【36】发现黄芪多糖联合党参多糖能明显增加荷瘤小鼠外周血中DC的数量，进而促进CD4和CD8的增殖，显著提高CD40、CD80和CD86的表达水平，抑制4T1乳腺癌细胞的侵袭、转移，提高荷瘤小鼠的存活率。
4 中药提取物抗氧化作用
在肿瘤免疫营养中，一些营养物质可抑制氧自由基诱导细胞毒性，维持免疫细胞的杀伤活性；或通过抗氧化作用起到非特异性免疫调节作用；或通过参与机体抗氧化应激酶及蛋白质的合成，调节机体免疫功能。β-胡萝卜素不仅存在于深绿色或红、黄色的蔬菜和水果中，在某些中药内如木瓜、蚕砂等亦有丰富的含量，其对某些肿瘤具有预防作用。β-胡萝卜素是一种重要的抗氧化营养素，除通过清除活性氧和自由基而发挥抗氧化作用外，还有促进细胞间隙连接点传导和刺激免疫功能的作用。现研究表明β-胡萝卜素可以抑制乳腺癌、神经母细胞瘤、结肠癌、白血病、黑色素瘤以及前列腺癌等多种肿瘤细胞的增殖【37,38】。此外，番茄红素是一种类胡萝卜素，它广泛存在于人体组织和血液中，实验研究提示，番茄红素具有多种生物学作用，如淬灭单线态氧和清除过氧化自由基，诱导细胞间隙连接通信，调控肿瘤细胞增殖，同时能保护吞噬细胞免受自身的氧化损伤【38】。
5 中药提取物直接抗肿瘤的作用
某些中药提取物，作为营养物质能发挥抑制肿瘤细胞增殖、诱导肿瘤细胞凋亡等直接抗肿瘤作用。研究发现白桦脂醇能抑制中性粒细胞明胶酶相关载脂蛋白（NGAL）的表达和NF-κB信号通路，抑制肿瘤细胞上皮间质转化（EMT），起到抗肿瘤细胞侵袭转移的作用。同时，白桦脂醇还可通过抑制TNF介导的IKK激活和NF-κB信号通路，促进肿瘤细胞的凋亡，从体内外均能明显抑制肿瘤的生长【28,39】。在CT26荷瘤小鼠体内，灵芝多糖能促进肿瘤细胞凋亡，显著抑制肿瘤细胞生长，其主要作用机制包括：（1）通过上调PKA基因，激活cAMP信号通路；（2）抑制cGMP介体的表达；（3）通过下调DAG的表达水平，抑制PKC的激活【40】。此外，白藜芦醇作为一种生物性很强的天然多酚类物质，它能以游离态（顺式、反式）和糖苷结合态（顺式、反式）2种形式在植物（如中药材虎杖）中分布及生物合成。研究表明白藜芦醇可通过下调IKK基因的表达抑制NF-κB信号通路，从而促进肿瘤细胞的凋亡，抑制细胞生长【41】。目前市场上有一种白藜芦醇营养胶囊，具有增强人体各种新陈代谢活动，调节免疫、延年益寿的保健作用。
6 总结
肿瘤相关性营养不良是多种因素共同作用导致，其主要原因包括肿瘤的高代谢、高消耗，肿瘤患者的摄入减少，吸收障碍，代谢紊乱等。因此，肿瘤患者发生营养不良的比例更高。同时，营养不良的肿瘤患者对放化疗的耐受性更差，对抗肿瘤的敏感性也会降低，其主要原因与营养不良导致的机体免疫能力下降有关。因此，免疫营养在肿瘤治疗中展现出了独特的作用。免疫营养能更好地改善机体代谢，增强患者免疫功能。中药提取物是从天然药物中提取的具有生物活性的成分，部分作为特殊营养物质的中药提取物能改善机体代谢、提供营养、提高患者消化吸收功能、增强免疫能力、在肿瘤免疫营养中发挥重要作用。虽然关于中药提取物与肿瘤免疫营养相关机制的研究较多，但是同样存在较多亟待解决的问题：如目前关于肠道黏膜屏障及菌群与免疫营养的研究十分热门，但关于中药提取物如何通过调节肠道黏膜免疫屏障改善肿瘤免疫营养的研究仍较少；作为特殊营养物质的中药提取物对肿瘤放化疗患者临床疗效的研究相对缺乏；中药提取物作为免疫营养制剂相对与其他营养素（如维生素、蛋白质、矿物质等）比较，其优越性需要进一步全面研究和评价。
参考文献
石汉平. 肿瘤营养疗法. 中国肿瘤临床. 2014;41(18):1141-1145.
