針灸治療腫瘤化療后骨髓抑制的最新研究進(jìn)展

石健菲 焦丹麗 胡 丹 趙 琛 劉世敏

(上海中醫(yī)藥大學(xué)針灸推拿學(xué)院，上海，201203)

骨髓是人體主要造血器官,由造血細(xì)胞以及造血微環(huán)境(Hematopoietic Microenvironment，HM)2部分構(gòu)成。其中，造血細(xì)胞包括造血干細(xì)胞(Hematopoietic Stem Cells，HSCs)、造血祖細(xì)胞(Hematopoietic Progenitor Cells，HPCs)和各系前體細(xì)胞[1]。HM包括骨髓基質(zhì)細(xì)胞、黏附分子、細(xì)胞因子等[2]。

骨髓抑制可導(dǎo)致骨髓造血組織形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變、骨髓細(xì)胞增殖周期的異常、骨髓細(xì)胞的凋亡、骨髓HM的損傷、HM中信號(hào)通路的異常等一系列病理改變。當(dāng)發(fā)生骨髓抑制時(shí)，骨髓造血組織形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變一般表現(xiàn)為脂肪組織大量增生,血竇內(nèi)皮、網(wǎng)狀細(xì)胞明顯損傷，粒細(xì)胞變性，線粒體腫脹，粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脫粒、擴(kuò)張等[3-4]。骨髓細(xì)胞增殖周期的異常主要表現(xiàn)為大多數(shù)細(xì)胞停頓在G1期,不能通過(guò)G1/S的檢查點(diǎn)，是影響骨髓造血功能的關(guān)鍵因素之一[5]。骨髓細(xì)胞的凋亡對(duì)造血系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)揮著重要作用,放化療會(huì)破壞骨髓細(xì)胞DNA結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡，從而使骨髓造血功能下降。HM是造血細(xì)胞賴以生存的場(chǎng)所，是骨髓抑制發(fā)生后造血再恢復(fù)的重要影響因素[6-9]。化療藥物會(huì)對(duì)HM造成損傷，干預(yù)造血相關(guān)黏附分子及趨化因子的轉(zhuǎn)錄，降低其蛋白表達(dá)[10-11]。

目前，治療骨髓抑制常用的方法為各種集落刺激因子及成分輸血等，雖有療效，但存在著費(fèi)用高、不良反應(yīng)多等缺點(diǎn)，例如粒細(xì)胞集落刺激因子會(huì)引起慢性纖維性肺炎或休克，反復(fù)輸注血小板可導(dǎo)致同種抗體的形成等[12]。而針灸，作為一種傳統(tǒng)的中醫(yī)療法，具有無(wú)明顯不良反應(yīng)、療效顯著、易于臨床推廣等優(yōu)點(diǎn)，有望成為新的替代療法。

中醫(yī)將骨髓抑制歸于虛勞、內(nèi)傷發(fā)熱范疇[13]。大量研究表明針灸可以改善化療后的骨髓抑制現(xiàn)象，為進(jìn)一步對(duì)其作用機(jī)制的研究進(jìn)行總結(jié)，現(xiàn)對(duì)針灸治療骨髓抑制的文獻(xiàn)進(jìn)行歸納與研究。在國(guó)家知識(shí)基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)庫(kù)(China National Knowledge Infrastructure，CNKI)以“針灸”“針刺”“艾灸”“灸法”“穴位”“耳穴”“耳針”“電針”“穴位貼敷”“穴位注射”“骨髓抑制”為檢索詞，PubMed數(shù)據(jù)庫(kù)以“bone marrow suppression”“acupuncture”“moxibustion”“auricularacupunctur”“electroacupuncture”“hand acupuncture”“point application”“point injection”為檢索詞，語(yǔ)種限定為中文和英文，檢索得到相關(guān)文獻(xiàn)63篇，排除重復(fù)文章、綜述、非骨髓抑制相關(guān)的研究，最終篩選出針灸治療化療后骨髓抑制臨床和實(shí)驗(yàn)文獻(xiàn)32篇。本文對(duì)這32篇文獻(xiàn)進(jìn)行分析，總結(jié)歸納了針灸治療化療后骨髓抑制的作用機(jī)制。

