青蒿素及其衍生物抗血管新生机制和临床应用研究进展*

刘妍君，李 笑，刘 芳，李 燕,2（.山东中医药大学中医学院，山东 济南 250355；

2.山东中医药大学护理学院，山东 济南 250355）

中药青蒿为菊科蒿属植物黄花蒿Artemisia annua Linn.的干燥地上部分[1]，具有清热解暑、除蒸截疟之功效。青蒿素是自黄花蒿中提取的过氧基团倍半萜内酯药物[2]，其常见的衍生物有双氢青蒿素（DHA）、青蒿琥酯（ART）、蒿甲醚（ARM）、蒿乙醚等。近年来研究发现，青蒿素及其衍生物除具有抗疟疾的作用外，还具有良好的抗血管新生的作用[3]。

血管新生指从已存在的血管上生长出新的毛细血管的过程[4]。在生理性血管新生中，血管新生相关的促进因子与抑制因子处于平衡状态，适度的血管新生可满足机体血氧供应的需求，促进损伤修复。而过度血管新生是指血管新生相关调节因子失衡，血管生长促进因子占主导地位，异常的血管新生可促进疾病的发生发展，既能引起个别器官功能紊乱，又可对整体产生不良影响，具有弥漫性的致病特点类似。目前研究发现，与病理性血管新生相关的疾病主要有肿瘤、糖尿病视网膜病变、关节炎、皮肤炎症、脑部退行性病变等[5]。笔者对青蒿素及其衍生物抑制血管新生的作用机制和临床应用最新情况进行综述，以期为青蒿素及其衍生物治疗血管新生相关疾病提供参考。

1 青蒿素及其衍生物抗血管新生的机制分析

1.1 青蒿素衍生物抑制血管新生相关环节 血管新生的过程包括血管基底膜和周围间质组织的降解、内皮细胞增殖及抗凋亡、迁移、管状结构形成等。青蒿素衍生物可调控上述过程，发挥抑制血管新生的作用。刘炬课题组对DHA抗血管新生作用开展了一系列研究，该课题组使用DHA干预对肾小球内皮细胞，采用异硫氰酸荧光素标记的Transwell小室细胞通透性实验和细胞电子阻抗传感系统（ECIs）分析DHA对内皮细胞通透性的影响，结果发现DHA可通过上调血管内皮钙黏蛋白和咬合蛋白的表达，降低肾小球内皮细胞的通透性[6-7]。此外，该课题组使用不同浓度的DHA干预脐静脉内皮细胞（HUVEC），通过Transwell小室、划痕愈合实验、ECIs分析DHA对HUVEC迁移的影响，同时通过MTT实验观察DHA对HUVEC增殖的影响，结果显示DHA可抑制HUVEC增殖和迁移，且呈剂量相关性[8-10]。WU G D等[11]采用流式细胞术观察ART对HUVEC凋亡的影响，结果显示ART可以浓度依赖性和时间依赖性方式诱导内皮凋亡。另有研究[12-13]通过成管实验表明DHA和ART可抑制内皮细胞管状结构的形成。除此之外，DHA还可以通过诱导内皮细胞自噬发挥抗血管新生作用[14-15]。

1.2 青蒿素及其衍生物抑制血管新生相关因子 在血管新生的过程中，血管新生促进因子主要包括血管内皮细胞生长因子（VEGF）、成纤维细胞生长因子（FGF）、血管生成素（Ang）、肝细胞生长因子（HGF）、血小板源生长因子（PDGF）、转化生长因子β（TGF-β）、基质降解酶类如金属蛋白酶（MMP）等，此外缺氧诱导因子1α（HIF-1α）、信号转导与转录激活因子3（STAT3）、核转录因子κB（NF-κB）等转录因子也被证明可促进血管新生。青蒿素及其衍生物可参与上述因子的调控，发挥抑制血管新生的作用。

1.2.1 下调VEGF 目前，VEGF被认为是促进血管新生的最重要的因子之一。多项研究[13,16-19]证实青蒿素及其衍生物可抑制不同肿瘤细胞株中VEGF的表达，从而抑制血管新生。CHEN H H等[13]的研究显示ART和DHA可抑制宫颈癌Hela细胞、子宫绒毛膜癌JAR细胞和卵巢癌HO-8910细胞分泌VEGF，降低VEGF与HUVEC上的VEGF受体结合活力，抑制肿瘤细胞血管新生。此外，DHA可抑制慢性髓性白血病细胞株K562[20]、胰腺癌细胞株BxPC-3和PANC-1[16]、头颈部鳞状细胞癌咽癌Fadu细胞、喉癌Hep-2细胞和舌癌Cal-27细胞[17]中VEGF蛋白及mRNA的表达。青蒿素可抑制乳腺癌细胞株MCF-7、MDAMB-231中VEGF分泌和VEGF mRNA的表达，并呈剂量-时间效应关系[18]。青蒿素及其衍生物还可抑制非肿瘤细胞中VEGF的表达，如HE Y等[19]研究显示ART可呈剂量依赖性抑制类风湿关节炎成纤维样滑膜细胞中VEGF的分泌，缓解炎症相关的血管新生。

