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有机锗抗癌作用研究成果

发布日期:2023-05-05浏览次数:116

自1887年德国学者Winkler合成第一个有机锗(四乙基锗)以来,它在医药领域的用途一直被未认识。直到本世纪60年代,日本学者浅井一彦首先发现具有保健抗癌作用的许多中药(如人参、猢狲眼、枸杞等)都富含一种共同的成分----羧乙基锗倍半氧化物,并在动物移植性瘤株证实此化合物有较强抑瘤效应。迄今大量研究表明,有机锗是一类具有抗癌、抗病毒、抗炎、抗疟疾等广泛药理作用的化合物,尤其在抗癌方面,因其抗癌普广、毒性极低,为其他抗癌药所望尘莫及。本文对有机锗抗癌作用的研究作一综述。

01、有机锗抗癌实验和临床研究

1.羧乙基锗倍半氧化物(Carboxyethyl Germanium Sesquioxide, Ge-132)

Ge-132是一种具有独特化学结构和理化特性的有机锗化合物

【1】1967年由日本浅井一彦最早合成。Ge-132对艾氏腹水瘤的抑制率为25.91%;可使80%AH66肝癌腹水型小鼠存活62天以上;可治疗S180腹水型小鼠30天生存率达50~70%。

【2】能延长大鼠同系膀胱癌BC17的寿命。

【3】抑制甲基胆蒽烯诱发的小鼠肿瘤的产生。

【4】Ce-132抑瘤活性与药途径和疗程有关。口服或腹腔给药时,对艾氏腹水瘤抑制显著,而静脉给药时则对MethA 纤维瘤抑制作用显著。

【5】采用最适量100mg/kg/d,连续7天给药,对Lewis肺癌抑制率可达49%。

【6】并且能增强5-FU对Lewis肺癌的抑瘤和抗转移作用,恢复迟发型过敏反应和体重。

【7】另外,Ge-132具有对乏氧细胞辐射增敏的特点,以0.02MdeG-132 进行辐射敏化实验,可选择性使乏氧肿瘤细胞敏感性提高43%。

【8】对不同类型人类肿瘤进行了Ge-132一期和二期临床实验。

【9】对胃癌、肺癌、胰腺癌、子宫癌、乳腺癌、前列腺癌以及多发性骨髓癌等均有较好疗效,未见副作用。曾报道1例71岁女性肺癌患者,经3个月(每日用量30mg)治疗后,病兆完全消失;另一例69岁男性皮肤癌肝转移患者曾经2个月治疗(每日用量90mg)后,转移兆也完全消失。

2·螺锗(Spirogermainm,SG)

SG为含锗的氮杂螺烷化合物,最早由C·M·McCloskey与70年代末期研制而成

【10】动物实验证实。

【11】SG能治疗腹腔移植性瓦克事癌肉瘤,32mg%/kg/d连续9天给药,50%生命延长,45天存活率达50%;对大鼠乳腺癌和前列腺癌具有中度抑制作用;但对L1210和P388白血病、B16黑色素瘤以及Lewis肺癌无抑制瘤作用。SG对Hela细胞、K502细胞等瘤株均有体外直接杀伤作用。

【12】与5-FU或顺铂合用有协同作用。

【13】近年来,日本、美国、瑞典等国家进行了广泛一期和二期临床实验,证实SG对恶性淋巴瘤、卵巢癌、大肠癌、子宫颈癌、前列腺癌及黑色素瘤疗效较佳,且完全没有骨髓毒性。

3·其他类型有机锗

目前已筛选出许多抗癌作用强、毒性极低的有机锗,如呋喃锗衍生物及卟啉锗化合物。前者具有很高抗癌活性,对黑色素瘤、Lewis肺癌等有较佳疗效,被为是很有前途的抗癌药。

后者化合物中的锗具有光敏作用的卟啉上的氮以配位相连,动物实验发现,6只带瓦克癌肉瘤256只的大鼠给药照射后,完全治愈。对IMC肿瘤治愈率达16%,对B16黑色素瘤的治愈率为67%。

02、有机锗抗癌机理研究

目前,有机锗抗癌机理仍不十分清楚,现有的研究结果提示主要与下列因素有关。

1.   降低癌细胞的生物电位

浅井一彦人为,癌细胞的生物电位比正常细胞高,易于裂殖变化。有机锗化合物中锗其外层电子为4S2、4p2,可产生电荷转移和游离基,自由电子可从高位癌细胞夺取氢从而降低癌细胞电位,阻抑癌细胞繁殖。

2·增强宿主免疫功能

Ge-132本身无直接细胞毒作用,抗癌机制可能主要是通过宿主介导的免疫机理。也已证明,Ge-132是一种新的干扰素诱敌剂,能在体内诱导人或小鼠产生Y-干扰素。小鼠口服Ge-132(10~1000mg/kg)24小时后,血清中诱导的干扰素滴高度到达高峰,与脾NK细胞活性增高相并行,此时提取的血清其抗癌活性最高。若用酸、一、胰蛋白酶或抗Y-干扰素抗体等方法使Y-于扰素失活,则血清抗癌活性丧失。此外,Ge-132也能提高巨噬细胞活性。

3·抑制蛋白质、DNA和RNA合成

SG对体内外多种瘤细胞株均有直接细胞毒作用。Rice等试验表明,细胞毒作用是用于SG对蛋白质抑制的结果,最初并不抑制DNA和RNA的合成。而Schein等发现,低浓度SG(0.005mM)就显著抑制DNA、RNA和蛋白质合成。Hill的工作进一步证实,SG主要抑制蛋白质合成,只有当培养物中药物浓度使瘤细胞呈现显著死亡时,才有DNA和RNA的抑制。SG对瘤细胞抑制无周期特异性。

03、有机锗的毒副作用

Ge-132毒性极低,大鼠口服量大与10g/kg才产生急性毒性。慢性毒性试验中,大鼠和狗每日口服30~3000mg/kg,长达6个月,未出现异常症状,各种功能实验、血象、脏器重量都与正常无异,且均有存货,豚鼠皮肤刺激试验时,用1%浓度药物连续涂抹皮肤2周,未出现皮肤角化、红肿或皮炎等反应。临床观察中未见明显副作用。

SG的毒性试验表明,小鼠LD10为105~147mg/m2,最高安全剂量为静注12.5mg/m2,致死量为800mg/m2;狗在剂量为100mg/m2时,仍不产生中枢神经系统毒性,较大剂量时可出现颤抖、眼球震颤以及肝功能异常等,但无骨髓毒性表现。一期临床试验中,快速静注SG超过32mg/m2,可导致可逆性轻微中枢神经系统毒性,但同样较大剂量SG与15~30分钟内缓慢输入,神经毒性可克服,每周重复剂量802~120mg/m2也未出现毒性。SG的神经毒性可能与神经性毒细胞作用有关。在相对大剂量和连续用药时,均未见骨髓、血液、肾、肝毒性。二期临床试验中,个别患者用药后肺功能受到影响。

04、结语

有机锗是一种结构特殊的新型抗癌药。具有抗癌普广、毒性极低、没有骨髓毒性特点,优于绝大多数抗癌药。有机锗在防癌症、作为化疗辅佐药等方面具有广阔前途。目前,国内外对有有机锗抗癌作用的研究方兴未艾,今后渴望在以下几方面取得较大进展:

(1)合成新的具有更高抗癌活性的有机锗,并用于临床;

(2)有机锗抗癌确切机理的探索;

(3)含锗防癌保健食品、饮料的开发。

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