1 針灸對(duì)骨髓細(xì)胞的影響

1.1 抑制骨髓細(xì)胞凋亡 骨髓細(xì)胞凋亡受多種因素影響，F(xiàn)as/Fas配體系統(tǒng)是其中之一。高巧營(yíng)等[14]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明針刺和艾灸均可下調(diào)Fas/Fas配體表達(dá)，抑制細(xì)胞凋亡。林海波等[15]發(fā)現(xiàn)針刺內(nèi)關(guān)穴能下調(diào)Fas/Fas配體蛋白的表達(dá)量，從而抑制細(xì)胞凋亡的發(fā)生。除Fas/Fas配體系統(tǒng)外，Bax/Bcl-2(BCL-2-相關(guān)X蛋白/B細(xì)胞淋巴瘤-2)比值也影響著細(xì)胞凋亡。Bcl-2優(yōu)勢(shì)時(shí)細(xì)胞存活，Bax優(yōu)勢(shì)時(shí)細(xì)胞凋亡。路玫等[16]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，針刺和艾灸可以上調(diào)凋亡抑制基因Bcl-2、下調(diào)促凋亡基因Bax的蛋白表達(dá)，使Bax/Bcl-2比值降低，從而抑制骨髓細(xì)胞凋亡。

1.2 修復(fù)骨髓細(xì)胞DNA損傷 環(huán)磷酰胺(Cyclophosphamide，CTX)是臨床上常用的化療藥物，具有免疫抑制及細(xì)胞毒化作用。CTX的代謝產(chǎn)物烷化劑作用于DNA后,能夠造成DNA分子損傷，與這種損傷密切相關(guān)的途徑是核苷酸切除修復(fù)(Nucleotide Excision Repair，NER)途徑[17]。在NER途徑修復(fù)損傷DNA片段的過(guò)程中,著色性干皮病互補(bǔ)組D(Xeroderma Pigmentosum Complementary Group D,XPD)起著至關(guān)重要的橋梁作用[18]。路玫等[19]發(fā)現(xiàn)針灸可以上調(diào)CTX化療后荷瘤小鼠骨髓細(xì)胞DNA修復(fù)相關(guān)蛋白O6-甲基鳥(niǎo)嘌呤-甲基轉(zhuǎn)移酶(O6-methylguanine-methyltransferase,MGMT)、DNA聚合酶β(Polymerase Beta,POLβ)、XPD的表達(dá)并改善化療后骨髓抑制。同時(shí)，也有研究表明針灸可以上調(diào)化療機(jī)體的XPD蛋白表達(dá),并且較大程度地修復(fù)受損細(xì)胞DNA[20]。

此外，POLβ作為DNA聚合酶家族的重要成員,在DNA復(fù)制、合成及堿基切除修復(fù)中也發(fā)揮著關(guān)鍵作用[21]。于冬冬等[22]發(fā)現(xiàn)荷瘤小鼠經(jīng)針刺和艾灸干預(yù)后，骨髓細(xì)胞POLβ的表達(dá)量明顯上調(diào),骨髓細(xì)胞損傷DNA的堿基切除修復(fù)能力得到提升。

1.3 調(diào)節(jié)骨髓細(xì)胞增殖周期 細(xì)胞周期可劃分為間期、有絲分裂期和細(xì)胞分裂期。在細(xì)胞周期調(diào)控機(jī)制中，S期與G1期、G2期與M期之間存在著2個(gè)關(guān)鍵的檢查點(diǎn)，易引起骨髓細(xì)胞周期阻滯[23]。細(xì)胞中所含有的微核越多，引起細(xì)胞增殖周期停滯的效應(yīng)就越強(qiáng)烈[24]。張世敏等[25]發(fā)現(xiàn)針灸可以降低CTX小鼠骨髓有核細(xì)胞微核率，從而減弱細(xì)胞周期的停滯效應(yīng)。另外，也有研究表明針灸可以提高G1期、G2期骨髓細(xì)胞DNA的含量,促進(jìn)DNA合成和有絲分裂[26]。路玫等[27]研究發(fā)現(xiàn)對(duì)“膈俞”“大椎”“足三里”“腎俞”穴進(jìn)行針刺和艾灸可以提升骨髓細(xì)胞周期蛋白D1的表達(dá)量,加速細(xì)胞從G1期向S期的轉(zhuǎn)化,從而加速細(xì)胞有絲分裂。

2 針灸對(duì)HM的影響

2.1 黏附分子 黏附分子是一類(lèi)起黏附作用的膜表面糖蛋白，可介導(dǎo)組織細(xì)胞與造血細(xì)胞之間的黏附和信息交換，與HSCs的歸巢和動(dòng)員密切相關(guān)[28]。劉海偉[29]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明針灸能夠上調(diào)血管細(xì)胞黏附分子-1(Vascular Cell Adhesion Molecular-1，VCAM-1)、下調(diào)細(xì)胞間黏附分子-1(Intercellular Adhesion Molecular-1，ICAM-1)的基因和蛋白表達(dá)量,發(fā)揮針灸保護(hù)骨髓HM的作用。金玉晶[28]選取“大椎”“膈俞”“腎俞”“足三里”對(duì)小鼠給予針刺和艾灸治療，發(fā)現(xiàn)針刺和艾灸能夠促進(jìn)CTX小鼠骨髓組織中黏附分子VCAM-1以及ICAM-1蛋白的表達(dá),提升外周血白細(xì)胞。另外，李昆珊[30]的研究結(jié)果表明針刺和艾灸可以通過(guò)下調(diào)黏附分子淋巴細(xì)胞功能相關(guān)抗原-1的含量，降低HSCs與骨髓基質(zhì)的黏附。