1.2.2 下调Ang Ang是一类促血管生成因子，可与内皮细胞特异性酪氨酸酶受体Tie2结合，调节血管生长、发育、成熟与稳定。师亮等[21]研究发现，ART可抑制人骨髓瘤细胞RPMI-8226中Ang-1表达，使新生血管密度和分支降低，管径变细。ART还可抑制结肠癌细胞HCT-8、人子宫内膜癌ishikawa细胞中Ang-2 mRNA及蛋白质表达，抑制肿瘤血管新生[22-23]。也有研究[24]报道，DHA可使人卵巢癌HO-8910细胞裸鼠皮下移植瘤中Ang-2的表达降低，直接或间接影响肿瘤组织血管生成。

1.2.3 下调MMP MMP是一类蛋白水解酶，可降解细胞外基质，促进细胞外基质中血管新生因子的释放，促进血管新生。JIA L F等[17]使用DHA干预头颈部癌细胞，结果发现DHA可下调肿瘤细胞中MMP-2和MMP-9蛋白的表达，且与药物时间呈依赖关系。DHA也可抑制胰腺癌细胞株BxPC-3和PANC-1中MMP-9蛋白的表达[17]；ART可抑制人舌鳞癌CAL27细胞中MMP-9蛋白以及mRNA的表达[25]；青蒿素可抑制胆囊癌GBCSD细胞中MMP-2、MMP-9蛋白及mRNA的表达[26]，从而抑制细胞侵袭和迁移，阻碍血管新生。

1.2.4 下调TGF-β TGF-β作为一类促血管生长因子，可诱导内皮细胞分化和管状结构形成，促进血管重塑与稳定。LI Y等[27]研究显示TGF-β1处理可增强乳腺癌MDA-MB-231细胞的迁移及侵袭能力，而DHA可逆转TGF-β1所诱导的细胞迁移增强效应，下调TGF-β mRNA及蛋白表达，抑制血管新生。张雯珂和薛颖[28-29]均选择对细胞增殖无影响的ART最高浓度作为实验用浓度预处理Hela细胞48 h，收集上清，再用无ART的培养基连续培养细胞96 h，中间换液一次收集上清，96 h后再次收集上清，采用ELISA法检测3次上清液中的TGF-β1表达量，结果表明ART可渐进性持续下调Hela细胞分泌的TGF-β1，发挥抗肿瘤效应。YAO Y等[30]使用小鼠乳腺癌4T1细胞上清液作为条件培养基培养小鼠成纤维细胞L-929，使L-929被激活具备肿瘤相关成纤维细胞活性，共培养后的L-929细胞中TGF-β1水平上升，而ARS和DHA可部分逆转条件培养基对L-929细胞的影响，下调TGF-β1水平，提示ARS和DHA可抑制肿瘤血管新生。

1.2.6 下调bFGF FGF家族成员分为酸性和碱性两种，目前研究较多的是碱性亚型bFGF。bFGF具有促进内皮细胞增殖和迁移，促进血管新生。杨静等[31]给予关节炎大鼠模型ART灌胃21 d后测定大鼠血清bFGF水平和滑膜组织中bFGF的表达，结果显示ART对大鼠关节炎具有显著治疗作用，其作用机制可能与下调bFGF表达有关。

1.2.6 下调HGF HGF是一种由间质细胞表达的多功能因子，目前认为其具有较强的促进内皮细胞增殖、迁移和抗凋亡的活性。刘玉琼[32]使用青蒿素干预宫颈癌Hela和Caski细胞48 h，结果发现随着青蒿素作用浓度的增加，HGF及其特异性受体c-Met的表达均显著降低，推测青蒿素可能通过减少HGF/c-Met信号传导通路的表达，抑制细胞迁移，阻碍血管新生。

