中药放射防护剂的研究进展*
作者：中药/放射防护；放疗/放射损伤
单位：陈建业 川北医学院生化教研室(四川南充市，637000)；曾益新 中山医科大学肿瘤防治中心(广州市，510060)
关键词：陈建业
癌症/990240
曾益新 审校
中图号：R818.05；R818.74 文献标识码：A
文章编号：1000-467X(1999)02-0229-03
放疗是治疗恶性肿瘤的重要手段，伴随着放射治疗常会产生不同程度的放射副反应或放射损伤〔1〕。从细胞分子水平上讲，放射损伤主要表现为DNA损伤、生物膜损伤、免疫系统损伤和造血系统损伤〔2，3〕。而许多有效的化学放射防护剂都有较大的毒副作用〔4〕，因此，大大降低了其临床应用价值，人们自然把目光转向无毒性或低毒性的中药放射防护剂的研究上来。国内自1958年开始从事抗放射药物的研究以来，许多研究显示具有清热解毒、活血化瘀、补血益气、养阴升白的多种中药均具有不同程度的抗放射作用，主要表现在以下几方面。
, 百拇医药
1 提高生存率
1992年，黄道初等〔5〕选用黄芪、猪苓、女贞子等中药配伍成消瘤合剂，于照射前给药15天，照射后继续给药两周，能显著提高受致死剂量60Coγ射线照射小鼠的存活时间，降低死亡率。1996年，陈小君等〔6〕用赤黑黄白青五色灵芝口服液处理小鼠，照射前给药3天，照射后给药7天，可使受7.5Gy60Coγ射线照射小鼠30天存活率高达70%。同年，有学者用人参、当归、三七、加味四君子汤、橘茹冲剂等单味中药或复方分别进行了抗放射研究，实验结果显示出良好的放射防护作用。1997年，利国威等〔7〕用8.7～9.7Gy60Co照射纯系NIH小鼠，照前10～20min每鼠腹腔注射黄芩水提物0.7g/kg或1.4g/kg，能显著提高受照鼠的生存防护效力和30天存活率。上述研究提示，单味或复方中药提高受致死剂量照射鼠生存率的主要机理是清除放射所致自由基、保护DNA和生物膜、提高免疫力和造血功能。
, 百拇医药
2 清除自由基
自由基是放射产生的主要有毒物质。当机体受60Coγ射线照射时，细胞内的水分子裂解产生自由基。电离密度越大，产生的自由基越多，对机体的损伤越大〔8〕。黄芪、绿茶、人参、灵芝、云芝、黄芩、螺旋藻等许多中药成分均具有不同程度的抗氧化和清除自由基的作用。
绿茶多酚(GTP)是从绿茶中提取的多酚类物质的总称。近年来研究显示GTP具有抗肿瘤、抗突变、抗衰老、抗辐射、杀菌消炎、防治心血管疾病等多种功效〔9〕。其作用机理均与抗氧化和清除自由基有关。杨成峰等〔10〕研究了GTP对.OH和
的清除作用，分别向产生.OH和的反应系统中加入一定浓度(0.03、0.06mg/ml)的GTP，可使.OH和的生成量显著减少，且GTP浓度越高对.OH和的生成抑制越强。黄芪总黄酮(TFA)和黄芪总皂甙(TSA)是从黄芪中提取的有效抗氧化成分，具有很强的清除和.OH的能力。向产生的次黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶系统和产生.OH的H2O2-Fe2+系统中分别加入少量(1.2g/L)TFA或TSA，可以清除系统中90%以上的和60%以上的.OH〔11〕。研究显示，多酚类物质和黄酮类物质的酚羟基类基团在与过氧化物作用时极易发生氧化还原反应，通过提供氢原子或质子中断自由基链反应，从而达到清除自由基的目的，且其清除自由基的抗氧化活性强弱与分子中酚羟基的多寡及邻对位取代基团的种类和极性密切相关〔12〕。
, 百拇医药
3 保护DNA
基因组DNA是公认的放射作用最基本的靶分子，放射生物学效应很多是通过DNA损伤表现出来的。DNA不但受放射高能粒子束的直接轰击，而且还受放射所致自由基的间接攻击，引起DNA断裂、基因突变、染色体重组、细胞转化和细胞死亡〔13，14〕。降低放射对DNA的损伤是放射防护研究的重要内容。
许多具有抗氧化作用的中药成分对DNA损伤都有一定的保护作用，其中研究比较详尽的首推GTP。刘明哲等〔15〕运用3H-TdR掺入标记和羟磷灰石层析研究了GTP对放射诱导DNA单链断裂的保护作用，当用0.3～1.0mg/mlGTP处理细胞后立即照射20Gyγ射线，可明显降低DNA单链断裂，若以0.1mg/mlGTP与淋巴细胞共培24h效果最佳，可使DNA单链断裂接近正常对照水平。不仅如此，GTP对DNA的化学损伤也有明显的保护作用。张健等〔16〕在GuSO4-Phe-Vc-DNA化学发光体系中测量了.OH对DNA的损伤作用及GTP对DNA的保护作用。发现GTP能明显抑制DNA损伤发光，在体系中加入1.05μmol/LGTP即可抑制DNA损伤发光的50%。许多研究显示，GTP一方面可以直接参与竞争辐射能量，同时可以通过与细胞作用提高DNA分子或染色体的辐射抗性，最主要的是通过清除辐射有毒副产物自由基，从而实现对DNA的保护作用。进一步研究发现，黄芪、枸杞、当归、刺五加等对DNA损伤、染色体畸变均有不同程度的防护作用〔17，18〕。