石汉平, 凌文华, 李薇. 肿瘤营养学. 北京:人民卫生出版社. 2012.
刘玉迪, 崔久嵬. 肿瘤免疫营养治疗. 肿瘤代谢与营养电子杂志. 2015;2(4):19-24.
宋京翔, 卿三华. 免疫营养基质的作用及机制. 中华胃肠外科杂志. 2002;5(3):234-236.
王辉, 花宝金, 孙桂芝. 中医药防治恶性肿瘤营养不良的研究进展. 中华中医药学刊. 2012;30(7):1492-1494.
颜兵, 苏永华. 中医脾与西医学对应脏腑的关系探讨. 安徽中医学院学报. 2008;26(1):8-12.
贾英杰, 陈立伟, 汪瑜菡. 试论调理脾胃是治疗癌症的前提和关键. 光明中医. 2005;19(3):3-4.
唐洪波, 沈宝茗. 中药及提取物抗肿瘤的研究进展. 西南军医. 2012;14(1):92-94.
Chaudhry MS, Velardi E, Dudakov JA, et al. Thymus:the next (re)generation. Immunol Rev. 2016;271(1):56-71.
Liu D, Ellis H. The mystery of the thymus gland. Clin Anat. 2016;29(6):679-684.
Radhika, Vijayanirmala. Morphometry of spleen. J Evid Based Med. 2016;3(28):1297-1300.
Zhang S, Nie S, Huang D, et al. A novel polysaccharide from ganoderma atrum exerts antitumor activity by activating mitochondriamediated apoptotic pathway and boosting the immune system. JAgric Food Chem. 2014;62(7):1581-1589.
Yang B, Xiao B, Sun T. Antitumor and immunomodulatory activity of astragalus membranaceus polysaccharides in H22 tumor-bearing mice. Int J Biol Macromol. 2013;62:287-290.
Song Y, Jin SJ, Cui LH, et al. Immunomodulatory effect of stichopus japonicus acid mucopolysaccharide on experimental hepatocellular carcinoma in rats. Molecules. 2013;18(6):7179-7193.
何彦丽, 应逸, 许艳丽, 等. 枸杞多糖对荷瘤小鼠肿瘤微环境T淋巴细胞亚群及树突状细胞的影响. 中西医结合学报. 2005;3(5):374-377. He YL, Ying Y, Xu YL, et al. Effects of lycium barbarum polysaccharide on tumor microenvironment T-lymphocyte subsets and dendritic cells H22-bearing mice. J Chin Integr Med. 2005;3(5):374-377.
Gan L, Hua Zhang S, Liang Yang X, et al. Immunomodulation and antitumor activity by a polysaccharide-protein complex from lycium barbarum. Int Immunopharmacol. 2004;4(4):563-569.
Litao T, Lili W, Xianrong Z, et al. Antitumor activity of dendrobium devonianum polysaccharides based on their immunomodulatory effects in S180 tumor-bearing mice. RSC Advances. 2016;6(46):40250-40257.
汪自清, 齐元. 炎症:肿瘤的催化剂. 世界最新医学信息文摘. 2016;16(14):70-71. Wang ZQ, Qi Y. Inflammation:the catalyst of the tumor. World Latest Med Into. 2016;16(14):70-71.
Candido J, Hagemann T. Cancer-related inflammation. J Clin Immunol. 2013;33(Suppl 1):S79-S84.
Candeias SM, Gaipl US. The immune system in cancer prevention, development and therapy. Anticancer Agents Med Chem. 2016;16(1):101-107.
Lin WW, Karin M. A cytokine-mediated link between innate immunity. inflammation, and cancer. J Clin Invest. 2007;117(5):1175-1183.
