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临床研究
虫草素及虫草多糖对结直肠癌转移的预防作用和调控血管内皮生长因
来源:上海医学        作者:蔡伟,叶青,唐亮        发布时间:2015-07-17
摘要:观察虫草素、虫草多糖单独用药或联合铂类化疗药物对结肠癌转移的预防作用以及对血管内皮生长因子(VEGF)表达水平的影响。
目的:观察虫草素、虫草多糖单独用药或联合铂类化疗药物对结肠癌转移的预防作用以及对血管内皮生长因子(VEGF)
表达水平的影响。    

方法:25只BALB/c裸鼠经腹腔注射接种结肠癌细胞株6SW1116(5×10 个细胞)24h后,分为虫草素组、虫草多糖
组、顺铂化疗组、联合用药组(虫草素 + 顺铂)和空白对照组5组,分别予喂饲和(或)腹腔注射给药。持续3周后,
采用颈椎脱臼法处死裸鼠。观察各组裸鼠的致瘤总数、腹腔内肿瘤结节直径以及各脏器转移情况。取腹腔肿瘤结节作
病理切片,苏木精 - 伊红(H-E)染色后置于光学显微镜下观察。应用透射电子显微镜观察细胞超微结构,并检测细
胞凋亡状况。采用免疫组织化学法观察肿瘤细胞VEGF的表达情况。

结果:顺铂化疗组、联合用药组的腹腔内肿瘤结节数均显著低于空白对照组(P值分别为0.007、0.001),联合用药组
与顺铂化疗组间的差异无统计学意义(P>0.05),虫草组与虫草多糖组间的差异亦无统计学意义(P>0.05)。联合用
药组肿瘤结节的直径显著小于其余4组(P 值均 <0.05),顺铂化疗组肿瘤结节的直径显著小于虫草素组及空白对照组
(P值均 <0.05),虫草多糖组肿瘤结节的直径显著小于空白对照组(P=0.01)。各组肝脏、肠系膜、肾脏及肠系膜转
移率的差异均无统计学意义(P值均 >0.05)。光学显微镜观察见联合用药组的肿瘤细胞较其余4组显著减少,细胞伪
足消失。

透射电子显微镜观察见联合用药组出现大量凋亡细胞。免疫组织化学检测显示,联合用药组VEGF表达阳性的面积比显著
小于其余4组(P值均<0.05)。    

结论:顺铂、虫草素及虫草多糖具有一定的减少肿瘤腹腔种植的作用,可能对结肠癌术后腹腔转移复发有一定的预防作
用,虫草素与顺铂联合用药可加强这一作用。顺铂、虫草素及虫草多糖能抑制结肠癌细胞质中VEGF的表达,可能与其
抑瘤作用有关。

[讨论]

肿瘤转移是导致患者死亡的主要原因,转移过程为肿瘤细胞从肿瘤原发部位脱离,进入周围的基质,进入循环或淋巴系
统,黏附在血管内皮细胞壁并向血管外迁移,以及向远处组织侵犯,血管增生,形成新的转移灶。这一过程的机制非常
复杂,涉及多种黏附分子、基质蛋白酶、细胞因子及相应的信号转导机制和相关的基因改变。肿瘤细胞在转移的早期必
须依靠多种蛋白酶,尤其是基质金属蛋白酶和尿激酶降解细胞外基质和基底膜。随后,借助不同黏附分子作用产生的外
力和自身的一些运动相关蛋白脱离原来的组织,侵入血管或淋巴管内并游向远处器官和组织,此时黏附分子协助肿瘤细
胞附壁并最终游出血管。肿瘤是否发生转移,又与肿瘤细胞本身的特性及其宿主细胞间的相互作用有关。

转移癌细胞在循环系统及靶器官中面临几种命运,一是发生凋亡,二是处于休眠状态,三是持续增殖。这由肿瘤细胞的生
物学特性、机体的免疫状态及宿主器官的微环境共同决定。相当一部分肿瘤细胞处于休眠状态,即细胞周期停滞,肿瘤细
胞的增殖与凋亡处于平衡状态,表现为肿瘤不增大(或不进展)。