1.2.7 下调PDGF PDGF作为血管内皮生长因子家族成员，可促进内皮细胞的增殖和迁移，对血管生长、成熟、稳定和重塑起到重要作用。由PDGF等血管生长因子诱导的动脉粥样硬化斑块内血管新生可增加斑块的不稳定性，增加心血管事件的发病率。DU H J等[33]研究发现PDGF可诱导小鼠主动脉血管平滑肌（MOVAS）细胞增殖和迁移，而ART干预可有效逆转PDGF对MOVAS细胞表型的上述作用，提示ART可通过下调PDGF抑制血管新生，阻碍斑块的发展。许晓燕[34]使用ART作用于1%缺氧培养的脉络膜黑色素瘤OCM-1细胞，结果发现，在缺氧条件下，ART可下调PDGF的表达，抑制OCM-1细胞的增殖及成管，抑制血管新生。

1.2.8 下调促血管新生的相关转录因子 HIF-1α作为一种转录因子，常氧条件下表达水平较低，而肿瘤等相对缺氧环境中表达量增高，可促进下游分子如VEGF等与血管生成有关基因的表达，在血管生成、肿瘤发生及炎性反应等方面都起关键作用。在视网膜脉络膜组织中，李佳贤等[35]研究发现ART可通过下调视网膜脉络膜中HIF-1α和VEGF蛋白表达水平，抑制脉络膜新生血管所导致的黄斑变性。在肿瘤组织中，董海鹰等[36]的研究结果显示ART可通过下调HIF-1α和VEGF的基因表达，抑制人乳腺癌MCF-7裸鼠移植瘤的生长血管新生。

STAT3是与血管生成相关的转录因子之一，活化的STAT3可增加可介导VEGF、MMPs等多种促血管生成因子的表达，调控血管新生。GAO P等[12]研究发现DHA可抑制HUVEC细胞中STAT3的磷酸化，抑制HUVEC细胞的管状形成，提示DHA具有抗血管生成的治疗潜力。JIA L F等[17]的研究显示DHA可抑制Fadu细胞、喉癌Hep-2细胞和舌癌Cal-27细胞中STAT3的磷酸化，下调VEGF、MMP-2和MMP-9的表达，抑制血管新生。

典型的NF-κB是由P50和P65组成的异源二聚体，通常与其抑制物IκB以非共价键结合，以无活性的三聚体形式存在，当细胞受到外界刺激后，IκB被激活，释放NF-κB，调控其靶基因VEGF、MMP等多种促血管生成因子的表达，介导炎症及血管新生。DONG F Y等[8]使用DHA处理HUVEC细胞，检测DHA对IκB-a和P65的影响，结果发现细胞质中IκB-a蛋白水平显著升高，而细胞核中P65蛋白水平显著降低，提示DHA可能通过增加内皮细胞中IκB-a蛋白阻断NF-κB的易位，从而抑制NF-κB及其下游信号通路，发挥抗血管新生作用。LI Y C等[37]研究发现ART可抑制软骨细胞ATDC5细胞株中p65的磷酸化和核转移，使NF-κB信号通路失活，抑制软骨细胞的炎症及血管新生。

2 青蒿素及其衍生物抗血管新生相关疾病的临床应用

2.1 治疗肿瘤 血管新生在肿瘤的发展和转移中起重要作用，而青蒿素及其衍生物抗肿瘤的治疗在临床应用较广泛。一例使用ART联合化疗治疗葡萄膜黑色素瘤的病例报告[38]显示，ART可使患者病情趋向稳定，延长生存时间，且毒副作用小。另有一例注射和口服ART治疗喉鳞状细胞癌的病例报告[39]显示，ART治疗可以使肿瘤体积明显缩小，有利于延长患者的生存期，改善生存质量。ZHANG Z Y等[40]采用ART静脉给药联合化疗治疗中晚期非小细胞肺癌，结果发现ART能提高近期疾病控制率，延长疾病进展时间。VON HAGENS C等[41-42]给予转移性乳腺癌患者在抗肿瘤基础治疗的同时口服ART，结果表明ART可稳定病情，无论长期（37个月）或是短期（4周）用药，均未发生重大安全问题，是一种安全且耐受性良好抗肿瘤治疗。DEEKEN J F等[43]给予晚期恶性实体瘤患者ART静脉注射，结果显示ART可提高疾病控制率，患者治疗耐受性好。

在青蒿素及其衍生物抗肠道肿瘤的治疗中，KRISHNA S等[44]给予结直肠癌患者口服ART，结果显示ART可通过下调肿瘤细胞增值标志物Ki67蛋白的表达，抑制肿瘤细胞增殖，降低结肠癌的复发率。肠息肉虽然是良性疾病，但作为肠癌主要的癌前病变，预防其复发和癌变也是应该关注的问题。黄小乔等[45]给予湿热壅滞型腺瘤性肠息肉患者口服鲜青蒿汁，发现鲜青蒿汁能通过调控肠道息肉环氧化酶-2（COX-2）的表达、降低患者血清甘油三酯（TG）、总胆固醇（TC）水平，预防肠息肉的复发。

