肿瘤是导致人类死亡的主要疾病，据预测，到2030年，世界肿瘤患者将增加到2 460万人，肿瘤致死人数将升高到1 300万［1］。近年来，我国肿瘤发病率和死亡率逐年上升，患者初期常无明显症状，从而错失最佳治疗机会，晚期治疗费用高昂，给患者和社会造成沉重经济负担。目前常规疗法主要为放化疗和手术治疗，但易产生耐药性和较大不良反应。研究表明，肿瘤对多种化疗药和靶向药均存在不同程度耐受，耐药性严重影响了肿瘤患者的生存质量已成为肿瘤治疗面临的重大挑战之一［2］。中医药在肿瘤治疗方面强调扶正与祛邪相结合，注重全方位、多角度治疗疾病，可稳定肿瘤病灶、改善患者症状、提高生存质量，具有独特优势。现代药理学研究发现，中药活性成分不仅能有效抑制肿瘤生长，还具有毒副作用小的显著优势。当前临床常用的抗肿瘤药物，如喜树碱类、多糖类、三尖杉酯碱类、紫杉醇、长春碱等大多来自中草药。中药多糖是一种天然大分子，广泛存在于多种中药材当中，对机体无不良作用［3-4］。多项研究表明，中药多糖具有抗肿瘤［5］、抗病毒［6］、抗氧化［7］、免疫调节［8］等多种生物活性，其中抗肿瘤作用尤为突出，具有多角度、多机制协同的特点，可避免产生耐药性，从而有效抑制肿瘤增殖、分化和转移，已成为当前研究的焦点。1 抑制肿瘤细胞增殖正常情况下，人体细胞通常进行有序的增殖、分化、衰老和凋亡，由于基因突变或染色体发生变异，细胞发生癌变，其增殖分化活动则变得异常活跃。研究表明，中药多糖可有效抑制肿瘤细胞增殖分化。熟地黄多糖抑制前列腺癌细胞PC-3［9］、车前子多糖抑制乳腺癌细胞MDAMB-231［10］、冬虫夏草多糖抑制结肠癌细胞HCT116［11］，以上抑制作用在一定范围内呈明显的浓度依赖性，与作用时间呈正相关。2 促进肿瘤细胞凋亡2.1　线粒体途径凋亡是清除受损或感染细胞以保护组织完整性和细胞稳态的重要途径，其特征是细胞染色质浓缩、胱天蛋白酶（Caspase）活化、DNA断裂和线粒体膜改变。中药多糖诱导肿瘤细胞凋亡的途径主要分为线粒体途径（内源性途径）和死亡受体途径（外源性途径）。在内源性途径中，多糖通常导致肿瘤细胞线粒体膜电位变化和Caspase-9活化，触发了多种Caspase依赖性途径包括活化Caspase-3，最终释放细胞色素C诱导凋亡。LIU等［12］研究发现，当归多糖直接作用于Gal-3，活化Caspase-9和Caspase-3，从而导致白血病细胞凋亡。白术多糖则通过降低线粒体膜电位，导致Eca-109细胞发生剂量依赖性凋亡［13］。2.2　死亡受体途径在外源性途径中，中药多糖主要诱导死亡受体与其配体相结合，活化Caspase-8导致细胞凋亡。YU等［14］利用流式细胞术检测凋亡，蛋白免疫印迹法（Western blot）检测死亡因子（Fas）、死亡因子受体（Fas-L）、Caspase-3、Caspase-8，表明远志多糖PTP通过诱导Fas、Fas-L的表达，上调Caspase-8、从而激活Caspase-3，导致SPC-A-1细胞凋亡。综上，中药多糖可通过活化Caspase和死亡受体，从内源性或外源性途径促进肿瘤细胞凋亡。