2.2 細(xì)胞因子 細(xì)胞因子主要包括白細(xì)胞介素、趨化性細(xì)胞因子和腫瘤壞死因子等[31]。有研究表明針灸可以提高血清中白細(xì)胞介素-7和白細(xì)胞介素-18的含量[32]。李昆珊[30]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示針刺和艾灸可以上調(diào)CTX化療小鼠骨髓中趨化因子間質(zhì)細(xì)胞因子(Stromal Cell-derived Factor-1，SDF-1)的含量，增強(qiáng)HSCs/HPCs的趨化作用，修復(fù)化療后骨髓HM損傷。同時(shí)，劉海偉[33]研究發(fā)現(xiàn)針刺和艾灸可以上調(diào)干細(xì)胞因子(Stem Cell Factor，SCF)mRNA的表達(dá)、下調(diào)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β1mRNA的表達(dá)，并且對(duì)骨髓HM的造血功能有著不同程度的改善。

2.3 基質(zhì)細(xì)胞 骨髓基質(zhì)細(xì)胞對(duì)HSCs的自我更新起關(guān)鍵作用,參與調(diào)節(jié)HSCs的增殖、分化、成熟及凋亡[34-35]。此外，骨髓基質(zhì)細(xì)胞還可分泌多種造血細(xì)胞生成調(diào)控因子，參與血細(xì)胞的儲(chǔ)存、出髓和回髓過(guò)程[36]。有研究表明，針刺與艾灸可促進(jìn)骨髓基質(zhì)細(xì)胞的修復(fù),從而提升骨髓的造血功能[37]。同時(shí)，趙喜新等[38]也發(fā)現(xiàn)針灸可以提高化療后骨髓基質(zhì)細(xì)胞支持造血的能力。

基質(zhì)金屬蛋白酶(Matrix Metalloproteinase，MMP)是在基質(zhì)細(xì)胞內(nèi)合成并分泌到細(xì)胞外基質(zhì)的一種蛋白酶，其通過(guò)在骨髓HM中重塑細(xì)胞外基質(zhì)(Extracellular Matrix，ECM)來(lái)參與生理和病理性造血活動(dòng)[39]。張麗繁[40]發(fā)現(xiàn)針灸通過(guò)促進(jìn)骨髓細(xì)胞中MMP的表達(dá)以及提升MMP的活性,從而導(dǎo)致ECM中或基質(zhì)細(xì)胞膜上細(xì)胞因子的釋放。

3 針灸對(duì)信號(hào)通路的影響

3.1 Notch信號(hào)通路 Notch是一種單次跨膜受體蛋白，可被不同的跨膜配體激活。Notch2可以抑制粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子(Granulocyte-macrophage Colony Stimulating Factor，GM-CSF)引起的髓系細(xì)胞分化[41]。Numb是細(xì)胞命運(yùn)的關(guān)鍵調(diào)控器，Numb蛋白可通過(guò)胞吞作用來(lái)下調(diào)Notch信號(hào)[42]。路玫等[43]研究表明針灸可以下調(diào)荷瘤小鼠骨髓細(xì)胞Notch信號(hào)通路中關(guān)鍵基因Jag1、Notch2的蛋白表達(dá)，減輕骨髓抑制。葉強(qiáng)[44]發(fā)現(xiàn)艾灸“足三里”穴可以調(diào)控Notch信號(hào)通路上的Notch1、纖維素合酶樣蛋白(Cellulose Synthase-like,CSL)、Jagged1蛋白的表達(dá)，從而激活Notch信號(hào)通路,以提升骨髓造血功能。此外，還有研究表明針刺和艾灸可增加Numb蛋白的含量、降低Notch蛋白的含量,抑制過(guò)度激活的Notch信號(hào)通路,這是針灸減輕骨髓抑制的重要機(jī)制之一[45-49]。