, 百拇医药
4 提高免疫力
放射所致的免疫功能改变是放射损伤的主要表现之一。免疫淋巴细胞及其参与免疫调节的脾脏、胸脾、骨髓等相关器官不仅是高放射敏感的细胞群，而且其不同亚群对电离辐射的反应将影响到其它群体的功能，从而涉及整个免疫系统〔19〕。免疫功能低下是加重急性放射损伤引起的感染，诱发多种放射疾病的主要原因。提高机体的免疫功能，增强对外界病菌的抵抗力是提高放射防护作用的重要手段。
植物多糖是有效的免疫调节剂。郑辉等〔20〕研究了复合洋参多糖对放射性免疫低下小鼠的免疫调节作用。他们用7Gy60Coγ射线一次性全身照射制成免疫功能低下小鼠模型，照射后用洋参、猪苓、白术等多味中药制成的洋参多糖制剂加工成饲料喂养受照鼠。结果显示，洋参多糖制剂能增强NK细胞活性，提高T4淋巴细胞百分率及T4/T8比值，增强自身非特异性免疫反应，促进受照鼠免疫功能的恢复。另据报道，复方紫归能显著提高受60Coγ射线照射小鼠刀豆蛋白A及细菌脂多糖诱导的脾细胞增殖反应，促进IL-1和IL-2的分泌，提高NK细胞活性，减轻γ射线对小鼠免疫功能的抑制作用〔21〕。枸杞多糖除能提高γ射线照射小鼠免疫功能外，还能降低造血细胞对射线的敏感性，促进受照鼠体内存活的造血细胞提前进入增生期，改善微循环，以恢复造血和免疫机能〔22〕。当归、黄芪、云芝、灵芝、红景天、雪莲等中草药都能有效地提高机体免疫功能，有的还具有双向调节作用。
, 百拇医药
5 保护造血系统
造血组织亦是高放射敏感组织。造血干细胞、粒系祖细胞、红系祖细胞是辐射攻击的主要靶细胞，故放射常造成骨髓抑制，微循环障碍，白细胞下降。由此引起的出血、感染是急性放射病死亡的主要原因〔23，24〕。因此，保护造血系统、增强造血机能、改善微循环是防止急性放射损伤，提高生存率的有效方法。
中药对造血系统的放射防护作用早有报道，其中对人参的研究比较详细。Takeda等〔25〕用5.254、6.031、1.924GBq/kg分别照射雄性小鼠，大鼠和豚鼠，照后5分钟分别注射2.0、6.0、8.0mg/只的人参提取物，给药组动物的红细胞、白细胞和血小板恢复明显快于生理盐水对照组。曹瑞敏等〔26〕的研究证明，人参提取物可以减轻γ射线对受照小鼠造血系统的损伤，促进造血机能的恢复。郭东亚等〔27〕用丹参、莪术等6种单味中药水煎剂于放射前连续给小鼠灌胃7天，停药后放射3.0～6.0Gy60Coγ射线，给药处理组小鼠的造血干细胞、粒系造血祖细胞相对含量及增殖速度明显提高，骨髓微循环和肾脏微循环均得到一定改善。进一步的研究显示，三七、银耳、红景天、枸杞等多种中药都能促进造血干细胞和造血祖细胞的分化与增殖。上述研究表明，中药对造血系统的放射保护作用主要机理是：(1)直接或间接刺激造血干细胞增生；(2)降低造血干细胞及其它相关细胞的放射敏感性；(3)改善造血微循环，促进造血损伤的修复。
, 百拇医药
6 小结
中医理论认为：放射既是一种控制恶性肿瘤的有效手段，又是一种有“火热毒邪”特点的致病因素。放射线作用于机体，导致热毒内蕴损伤人体气血津液、造成倦怠乏力，食欲不振、口干咽燥、脱发、盗汗、消瘦等一系列脾胃失调、肝肾亏虚的副反应及恶心呕吐，皮肤烧伤、消化道炎症溃疡、不育等放射病。近年来，国内学者采用益气养阴，清热解毒、活血升血之单味中药及复方制剂应用于临床，在预防和治疗放射性炎症及溃疡、提高病人免疫力，增强造血机能和降低放射副反应方面取得了一定疗效〔28，29〕。相信，随着放射损伤及中药抗放射机理的进一步阐明，具有高效低毒，防治兼备的中药放射防护剂不久将展现于临床。
收稿日期：1998-01-15；修回日期：1998-06-02
基金项目：本课题受美国中华医学基金会(CMB)资助课题
参考文献
, 百拇医药
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11 汪德清，沈文梅，田亚萍，等黄芪有效成分对氧自由基清除作用的ESR研究〔J〕.生物化学与生物物理进展，1996，23(3)：260～262.
