三氧化二砷治疗卵巢癌研究进展

三氧化二砷治疗卵巢癌研究进展

三氧化二砷(As203)为无机化合物，俗称砒霜，有剧毒。As203虽归属中药，但它的药用价值被剧毒性掩盖，随着质控技术的发达和对As203研究的深入，其临床应用价值越来越突显出来。目前研究发现，As203具有选择性强、骨髓抑制作用小且与多种化疗药物无交叉耐药等优点。本文对As203，在卵巢癌治疗中的应用研究进展进行了综述。

1.As203在医学中的应用

在中医学中，As203是砒霜升华而成的精制品，最早记载于宋代《日华子本草》。砒霜被用于治疗各种内科杂病及恶性肿瘤等，其中类似于妇科恶性肿瘤的表现可见于“带下”、“石瘕”、“瘸瘕”等疾病。《医学人门》记载“砒霜主恶疮瘰疬，腐肉”，《圣惠方》外用砒霜散治“恶疮久治不愈”。1996年陈竺首次阐述了 As203治疗急性早幼粒细胞白血病(APL)的机制，《science》称“这是继全反式维甲酸(ATRA)之后又-令人震惊的发现”。2000年美国FDA正式批准了用砒霜(As203)治疗急性早幼粒细胞白血病方案。近来在对实体瘤的研究中认为，A％0，对肝癌、胃癌、食管癌等消化系统肿瘤有明显治疗作用，对宫颈癌、卵巢癌、膀胱癌、乳腺癌、前列腺癌等肿瘤也有抑制细胞增殖和诱导凋亡的作用。

2.As203治疗卵巢癌机制

2.1诱导肿瘤细胞的凋亡

细胞凋亡是-种与细胞坏死具有不同形态及生化特征且受基因调控的主动性细胞死亡。肿瘤的发生、发展不仅与细胞分化异常、增殖过度有关，而且与细胞凋亡有关。研究表明，卵巢癌的发生与细胞凋亡障碍有关，诱导卵巢癌细胞凋亡可能成为肿瘤治疗中有前景的手段之-。

2.1.1作用于线粒体系统

线粒体是真核细胞内的-种重要和独特的细胞器，是细胞进行呼吸链、电子传递、三羧酸循环和氧化磷酸化的场地，也是产生能量的场所，其病变影响细胞各成分的协调并危及细胞生命活动。细胞凋亡通常分为3个阶段：启动期，效应期，降解期。启动期的各种诱导细胞凋亡信号最终在效应期集中于线粒体，促使线粒体膜的通透性增加，进而导致其通透性转运孑L的开放或线粒体膜电位下降，在降解期线粒体内容物释放到细胞质中，最终促使细胞凋亡的发生。资料表明，无论诱导因素和细胞类型，线粒体△ψm的降低是细胞发生凋亡早期的-个不可逆改变，许多学者认为△ψm降低是细胞凋亡的特异性标志。线粒体在产生能量的同时，细胞内也持续产生需氧代谢的副产品——活性氧(reactive oxygen species，ROS)，其在细胞凋亡中起诱导作用。近年来-些研究揭示，bcl-2家族作为活性氧消除剂在ROS诱发的细胞凋亡中起-定作用，而线粒体是细胞内ROS产生的主要部位及凋亡抑制基因bcl-2表达产物的主要定位点，而且也是As203的主要靶细胞器。Wang等提出亚砷酸钠触发中国仓鼠卵巢细胞CHO—K1凋亡的重要机制是诱导过氧化氢的生成和催化产生羧自由基。三价砷可与还原型谷胱甘肽(GSH)结合，使之氧化成氧化型谷胱甘肽，从而降低了细胞的还原能力，导致细胞内氧化还原反应失调，氧化代谢产集，表现为活性氧含量明显升高，从而促使细胞凋亡。宁燕等实验研究表明，不同浓度 As203均可诱导SKOV3、3AO细胞△ψm的降低，且随浓度升高，下降愈明显；并且推测bcl-2与活性氧关系密切，bcl-2对细胞凋亡的抑制可能是通过清除 ROS，从而防止线粒体△ψm降低而实现的；在As203诱导细胞凋亡过程中，对bcl-2蛋白的抑制解除了 bcl-2抗氧化能力，从而使ROS含量升高，直接损伤线粒体△ψm，破坏线粒体膜的稳定性，最终导致凋亡的发生。