当机体免疫力下降时,静止的肿瘤细胞摆脱受抑制状态而持续增殖,发展为临床可见的肿瘤。因此,如能提高机体的免疫
力,调节体内微环境,就能有效地减少休眠细胞的激活,抑制肿瘤的发展。虫草素和虫草多糖作为冬虫夏草的主要有效成
分,已被多项实验证实能有效提高机体免疫力,但其对结肠癌细胞增殖与凋亡的平衡关系所起的作用,目前尚缺少相关的
实验研究。本研究成功建立了结肠癌细胞裸鼠腹腔播散模型。并在成瘤早期分别给予虫草素、虫草多糖或者虫草素联合顺
铂进行干预,观察虫草素、虫草多糖对结肠癌腹腔转移的抑制或预防作用。

结果显示,顺铂化疗组及联合用药组的腹腔致瘤总数显著少于空白对照组(P值均<0.05),联合用药组腹腔致瘤总数少
于顺铂化疗组,但差异无统计学意义(P>0.05);5组间腹腔各脏器的转移率的差异均无统计学意义(P值均 >
0.05);联合用药组的肿瘤直径显著小于其余4组(P值均 <0.05),顺铂化疗组的肿瘤直径显著小于虫草素组和空白对
照组(P值均 <0.05),虫草多糖组的肿瘤直径显著小于空白对照组(P=0.01)。这一结果提示,虫草素及虫草多糖对
腹腔内播散转移的肿瘤细胞有较强的抑制增殖的作用,当与顺铂联合应用时,这一作用更为明显。

本研究中,光学显微镜下观察见联合用药组肿瘤细胞数较其余4组显著减少,细胞伪足消失,细胞质减少,部分细胞出现
核固缩、碎裂,该结果支持了上述观点。透射电子显微镜观察细胞超微结构发现,虫草素组和虫草多糖组中出现了大量
细胞核固缩、碎裂的凋亡细胞,联合用药组中凋亡细胞数尤为增多,顺铂化疗组中较多见的是细胞坏死。观察结果提示,
虫草素及虫草多糖在调节肿瘤增殖及凋亡的平衡关系中,具有抑制增殖和促进凋亡的作用,可减缓肿瘤生长,降低肿瘤
转移的发生率。肿瘤微转移的存在是临床出现复发和转移的先决条件,但最终仅有少数患者形成转移灶。这是因为肿瘤
转移的另一个重要条件,即肿瘤细胞播撒区局部必须有新生血管形成,这样才能保证肿瘤细胞的血供,促使其形成一个
转移灶,细胞因子在新生血管的形成过程中起决定性作用。VEGF是目前已知作用最强的血管形成促进因子,作为旁分
泌因子增加微血管通透性,诱导内皮细胞分裂、增殖、迁移,从而促进血管形成。另有研究结果表明,VEGF不仅作为
旁分泌因子刺激血管内皮细胞增殖,同时还作为自分泌因子直接作用于肿瘤细胞自身的VEGF受体而促进肿瘤细胞生长。
因此,虫草素及虫草多糖对肿瘤细胞增殖的抑制作用是否与VEGF表达下调有关,尚待进一步的研究阐明。

本研究采用免疫组织化学法检测裸鼠腹腔种植肿瘤中VEGF的表达,并通过 Image-ProPlus6.0图像分析软件对肿瘤细胞
中VEGF的表达进行定量分析。结果显示,联合用药组VEGF表达阳性的面积比显著小于其余4组(P值均<0.05),虫草
素组和虫草多糖组肿瘤细胞中VEGF表达阳性的面积比与空白对照组比较,也有不同程度的下调。该结果提示,虫草素
及虫草多糖能有效地下调肿瘤细胞中VEGF的表达;至于联合用药组肿瘤直径显著小于其他4组是否与这两种药物协同
下调VEGF表达及抑制肿瘤细胞增殖有关,尚待进一步地深入研究。

本研究结果显示,虫草素及虫草多糖能有效地抑制裸鼠腹腔内播散的肿瘤的增长,其原因为:①促进肿瘤细胞凋亡;②下
调肿瘤细胞中VEGF的表达。当虫草素与顺铂联合应用时的抑瘤效果尤为明显,表明虫草素有较好的化疗辅助作用;但虫
草素与顺铂联合应用并未降低腹腔内各脏器的肿瘤转移率;联合用药后腹腔致瘤总数显著减少,但与顺铂化疗组间的差异
无统计学意义,故不能排除这一减少致瘤总数的作用是由顺铂主导的可能,尚需增大样本量进一步研究。