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15 刘明哲，苏燎原，杨贤强，等.茶多酚对电离辐射诱发的DNA单链断裂的保护作用〔J〕.中华放射医学与防护杂志，1993，13(3)：201～201.
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22 胡庆和，赵晨，王仙琴，等.枸杞多糖对受照小鼠的辐射防护作用〔J〕.中华放射医学与防护杂志，1993，13(5)：314～314
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文章编号：1000-467X(1999)02-0229-03
放疗是治疗恶性肿瘤的重要手段，伴随着放射治疗常会产生不同程度的放射副反应或放射损伤〔1〕。从细胞分子水平上讲，放射损伤主要表现为DNA损伤、生物膜损伤、免疫系统损伤和造血系统损伤〔2，3〕。而许多有效的化学放射防护剂都有较大的毒副作用〔4〕，因此，大大降低了其临床应用价值，人们自然把目光转向无毒性或低毒性的中药放射防护剂的研究上来。国内自1958年开始从事抗放射药物的研究以来，许多研究显示具有清热解毒、活血化瘀、补血益气、养阴升白的多种中药均具有不同程度的抗放射作用，主要表现在以下几方面。
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2 清除自由基
自由基是放射产生的主要有毒物质。当机体受60Coγ射线照射时，细胞内的水分子裂解产生自由基。电离密度越大，产生的自由基越多，对机体的损伤越大〔8〕。黄芪、绿茶、人参、灵芝、云芝、黄芩、螺旋藻等许多中药成分均具有不同程度的抗氧化和清除自由基的作用。
绿茶多酚(GTP)是从绿茶中提取的多酚类物质的总称。近年来研究显示GTP具有抗肿瘤、抗突变、抗衰老、抗辐射、杀菌消炎、防治心血管疾病等多种功效〔9〕。其作用机理均与抗氧化和清除自由基有关。杨成峰等〔10〕研究了GTP对.OH和
的清除作用，分别向产生.OH和的反应系统中加入一定浓度(0.03、0.06mg/ml)的GTP，可使.OH和的生成量显著减少，且GTP浓度越高对.OH和的生成抑制越强。黄芪总黄酮(TFA)和黄芪总皂甙(TSA)是从黄芪中提取的有效抗氧化成分，具有很强的清除和.OH的能力。向产生的次黄嘌呤/黄嘌呤氧化酶系统和产生.OH的H2O2-Fe2+系统中分别加入少量(1.2g/L)TFA或TSA，可以清除系统中90%以上的和60%以上的.OH〔11〕。研究显示，多酚类物质和黄酮类物质的酚羟基类基团在与过氧化物作用时极易发生氧化还原反应，通过提供氢原子或质子中断自由基链反应，从而达到清除自由基的目的，且其清除自由基的抗氧化活性强弱与分子中酚羟基的多寡及邻对位取代基团的种类和极性密切相关〔12〕。, 百拇医药
3 保护DNA
基因组DNA是公认的放射作用最基本的靶分子，放射生物学效应很多是通过DNA损伤表现出来的。DNA不但受放射高能粒子束的直接轰击，而且还受放射所致自由基的间接攻击，引起DNA断裂、基因突变、染色体重组、细胞转化和细胞死亡〔13，14〕。降低放射对DNA的损伤是放射防护研究的重要内容。
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4 提高免疫力
放射所致的免疫功能改变是放射损伤的主要表现之一。免疫淋巴细胞及其参与免疫调节的脾脏、胸脾、骨髓等相关器官不仅是高放射敏感的细胞群，而且其不同亚群对电离辐射的反应将影响到其它群体的功能，从而涉及整个免疫系统〔19〕。免疫功能低下是加重急性放射损伤引起的感染，诱发多种放射疾病的主要原因。提高机体的免疫功能，增强对外界病菌的抵抗力是提高放射防护作用的重要手段。
