慢性粒细胞白血病急变期的中医药治疗
慢性粒细胞白血病(CML)的特点是存在9号染色体abl基因与22号染色体bcr基因的相互移位,形成一个异常的bcr/abl融合基因,该融合基因编码一个融合蛋白,具有酪氨酸激酶的活性。Bcr/Abl融合蛋白的持续激活会导致造血前体细胞恶性变,使细胞的增殖能力提高、粘附能力下降和凋亡能力降低。CML常在短时期内发生转变,进入加速期和急变期,导致疾病进展,预后差。目前,CML的根治性治疗是异基因干细胞移植,常因寻找合适的供体困难而应用受限;另外Bcr/Abl融合蛋白抑制剂伊吗替尼(Imatinib)是治疗CML的主要药物,但该药不仅价格昂贵,而且少数病人还会发生耐药。有报道指出,HO-1基因的过度表达参与CML细胞耐药过程的形成。HO-1是一个应激诱导蛋白,催化血红素分解为一氧化碳(CO)、胆绿素和铁,通过这些代谢产物调节各种细胞的凋亡[3]。在bcr/abl基因致肿瘤形成的过程中,细胞常伴有HO-1基因的持续表达。Bcr/Abl融合蛋白是HO-1基因的转录因子,能增加HO-1的表达水平 。通过HO-1分子,Bcr/Abl发挥细胞的抗凋亡作用。因此,我们推测,能够抑制HO-1的表达的药物,可能具有潜在治疗CML的临床应用价值。
黄连解毒汤是传统中药中最具代表性的清热解毒方剂,由四种植物成分组成,它们分别是黄连、黄芩、黄柏和栀子。在研究多发性骨髓瘤的过程中,我们发现黄连解毒汤具有抑制细胞增殖和诱导细胞凋亡的作用,而发挥这种作用的重要成分是黄芩中所含的黄芩素。黄芩素的作用机理主要是通过抑制NF-kB的信号传导途径,降低IL-6和抗凋亡基因xiap的表达 。由于CML的进展与细胞增殖能力增强和凋亡受抑制有关,而黄连解毒汤不仅具有抑制细胞增殖和诱导凋亡作用,而且价格低廉,服用方便。为此,我们观察了黄连解毒汤对CML加速期的影响,并探讨了HO-1基因和蛋白的表达与黄连解毒汤作用的关系。
黄连解毒汤是由黄连2克、黄芩3克、黄柏1.5克和栀子2克组成,四种成分均购于日本东京津村公司,为分析纯,根据文献提取黄连解毒汤 5。口服中药方剂的配制,黄连解毒汤每日一付,水煎,分三次口服,每次100毫升。
黄连解毒汤对骨髓单个核细胞HO-1表达的作用:有报道指出,CML发生进展和耐药时,往往伴有新的基因突变或某些基因过度表达,其中最重要的基因之一就是HO-1。HO-1是bcr/abl融合基因所控制的靶基因, 在CML治疗过程中,HO-1失去控制而过度表达时,预示病情进展。为明确本例患者口服黄连解毒汤后发生病情逆转是否与HO-1表达水平的降低有关,我们比较了治疗前后,患者骨髓单个核细胞HO-1基因表达水平的变化。RT-PCR检测发现,黄连解毒汤治疗前后骨髓单个核细胞的b-actin基因表达水平无明显变化,而HO-1基因的表达水平明显降低(图2)。因此,黄连解毒汤逆转CML加速期与下调Bcr/Abl蛋白控制的靶基因HO-1有关。
黄连解毒汤及其主要活性成分黄芩素对K562细胞增殖的影响:为了进一步证实黄连解毒汤对CML的抑制作用,在浓度为25~200ng/ml的范围内,体外培养的K562细胞经黄连解毒汤处理后,可观察到黄连解毒汤对K562细胞的生长有抑制作用,而这种抑制作用呈剂量和时间依赖性,与对照组相比,差异具有显著意义(* P<0.05, ** P<0.01)。在黄连解毒汤中,对肿瘤细胞增殖发挥抑制作用的主要成分是黄芩素[5]。因此,我们观察了黄芩素对K562细胞增殖的抑制作用, 在浓度为6.25~50mM范围内,黄芩素对K562细胞增殖的抑制作用也呈剂量和时间依赖性(图3B),与对照组相比,有显著差异(* P<0.05,** P<0.01)。 以上结果表明,黄连解毒汤和其活性成分黄芩素对K562细胞的体外增殖具有抑制作用。