在青蒿素衍生物抗宫颈癌的治疗中，JANSEN F H等[46]给予晚期宫颈癌患者口服DHA 28 d，结果显示DHA可降低肿瘤组织中肿瘤抑制蛋白p53、表皮生长因子受体（EGFR）、Ki-67抗原、血管内皮标志物CD31的表达，改善疼痛、阴道分泌物等临床症状。TRIMBLE C L等[47]采用ART阴道内给药治疗宫颈上皮瘤变，结果显示该治疗方式可消除HPV病毒，改善宫颈病理状况，阻碍其发展为浸润性宫颈癌。

2.2 治疗眼部疾病 目前，青蒿素及其衍生物治疗糖尿病视网膜病变、年龄相关性黄斑变性等血管新生相关的眼科疾病多集中在基础研究阶段，临床研究较少。在一项ART治疗眼部新生血管的临床研究[48]中，研究者对角膜、虹膜、视网膜血管新生且无光感的患者进行ART玻璃体内注射治疗，结果发现两次注射后，血管新生减少，视乳头水肿减轻，平均眼压下降，疗效持续可持续52周，证实ART玻璃体内注射是一种抑制新生血管性眼病安全有效的治疗方式。

2.3 治疗类风湿性关节炎（RA）RA是一种以进行性关节破坏为特征的慢性炎症性自身免疫病，其发病的关键病理环节之一是大量异常血管新生形成血管翳，参与软骨的破坏，导致关节畸形和功能障碍[49]。因此，抗血管新生是治疗RA的机制之一。目前多项研究显示青蒿素及其衍生物具有抑制血管新生的活性[3]。在临床治疗中，研究者们[50-55]多采用ART片或青蒿单独使用，或者与甲氨喋呤（MTX）联合使用治疗RA，给药方式为口服、粉剂静脉注射或水煎服等，结果发现治疗后关节肿胀指数、关节压痛指数、晨僵时间等各项临床指标得到了较好的恢复，外周血白细胞介素-1（IL-1）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、C反应蛋白（CRP）等实验室指标也有所好转，与使用羟氯喹或MTX的对照组比较，显效率、总有效率、临床指标、炎症指标等差异均无统计学意义（P＞0.05），说明ART对RA的治疗作用不亚于羟氯喹或MTX，且联合使用的疗效更佳。

2.4 治疗皮肤炎症 血管新生反应与炎症反应关系密切。炎性细胞可分泌VEGF、PDGF、蛋白酶类等多种血管新生因子，促进炎症部位的血管新生。同时，新生血管的内皮细胞可促进白细胞的招募，提高血管的通透性，促进炎症的发生和发展。如银屑病患者皮损处角质形成细胞分泌血管新生因子增多，促进真皮乳头层微血管新生[56]。因此，抗新生血管是治疗皮肤炎症的靶点之一。青蒿素及其衍生物具有抗血管新生活性，可将其应用于皮肤炎症的临床治疗。酒渣鼻是一种发生在颜面中部慢性炎症性皮肤病，研究[57]发现，口服ART可改善面部红斑、丘疹和脓疱，且无明显副作用，其疗效与传统用药多西环素相当。余其斌等[58]采用ART静脉给药治疗系统性红斑狼疮、银屑病、湿疹等多种皮肤炎症，发现用药14 d后有效率达60%以上，尤其治疗湿疹的有效率达100%，证实ART可抑制变应性皮炎，具有临床使用价值。

3 小 结

近年来，血管抑制剂类药物在临床上应用越来越广泛，血管抑制剂药物与其他抗肿瘤药物的联合使用在提高肿瘤治疗效果、降低化疗药物毒性、提高患者生存率等方面发挥了重要作用[59]。而中药类抗血管新生药物除了具备上述优势外，还具有价格低廉、副作用小、提高免疫力等优势。青蒿素及其衍生物已被证实可通过多靶点多通路发挥作用[60]，在临床上血管新生相关疾病的治疗中具有广阔的应用前景。但目前青蒿素及其衍生物在糖尿病视网膜病变、年龄相关性黄斑变性等血管新生相关的眼科疾病临床应用资料尚缺乏，在其他疾病中临床资料也稍显不足，因此仍需研究者们进一步深入的临床研究及实践，使青蒿素及其衍生物得以更充分地开发和利用。