2.1.2调控凋亡相关基因表达

现在已发现了与细胞凋亡相关的30多种基因，主要包括bax、bcl-2、Fas、FasL、P53等。bcl-2家族是公认的凋亡抑制基因，可抑制多种因素如氧自由基和 P53诱导的细胞凋亡。Fas基因编码-种细胞表面受体糖基化跨膜蛋白，当Fas与其配基FasL或单克隆抗体Fas mAb结合后，诱导细胞凋亡。胡云等研究表明，As203可能通过下调bcl-2的表达及增强bax的表达来诱导卵巢癌细胞发生凋亡。他们通过免疫组织化学法检测凋亡相关基因bcl-2和bax的表达，试验中A2780细胞bcl-2大量表达，而经As203处理后，bcl-2蛋白的表达明显下调；bax是bcl-2的同源体，有以下2种功能：(1)bax与bcl-2形成异源二聚体，抑制bcl-2作用，还可能抑制bcl-2家族中如bcl—xL等其他抑制凋亡基因的作用；(2)bax／bax同源二聚体的形成，抑制线粒体细胞色素c释放，促进细胞凋亡；他们发现卵巢癌A2780细胞中发现bax的表达缺失，而经As20，处理后，bax基因表达增强，使bcl-2／Bax比值减少，然后卵巢癌A2780细胞即发生凋亡。李强等的实验用As203 (2μmol·L-1叫)培养3AO隐48h，Fas蛋白表达率为(46.76±4.50)％，明显高于对照组的(6.36±0.82)％，差异有显著性(p<0.05)，认为As203抑制人卵巢上皮癌细胞3AO增殖并诱导其凋亡，其作用机制与上调Fas基因表达有关。王艳等认为凋亡促进剂PDCD5在卵巢癌细胞系中表达，经As203孵育后PDCD5的表达强度增加，其增加量与As203的剂量有关。PIK3CA基因扩增在恶性卵巢癌的发展中起着重要作用，有研究表明，As203可下调卵巢癌细胞PIK3CA mRNA蛋白水平。

2.1.3细胞周期阻滞

细胞的生长、分裂和死亡都存在着细胞周期调控机制。细胞周期有4个稽查点(G1／S，S／G2，G2／M和 M／G1)，其中以G1／S和G2／M最为重要。高尚风等研究表明不同浓度的As20，溶液对卵巢癌细胞株 SKOV3及COCl均有不同程度的生长抑制作用，在-定浓度As203的作用下，随着药物作用时间的延长， SKOV3和COCl细胞周期的变化均出现了G1期细胞比例逐渐上升，s期、G2／M期细胞比例降低的现象，说明了As203主要是通过G1期阻滞，并且诱导G1期细胞发生凋亡来实现对两株卵巢癌细胞的生长抑制作用的。黄守国等的实验表明，As203对人卵巢癌细胞株3AO、SKOV3、TYK均有明显的生长抑制作用，相互间的抑制作用差异无显著性，并且其抑制作用主要是通过诱导S期细胞的凋亡实现的。但当As203浓度大于3.0μmol·L-1时，细胞的凋亡率反而下降，细胞死亡以坏死为主，细胞周期亦失去特异性变化。Ling等发现，As203能够促进细胞微管聚合，使细胞周期阻滞于有丝分裂期，从而诱导肿瘤细胞发生凋亡。研究表明，As203诱导的肿瘤细胞凋亡与细胞周期的关系，在不同肿瘤之间，结果不尽-致，As203阻滞细胞周期时相可能与细胞种类及药物浓度有关。

2.1.4抑制肿瘤细胞的端粒酶活性   

端粒酶是-种核蛋白复合物，可以合成端粒 DNA，其重要功能是可以保持端粒的长度。大多数体细胞不表达端粒酶，而95％肿瘤细胞表达了较高的端粒酶活性。端粒酶与肿瘤发生、早期诊断、预后密切相关，已成为新的肿瘤标志物及肿瘤治疗的新靶点。因此，抑制端粒酶活性可能会恢复卵巢癌细胞的衰老程序，抗端粒酶疗法在治疗卵巢癌方面有着广阔的前景。人端粒酶由三部分构成：hTR(telomeraseRNA compo— nent，TR)、TPl(telomerase associatedprotein 1)和 hTERT(human telomerase reversetranscriptase)。端粒酶以hTR为模板，利用hTERT的逆转录酶活性来延长端粒。hTERT是维持端粒酶活性的必须成分，hTERT活性的抑制可能对卵巢癌的治疗是有意义的。胡云等研究认为，0.25μmol·L-1叫的As203 (24～72h)可抑制卵巢癌细胞系A2780的端粒酶活性及hTERT蛋白表达，抑制作用呈时间依赖性效应。As203可以通过降低hTERT蛋白表达，进而抑制卵巢癌细胞的端粒酶活性。近年来有研究认为：As203调节端粒酶活性与细胞种类、浓度有关。