黄芩素对K562细胞HO-1蛋白表达的影响:K562细胞表达HO-1,HO-1表达的增加会降低K562细胞对化疗药物的敏感性 [2] 。 为了进一步探讨黄芩素对K562细胞表达HO-1的影响,蛋白印迹用于检测黄芩素治疗前后HO-1蛋白表达水平的变化。结果发现:K562细胞经黄芩素处理12小时后,b-actin蛋白的表达水平无明显变化,而HO-1蛋白的表达水平明显降低(图4)。因此,黄芩素能抑制K562细胞HO-1蛋白的表达。
CML是由9号和22号染色体发生易位,形成Bcr/Abl融合基因所致。靶向基因分子,如伊吗替尼,是治疗CML的重要手段。在临床上使用伊吗替尼治疗CML的过程中,少数病人将发生耐药,导致治疗的失败,最终会使疾病进入加速期和急变期。因此,只有深入阐明CML发生耐药的分子机理,并寻找到新的治疗途径,才能更好地控制甚至逆转本病的进展。
HO-1是一个应激诱导的蛋白,它的功能是分解血红素分子,并参与调节多种肿瘤细胞的增殖 [6] 。 在CML,白血病细胞持续、过度表达HO-1基因和蛋白,其表达水平受bcr/abl融合基因的调控。因此,CML细胞持续、过度地表达HO-1与细胞形成对伊吗替尼耐药有明显关系[2]。我们推测:通过抑制HO-1基因的表达,能阻断CML的进展。因此,HO-1可作为一个新的靶向治疗分子用于控制疾病的进展。
黄连解毒汤在我国临床应用已有上千年的历史,其主要功效是清热和解毒。通过研究,我们发现,在体外,黄连解毒汤对骨髓瘤细胞有明显的抑制作用[5],但黄连解毒汤对CML的抑制作用尚未见报道。本文通过对一例CML加速期患者服用黄连解毒汤的临床效果观察发现,长期口服黄连解毒汤能降低骨髓中原始细胞和早幼粒细胞的数量,逆转CML加速期,使其重新回到慢性期,具有与Bcr/Abl靶分子相同的功效,但没有发现使bcl/abl基因转阴的作用。进一步分析发现,在体外,黄连解毒汤能直接抑制K562细胞系的增殖,在体内,口服黄连解毒汤能抑制CML细胞表达HO-1基因。
黄芩素是黄连解毒汤发挥抑制作用的的重要活性成分[5],本实验发现黄芩素除能抑制K562细胞的增殖外,还能降低K562细胞表达HO-1蛋白。还有的研究发现,黄芩素还能诱导K562细胞的凋亡[7]。黄芩素能抑制肿瘤细胞内多种信号传导途径[5, 8, 9],包括MAPK、PI3K/Akt和NF-kB。推测黄芩素可能还具有抑制Bcr/Abl酪氨酸激酶的活性,通过抑制NF-kB信号途径,使其转录活性降低,HO-1基因和蛋白的表达降低,从而使黄连解毒汤发挥逆转CML加速期的作用。
综上所述,由于黄芩素对CML肿瘤细胞内Bcr/Abl—HO-1信号传导轴的抑制作用,使传统的清热解毒方剂黄连解毒汤具有逆转CML加速期的功效。目前,我们正在对更多的病例进行观察,并将探讨黄芩素对Bcr/Abl酪氨酸激酶活性的影响。 由于本方剂价格低,服用方便,黄连解毒汤有望成为预防和逆转CML进展的有效药物。