散论-20 内毒素的抗肿瘤作用

杨鸿智

散论-20  内毒素的抗肿瘤作用
作者：
中国医药信息学会北京分会后现代理论医学专业委员会主任委员杨鸿智

这一节的标题，即是《分子内毒素学》一书中第十六章的标题。现将该书，该章有关文字抄录如下：
<细菌内毒素抗肿瘤作用的研究简史>
早在上个世纪末，Bush和Coley等医生发现得了急性细菌感染（丹毒）的病人，其所患肿瘤会部分或全部消退。以后Coley从病人的丹毒感染灶中分离出化脓性链球菌和灵杆菌，以其培养滤液制成Coley氏毒素。这种制剂在当时尚未开展放疗及化疗的时代，作为临床抗肿瘤剂而得以广泛应用。Coley本人对此做了大量研究工作，以后才知，Coley氏毒素中含有大量的内毒素。本世纪三十年代后，Gratia和Ling首次发现了大肠杆菌培养滤液可致豚鼠移植性肿瘤发生出血坏死而最终动物痊愈。Shear等从灵杆菌的培养滤液中分离出了内毒素，并认为肿瘤的出血坏死由内毒素所致。以后，随着细菌内毒素结构与功能等研究的开展，使人们对内毒素的抗肿瘤作用也加深了了解。许多研究者在实验中证实了细菌内毒素的致肿瘤出血坏死作用。而Coley氏毒素在临床上一直沿用至本世纪70年代。
<细菌内毒素抗肿瘤作用的临床观察和基础研究>
除了早期Coley等人的在临床大量应用细菌滤液制剂外，70年代后，又有不少研究者应用内毒素以及联合其他细菌胞壁成分进行临床肿瘤治疗。Hanessian等将急性成髓细胞性白血病（AML）患者随机分为两组。一组给予含大量内毒素的绿脓杆菌菌苗；另一组不给予内毒素。两组病人同时接受L-6化疗计划，即先用阿糖胞苷和硫代鸟嘌呤缓解病情，以后以长春新碱，氨甲基叶酸、BCVUN、硫代鸟嘌呤、环磷酰胺及羟基脲等维持治疗。结果表明，疫苗并未影响绿脓杆菌感染的频率和严重性，而且内毒素组的患者其白血病缓解期明显比未用内毒素组患者的要长。内毒素给予组13名病人有6人完全缓解，而未给予内毒素组17名病人仅有1个完全缓解。Kempin等人于1981年报导，内毒素对非何杰金氏淋巴瘤同样有良好的治疗作用。他们将晚期非何杰金氏淋巴瘤病人分为两组。一组给予热灭活的Coley氏混合细菌菌苗，另一组不给予。两组患者同时接受化疗及局部放疗。结果表明：给予组中22名患者有17人缓解期超过4年，未给予组中23名患者仅10人发生缓解，且缓解期不超过2年。从存活率来看，给予组5年内病人全部存活，而未给予组23名患者有7人死亡。……在荷瘤动物身上，内毒素注入几小时后即可出现肿瘤出血、坏死，2-3天后肿瘤开始被排斥。内毒素对多种肿瘤有杀伤或抑制作用，而以淋巴瘤为最敏感、效果最好。
<细菌内毒素抗肿瘤作用的机理>
早在50年代，Alegine认为内毒素所致肿瘤的出血坏死是继发于内毒素性全身低血压，循环阻滞导致的肿瘤内血管床缺血，肿瘤细胞缺氧、死亡。Stetson证明了实体瘤经内毒素处理后发生显著而短时间的血管紊乱。70年代后，对于内毒素的抗肿瘤机制，已转向内毒素诱生的内源性因子，如白介素、肿瘤坏死因子，集落刺激因子（CSF）等的研究。Freudenberg等在内毒素所致肿瘤出血坏死的病理研究中发现：肿瘤移植后8天，注射内毒素，30min后用免疫组化方法，即可见内毒素被肿瘤内毛细血管内膜单个核细胞吞入，在60min到24h内则在肿瘤间质及血管壁上的吞噬细胞中有内毒素。其他研究者也发现注射内毒素后虽测不出肿瘤细胞上或细胞内的内毒素，但在肿瘤中巨噬细胞内可发现内毒素。这就证明，内毒素并不直接钉伤肿瘤细胞而是通过巨噬细胞介导而发挥作用。在以后的实验中Carswell也证实了这一点。Freudenberg等人在电镜观察中发现内毒素注射90min后，间质水肿液增多，致使肿瘤细胞分离，组织趋于变圆，单个粒细胞在肿瘤中可见。2h后，则细胞变性坏死严重，间质充满细胞碎片。在电  下发现内毒素处理后60min，可见肿瘤内粒细胞增多和血管充血。4h后肉眼可见中心性坏死出现。4天后，肿瘤坏死严重，大部分肿瘤组织被排斥。14天后缺损，周围皮肤重新生长。Bradley等人发现内毒素给予后3h，早期间质白细胞和肿瘤细胞中溶酶体激活。表明内毒素诱导溶酶体激活和溶酶体酶的释放。从血管和酶的方面很难完全解释内毒素所致肿瘤出血坏死的机制。实际上内毒素抗肿瘤作用的机制十分复杂，仍不清楚，就目前研究状况来看主要有细胞及内源性细胞因子两大方面。Voung和Nowotny发现去除巨噬细胞及其他粘附细胞，可降低内毒素的抗肿瘤作用。此外，体外试验表明，内毒素激活的巨噬细胞和外周血单核细胞，对建株的肿瘤细胞系均有细胞毒活性，其作用除了直接杀伤作用外，还有通过释放内源性因子如TNF等起间接作用。所以，单核一巨噬细胞的激活的内毒素的抗肿瘤作用中起重要的作用，为内毒素活性的介导细胞。综上所述，内毒素及其衍生物确有抗肿瘤作用，但由于它有本身的毒性，其应用受到限制。目前，各国研究者正努力使内毒素或其衍生物降低或去除活性，而保留其抗肿瘤等有益活性；同时，更多的研究者正积极开展机体肿瘤免疫的内源性因子TNF、IL-2、CSF等的研究，并认为它们比内毒素的作用更有意义。P213-219
以上文字提出两个事实：①内毒素有抗癌作用；②内毒素的抗癌作用是由单核巨噬细胞激活后所释放的内源性细胞因子有关，而到底是什么关系，什么机制，没有讲，只要讲更多的研究者正积极开展这方面的研究。其实，在《分子内毒素学》一书中第十五章<内毒素及内源性介质与氧自由基>一章中，有一小节，题目就是<氧自由基在抗肿瘤中的作用>，其中明确指出，“就效应细胞，包括单核一巨噬细胞，中性粒细胞以及NK细胞对肿瘤细胞的杀伤而言，纯粹是一种非吞噬方式的杀伤，这种非吞噬性的杀伤被认为是在效靶结合时，由效应细胞产生的氧自由基直接把细胞膜破坏。”这就是说，归根结底，研究人员所发现的内毒素的抗癌作用，还是氧自由基的作用。