Gao Y, Gao H, Chan E, et al. Antitumor activity and underlying mechanisms of ganopoly, the refined polysaccharides extracted from ganoderma lucidum, in mice. Immunol Invest. 2005;34(2):171-198.
Sun LX, Li WD, Lin ZB, et al. Cytokine production suppression by culture supernatant of B16F10 cells and amelioration by Ganoderma lucidum polysaccharides in activated lymphocytes. Cell Tissue Res. 2015;360(2):379-389.
Gan L, Zhang SH, Liu Q, et al. A polysaccharide-protein complex from lycium barbarum upregulates cytokine expression in human peripheral blood mononuclear cells. Eur J Pharmacol. 2003;471(3):217-222.
Sun S, Zheng K, Zhao H, et al. Regulatory effect of astragalus polysaccharides on intestinal intraepithelialγδT cells of tumor bearing mice. Molecules. 2014;19(9):15224-15236.
Pfarr K, Danciu C, Arlt O, et al. Simultaneous and dose dependent melanoma cytotoxic and immune stimulatory activity of betulin. Plos One. 2015;10(3):e0118802.
Wang P, Li Q, Li K, et al. Betulinic acid exerts immunoregulation and anti-tumor effect on cervical carcinoma (U14) tumor-bearing mice. Pharmazie. 2012;67(8):733-739.
Yun Y, Han S, Park E, et al. Immunomodulatory activity of betulinic acid by producing pro-inflammatory cytokines and activation of macrophages. Arch Pharm Res. 2003;26(12):1087-1095.
Luo AX, Fan YJ. Immune stimulating activity of water-soluble polysaccharide fractions from dendrobium nobile lindl. Afr J Pharm Pharmacol. 2011;5(5):625-631.
Zha XQ, Luoa JP, Jianga ST. Induction of immunomodulating cytokines by polysaccharides from dendrobium huoshanense. Pharm Biol. 2007;45(1):71-76.
Wang Y, Han X, Li YD, et al. Effects of tumor-specific antigen induced by lentinan on murine H22 hepatocellular carcinoma immunoprophylaxis. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2015;19(23):4516-4524.
Xiang DB, Li XY. Antitumor activity and immuno-potentiating actions of achyranthes bidentata polysaccharides. Zhongguo Yao Li Xue Bao. 1993;14(6):556-561.
Zhou J, Wu J, Chen X, et al. Icariin and its derivative, Ict. exert anti-inflammatory. anti-tumor effects, and modulate myeloid derived suppressive cells (MDSCs) functions. Int Immunopharmacol. 2011;11(7):890-898.
Li Q, Bao JM, Li XL, et al. Inhibiting effect of astragalus polysaccharides on the functions of CD4+CD25 high Treg cells in the tumor microenvironment of human hepatocellular carcinoma. Chinese Medical Journal. 2012;125(5):786-793.
Wang CL, Lu CY, Hsueh YC, et al. Activation of antitumor immune responses by ganoderma formosanum polysaccharides in tumorbearing mice. Appl Microbiol Biotechnol. 2014;98(22):9389-9398.
Chang WT, Lai TH, Chyan YJ, et al. Specific medicinal plant polysaccharides effectively enhance the potency of a DC-Based vaccine against mouse mammary tumor metastasis. Plos One. 2015;10(3):e0122374.
王景川, 庞广昌. β-胡萝卜素的抗肿瘤作用及其分子机制研究进展. 食品科学. 2008;29(10):665-669.
Kim ys. Lee HA, Lim JY, et al. β-carotene inhibits neuroblastoma cell invasion and metastasis in vitro and in vivo by decreasing level of hypoxia-inducible factor-1α. J Nutr Biochem. 2014;25(6):655-664.
耿珊珊, 蔡东联. 番茄红素对免疫功能的调节作用. 中国临床康复杂志. 2005;9(27):148-149.
Gheorgheosu D, Duicu O, Dehelean C, et al. Betulinic acid as a potent and complex antitumor phytochemical:a minireview. Anticancer Agents Med Chem. 2014;14(7):936-945.
Zhang S, Nie S, Huang D, et al. A polysaccharide from ganoderma atrum inhibits tumor growth by induction of apoptosis and activation of immune response in CT26-bearing mice. J Agric Food Chem. 2014;62(38):9296-9304.