螺旋藻肿瘤防治作用研究进展

       2004-12-03
       螺旋藻是一种螺旋状、不分枝的单细胞丝状微藻。它除含有极其丰富的营养成分外，作为宝贵的药用资源，正日益受到科学界的广泛重视，尤其是螺旋藻多糖和藻胆蛋白的防治肿瘤作用，更是国内外研究的热点。
       ■体外肿瘤细胞抑制作用
       螺旋藻多糖：中国科学院海洋研究所刘力生等研究发现，螺旋藻多糖(200毫克/千克)可显着抑制小鼠骨肉瘤180细胞的增殖和腹水型肝癌细胞DNA、RNA和蛋白质的合成，抑制作用在3～24小时内随时间的延长而提高。他们还通过对不同癌细胞的半抑制剂量的计算分析，说明不同的癌细胞对螺旋藻多糖的敏感性不一样，且螺旋藻多糖对DNA的抑制始终比RNA和蛋白质高，即螺旋藻多糖对癌细胞增殖的抑制主要是通过抑制DNA合成起作用，属于代谢抑制。
       藻胆蛋白：藻蓝蛋白作为藻胆蛋白的一种，具有捕光作用即光敏效应，正被开发为光敏剂用于辅助激光治癌。1988年，国外学者Morcos等用0.25毫克/毫升的藻蓝蛋白处理培养小鼠骨髓癌细胞，再对癌细胞进行激光辐照，发现癌细胞存活率仅为15％，而单纯采用激光辐照的癌细胞存活率为69％。1995年国内学者蔡心涵等采用不同浓度藻蓝蛋白液处理人大肠瘤细胞株HRsa48作体内外激光治癌实验，发现癌细胞存活率随藻蓝蛋白浓度降低而递增，呈良好的浓度剂量效应，并具有一定的杀伤作用。
       ■体内肿瘤防治作用
       螺旋藻多糖：刘力生等发现螺旋藻多糖对体内移植性癌细胞的增殖有显著的抑制作用，抑制率高达91%，能提高带瘤小鼠的存活率和存活天数，但螺旋藻多糖不能损伤癌细胞DNA的复制模板，不能直接杀伤癌细胞，因此带瘤小鼠会逐渐死亡。这主要是因为螺旋藻多糖能够显著提高机体非特异性细胞免疫功能和特异性的体液免疫功能，增强机体的免疫力，间接地发挥抗肿瘤作用。
       藻胆蛋白：1995年蔡心涵等用S180移植瘤小鼠，分别以藻蓝蛋白注射（2毫克/千克）、口服（20毫克/千克），再经铜激光辐照瘤体15天的方法，观察藻蓝蛋白体内抑瘤作用。发现注射与口服的有效率分别为50％和53％，而对照组小鼠被移植的S180瘤体不断长大，未见肿瘤被抑制现象。
       ■临床应用
       螺旋藻多糖有提高机体免疫功能的作用，在临床上已逐步用于肿瘤辅助治疗。广州医学院二附院曾波航等在研究螺旋藻多糖对白血病病人的治疗效果时发现，螺旋藻多糖在体外(10微克/毫升)对正常人自然杀伤细胞（NK细胞）活性无影响，但能不同程度提高初发、复发期病人外周血NK细胞活性(但仍低于正常人)，且在白介素-2的激活下能提高白血病病人外周血淋巴因子激活杀伤细胞（LAK细胞）活性。对处于缓解期的急性白血病病人，螺旋藻多糖能使其NK细胞活性恢复正常，即螺旋藻多糖提高肿瘤病人NK细胞活性作用与机体带瘤状态有关，当肿瘤负荷小(缓解期)时作用明显，证实生物治疗(包括螺旋藻多糖等药物)对肿瘤负荷低患者疗效优于肿瘤负荷大的病人(初发、复发时)。
       ■抗肿瘤作用机制
       肿瘤发生的过程涉及到正常细胞向肿瘤细胞转变并增生，形成可用临床和病理学方法检出的肿瘤的整个过程，是正常细胞在多因素作用下经多阶段的改变而形成的病变，其发生过程是多阶段的，至少包括激发、促进和演进3个阶段。
       在激发阶段起作用：激发是肿瘤发生的第一阶段，激发因子作用于靶细胞，在短时间内引起单个靶细胞遗传物质的改变，使其对外源性激发因子更为敏感，更易向癌前病变以及癌转变，这种激发细胞DNA的改变可通过细胞内一种核酸内切酶加以修复或经细胞凋亡清除部分激发细胞。国内学者庞启深等用核酸内切酶实验和放射自显影术证明螺旋藻多糖能通过提高核酸内切酶和DNA连接酶活性，增加辐照后的程序外DNA合成。藻蓝蛋白亦能显著减轻辐射对小鼠外周血细胞和骨髓细胞的损伤，加速外周血细胞和骨髓有形细胞的恢复，还可能作为一种DNA稳定因子起到肿瘤的防治作用。
       在促进阶段起作用：促进是肿瘤形成过程的第二个阶段，在内源性或外源性促癌因子的作用下，激发的细胞发生克隆性增生，并伴随细胞表型的改变，形成可用各种方法检出的病灶，而促癌因子可能是通过刺激激发细胞DNA复制或降低细胞凋亡的数量来促进激发细胞的克隆性扩增。刘力生等将螺旋藻多糖从培养的腹水型肝癌细胞培养基中撤除后，癌细胞DNA合成的速度迅速恢复，说明螺旋藻多糖对癌细胞增殖的抑制是通过抑制DNA合成完成的。藻蓝蛋白除作为光敏剂外，其本身对肿瘤细胞的生长也有明显的抑制作用，但目前对该抑制作用是不是通过程序性死亡这一机制来实现的还有不同的结论，而且藻蓝蛋白抑制肿瘤细胞的生长是否是通过影响DNA和RNA的合成或诱导肿瘤细胞内信息分子的改变来实现，还需进一步研究。
       在演进阶段起作用：演进是肿瘤发生的最后阶段，在演进因子或完全致癌因子的作用下，癌前状态的细胞遗传基因再次发生不可逆改变，并获得一些新的生物学特性，最后癌出现以致发生转移。Morcos等1992年研究发现藻蓝蛋白能被肿瘤细胞选择性吸收到细胞膜中，但对藻蓝蛋白是否作用于演进因子或完全致癌因子还是直接作用于肿瘤细胞的遗传基因还不太清楚，螺旋藻多糖是否也作用于两种因子，尚有待深入研究。
       增强机体的免疫功能：肿瘤的发生、发展和治疗均与免疫抑制和免疫缺陷有关，免疫系统的所有效应成分均对消除肿瘤细胞，控制肿瘤生长有作用，通常认为在抗肿瘤免疫的反应中细胞免疫起重要作用。螺旋藻多糖和藻胆蛋白能明显地使免疫功能特别是细胞免疫功能增强。刘力生等研究发现，螺旋藻多糖能使小鼠胸腺皮质厚度明显增加。此外，螺旋藻多糖还可促进单核巨噬细胞系统和体外小鼠淋巴细胞的转化，增强机体自我保护的能力。藻胆蛋白亦能刺激小鼠脾淋巴细胞产生集落刺激因子，增加淋巴细胞的免疫活性，促进免疫系统抵抗各种疾病，防治肿瘤。