2.2增强肿瘤细胞的化疗敏感性

张宁等的实验认为，无明显细胞毒性的极低浓度(O.08-0.15μm01.L-1)的As203不能提高COCl细胞对顺铂的敏感性。但金氏药物相互作用分析法结果显示，低浓度的As203 (O.375μm01.L-1)与顺铂联用呈相加效应，对肿瘤细胞的生长抑制效应明显强于顺铂单用时的效应。

AKT活性是卵巢癌细胞对顺铂敏感性的关键调控因素之-。此研究发现，As203可下调AKT蛋白水平。杨国宏等认为，As203、DDP联合作用时癌细胞的死亡率明显高于单药组，表明二者有协同作用。当As203、顺铂浓度分别是121μmol·L-1、4μmol·L-1时，72h时癌细胞接近100％死亡。二者在合用时可明显减少DDP的用量，从而降低临床治疗过程中因大量使用DDP所造成的严重毒副作用。

2.3抗肿瘤耐药性

肿瘤细胞产生的多药耐药性(MDR)已经严重地制约了卵巢癌的化疗效果，耐药就是细胞凋亡受到抑制，是化疗失败的主要原因之-。卵巢癌常对化疗耐药，虽然增加化疗药物的剂量有助于减少肿瘤细胞的数量，但增大药物剂量又受到非特异性终末器官毒性的限制。以铂类为主的联合化疗常导致严重的副反应，预后也较差。As203在诱导细胞发生凋亡的过程中涉及到-些分子机制能逆转肿瘤细胞对化疗药物耐药。有学者认为，As203能通过降低谷胱苷肽氧化还原系统的作用，下调凋亡抑制基因bcl-2来诱导耐药的卵巢癌细胞株发生凋亡。Du等研究也表明，2μmol·L-1的As203能够选择性抑制卵巢癌DDP耐药细胞株(C180—13S，OVCAR)及宫颈癌HeLa细胞生长并诱导细胞凋亡，但对卵巢癌DDP敏感细胞株(GG、JAM)及正常纤维细胞无抑制作用。黄守国等的研究发现，As203对卵巢癌细胞株3AO及其耐药株3AO／cDDP的生长抑制作用差异无显著性，提示了As203对顺铂耐药的卵巢癌细胞株也有效，其诱导细胞凋亡的机制可能是通过上调Fas、nm23H1和下调 N—myc、MTAl基因的表达而实现的。

2.4抑制肿瘤血管生成

血管生成在肿瘤的增殖中起着重要的作用，如果肿瘤组织血管生成发生障碍，肿瘤细胞将缺乏营养和氧供而生长迟缓，甚至发生凋亡和坏死。因此，肿瘤血管生成被认为是肿瘤生长与转移病灶形成的关键环节。LEW等采用99mTc清除率和86Rb摄入比较经As203作用前后BALB／c雄性小鼠的肿瘤血流灌注情况，结果发现：As203能够选择性破坏肿瘤组织供血血管，使肿瘤组织中心出现大片坏死，而对正常皮肤、肌肉、肾脏的影响相对较小。而Soucy等发现：当As203浓度大于1 μmol·L-1时，能够抑制血管生成并损坏血管，而0.033—1μmol·L-1的As203能够促进血管生长，增加血管密度，提示As203可能存在致癌和抗癌双重效应。

3.结语

综上所述，As203抗肿瘤机制不同于传统化疗药物，As203抗肿瘤机制是多样化的，不同细胞系阻滞细胞周期不同，不同细胞系诱导细胞凋亡途径不同，且对于化疗不敏感及耐药和复发的患者，As203可以作为-种新的选择，除了静脉给药外，还可以尝试行腹腔内局部化疗，使在减少系统毒性的同时，增加了对卵巢癌细胞的毒性。然而As203抗肿瘤的最终机制尚不明确，它的长期疗效需进-步证明。As203在卵巢癌治疗的临床运用尚未广泛展开，且As203存在潜在致癌性。在目前阶段，As203只能作为二线药物，有必要进-步探讨As203的抗癌机制、临床运用的适宜浓度及安全用药剂量等问题，从而探索As203在卵巢癌治疗的临床运用的可行性，使其应用更为广泛，更好的为患者服务。