3.2 Wnt/β-聯(lián)蛋白信號(hào)通路 Wnt/β-聯(lián)蛋白信號(hào)通路是Wnt信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路中的一條經(jīng)典通路，當(dāng)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells,BMMSCs)的Wnt/β-聯(lián)蛋白信號(hào)通路被激活時(shí)，Wnt3與跨膜蛋白脂蛋白受體相關(guān)蛋白(Lipoprotein Receptor-related Protein,LRP)-5/6以及卷曲蛋白受體結(jié)合，使β-聯(lián)蛋白在細(xì)胞內(nèi)蓄積，轉(zhuǎn)入細(xì)胞核內(nèi)，促使BMMSCs向成骨細(xì)胞分化加強(qiáng)[50]。除此之外，經(jīng)典Wnt/β-聯(lián)蛋白通路的激活還能增加HPCs的形成[51]。研究發(fā)現(xiàn)電針療法可以上調(diào)Wnt1與β-聯(lián)蛋白的表達(dá)[52-53]。王亞軍等[54]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明經(jīng)針刺干預(yù)后,Wnt3a和β-聯(lián)蛋白mRNA表達(dá)顯著升高。姚長(zhǎng)風(fēng)等[55]發(fā)現(xiàn)艾灸關(guān)元、三陰交穴可以激活BMMSCs的Wnt/β-聯(lián)蛋白信號(hào)通路，顯著上調(diào)降低的Wnt3a及β-聯(lián)蛋白的表達(dá)水平。

3.3 磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(Phosphatidylinositol-3-kinase-protein Kinase B,PI3K/AKT)信號(hào)通路 PI3K/AKT信號(hào)通路在HSCs的定向分化和穩(wěn)態(tài)維持中起著重要的作用，PI3K/AKT信號(hào)通路若失活，會(huì)導(dǎo)致HSCs更多地處于靜息狀態(tài)，細(xì)胞周期受到阻滯，從而使HSCs失去造血分化的能力[56]。在維持HSCs穩(wěn)態(tài)進(jìn)程中，PI3K及其效應(yīng)物AKT是重要的調(diào)節(jié)因子，部分PI3K的缺失會(huì)使HSC的再填充潛力下降[57]。針灸可以提升PI3K和AKT的蛋白表達(dá)量，促進(jìn)HSCs的生長(zhǎng)和存活，從而改善骨髓抑制。劉禹等[58]發(fā)現(xiàn)針刺大鼠百會(huì)、水溝、雙側(cè)三陰交及內(nèi)關(guān)穴可以提高PI3K表達(dá)量。王華等[59]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)慢性心肌缺血大鼠進(jìn)行電針干預(yù)后，PI3K和AKT的mRNA表達(dá)量明顯升高。同時(shí)，徐少群等[60]也發(fā)現(xiàn)電針可以提升小鼠的PI3K及AKT蛋白表達(dá)量。

3.4 核因子κB信號(hào)通路 核因子κB信號(hào)通路廣泛存在于胸腺、骨髓中，激活核因子κB信號(hào)通路可使抗凋亡基因表達(dá)減少，HSCs凋亡，導(dǎo)致造血障礙[61]。有研究表明電針干預(yù)“曲池”“血?！薄白闳铩毖赏ㄟ^(guò)抑制IκBα蛋白降解來(lái)下調(diào)核因子κB蛋白表達(dá)量[62]。林道冠和徐桂麗[63]發(fā)現(xiàn)針刺“足三里”穴可顯著降低核因子κB的表達(dá)水平。此外，王丹[64]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明艾灸“腎俞”“足三里”穴可以降低核因子κBp65蛋白含量。

4 討論

惡性腫瘤嚴(yán)重威脅著人類(lèi)健康以及社會(huì)發(fā)展，其發(fā)病率逐年增長(zhǎng)。治療腫瘤的主要手段是放化療和手術(shù)。臨床上常用的化療藥物之一CTX是一種細(xì)胞毒性化療藥物，可破壞DNA結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致細(xì)胞死亡[65]。但CTX在殺死腫瘤細(xì)胞的同時(shí)，也對(duì)正常的骨髓細(xì)胞造成嚴(yán)重?fù)p傷，從而引起骨髓抑制[66]。臨床上治療腫瘤常采取CTX化療，但其導(dǎo)致的骨髓抑制無(wú)法避免，因此，亟須治療方法上的創(chuàng)新。

針灸是中醫(yī)治療骨髓抑制的非藥物療法，可為解決這一問(wèn)題提供一定的幫助。相比藥物治療，針灸療法無(wú)明顯不良反應(yīng)，國(guó)際認(rèn)可度高，可操作性好，易于臨床推廣。但現(xiàn)有研究中，針灸改善骨髓抑制的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)尚且不足。同時(shí)，也有研究表明通過(guò)可誘導(dǎo)的Cre-LoxP調(diào)節(jié)靶基因敲除技術(shù)，敲除β-聯(lián)蛋白或同時(shí)敲除β-聯(lián)蛋白和γ-聯(lián)蛋白均對(duì)HSCs的自我更新和造血重建能力無(wú)影響[67-69]。這些研究結(jié)果不一致的原因有待進(jìn)一步探討，為治療骨髓抑制提供新的思路和方法。