植物多糖是有效的免疫调节剂。郑辉等〔20〕研究了复合洋参多糖对放射性免疫低下小鼠的免疫调节作用。他们用7Gy60Coγ射线一次性全身照射制成免疫功能低下小鼠模型，照射后用洋参、猪苓、白术等多味中药制成的洋参多糖制剂加工成饲料喂养受照鼠。结果显示，洋参多糖制剂能增强NK细胞活性，提高T4淋巴细胞百分率及T4/T8比值，增强自身非特异性免疫反应，促进受照鼠免疫功能的恢复。另据报道，复方紫归能显著提高受60Coγ射线照射小鼠刀豆蛋白A及细菌脂多糖诱导的脾细胞增殖反应，促进IL-1和IL-2的分泌，提高NK细胞活性，减轻γ射线对小鼠免疫功能的抑制作用〔21〕。枸杞多糖除能提高γ射线照射小鼠免疫功能外，还能降低造血细胞对射线的敏感性，促进受照鼠体内存活的造血细胞提前进入增生期，改善微循环，以恢复造血和免疫机能〔22〕。当归、黄芪、云芝、灵芝、红景天、雪莲等中草药都能有效地提高机体免疫功能，有的还具有双向调节作用。
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5 保护造血系统
造血组织亦是高放射敏感组织。造血干细胞、粒系祖细胞、红系祖细胞是辐射攻击的主要靶细胞，故放射常造成骨髓抑制，微循环障碍，白细胞下降。由此引起的出血、感染是急性放射病死亡的主要原因〔23，24〕。因此，保护造血系统、增强造血机能、改善微循环是防止急性放射损伤，提高生存率的有效方法。
中药对造血系统的放射防护作用早有报道，其中对人参的研究比较详细。Takeda等〔25〕用5.254、6.031、1.924GBq/kg分别照射雄性小鼠，大鼠和豚鼠，照后5分钟分别注射2.0、6.0、8.0mg/只的人参提取物，给药组动物的红细胞、白细胞和血小板恢复明显快于生理盐水对照组。曹瑞敏等〔26〕的研究证明，人参提取物可以减轻γ射线对受照小鼠造血系统的损伤，促进造血机能的恢复。郭东亚等〔27〕用丹参、莪术等6种单味中药水煎剂于放射前连续给小鼠灌胃7天，停药后放射3.0～6.0Gy60Coγ射线，给药处理组小鼠的造血干细胞、粒系造血祖细胞相对含量及增殖速度明显提高，骨髓微循环和肾脏微循环均得到一定改善。进一步的研究显示，三七、银耳、红景天、枸杞等多种中药都能促进造血干细胞和造血祖细胞的分化与增殖。上述研究表明，中药对造血系统的放射保护作用主要机理是：(1)直接或间接刺激造血干细胞增生；(2)降低造血干细胞及其它相关细胞的放射敏感性；(3)改善造血微循环，促进造血损伤的修复。
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6 小结
中医理论认为：放射既是一种控制恶性肿瘤的有效手段，又是一种有“火热毒邪”特点的致病因素。放射线作用于机体，导致热毒内蕴损伤人体气血津液、造成倦怠乏力，食欲不振、口干咽燥、脱发、盗汗、消瘦等一系列脾胃失调、肝肾亏虚的副反应及恶心呕吐，皮肤烧伤、消化道炎症溃疡、不育等放射病。近年来，国内学者采用益气养阴，清热解毒、活血升血之单味中药及复方制剂应用于临床，在预防和治疗放射性炎症及溃疡、提高病人免疫力，增强造血机能和降低放射副反应方面取得了一定疗效〔28，29〕。相信，随着放射损伤及中药抗放射机理的进一步阐明，具有高效低毒，防治兼备的中药放射防护剂不久将展现于临床。
收稿日期：1998-01-15；修回日期：1998-06-02
基金项目：本课题受美国中华医学基金会(CMB)资助课题
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