3 调节肿瘤细胞自噬自噬是细胞形成双膜自噬囊泡并通过溶酶体降解囊泡内的蛋白质和细胞器的过程，其主要标志是双膜囊泡形成和微管相关蛋白1轻链3（LC3）的转化［15］。中药多糖通过作用于自噬分子Beclin-1和LC3，调控肿瘤自噬。翟秋丽等［16］用黄芪多糖处理HeLa细胞，并通过聚合酶链式反应（PCR）和Western blot检测自噬相关蛋白的表达水平，发现黄芪多糖通过上调Beclin-1，促进LC3转化，并下调自噬标记蛋白p62的表达，从而促进HeLa细胞自噬。研究表明，用远志多糖RP-02-1处理BxPC-3细胞后，其自噬相关蛋白LC3B、Beclin-1显著下降，显示了RP-02-1对胰腺癌细胞自噬的抑制作用，该抑制作用反而促进肿瘤细胞的凋亡，且随多糖浓度升高而逐渐增强［17］。4 阻滞细胞周期细胞周期是经过一系列严密调控的生物事件，与肿瘤增殖分化密切相关，中药多糖对肿瘤细胞的周期有阻滞作用。黄芪多糖通过诱导肝癌细胞SMMC-7721内LC3B、Beclin-1和p62等自噬相关蛋白的表达，将其阻滞于DNA合成前期（G0/G1期）［18］。枸杞多糖LBGP-I-3通过识别并结合MCF-7细胞上的Toll样受体4（TLR4）受体，将MCF-7细胞周期阻滞于G0/G1期［19］。这意味着中药多糖抑制了肿瘤细胞的有丝分裂，从而抑制肿瘤增殖。5 抑制肿瘤血管生成新血管的生成不仅能为肿瘤生长提供丰富营养，还为肿瘤转移提供了新的途径，抑制血管生成是抗肿瘤活性和抑制肿瘤转移的前提条件。REN等［20］通过Transwell、管形成实验、鸡胚实验和免疫组化表明，蒲公英多糖可抑制血管内皮生长因子（VEGF）和HIF-1a的表达，从而显著抑制肝癌血管生成。PTP通过下调CD34、表皮生长因子受体（EGFR）、VEGF的表达水平，抑制卵巢癌生长及其血管生成［21］。上述研究表明，中药多糖可有效降低VEGF的表达，对肿瘤血管生成具有抑制作用。6 抑制肿瘤侵袭和转移肿瘤转移指肿瘤细胞黏附于胞外基质，侵袭邻近组织并发生转移的过程。转移和侵袭能力是肿瘤的恶性程度的主要体现。研究表明，牛膝多糖（ABP）可通过抑制侵袭相关分子基质金属蛋白酶（MMP）-2和MMP-9的表达，干扰侵袭性级联反应，从而抑制肺癌转移［22］。ZHONG等［23］检测不同浓度苍术多糖（ALP）对人骨肉瘤细胞U-2 OS迁移和侵袭作用的影响，表明ALP通过竞争性结合E-选择素，阻碍E-选择素与sLex结合，从而有效抑制U-2 OS对HUVECs细胞的黏附、迁移和侵袭作用。因此，中药多糖可通过抑制MMPs，或竞争性结合E-选择素，降低肿瘤细胞的转移和侵袭能力。7 调节上皮间质转化（EMT）EMT与肿瘤的转移和复制能力密切相关，主要涉及MMPs、纤维连结蛋白（FN）、波形蛋白、E-钙粘蛋白等相关分子，抑制EMT是抑制肿瘤转移的重要机制之一。ZHONG等［22］用牛膝多糖处理A549和PC-9细胞，并用免疫荧光、Western blot和PCR检测上皮标志物E-钙黏蛋白、β-连环蛋白、间充质标志物N-钙黏蛋白和波形蛋白、EMT相关转录因子Snail、EGFR及其下游信号通路的表达情况，表明牛膝多糖通过与EGF竞争结合EGFR，从而抑制间充质标志物的表达，实现对EMT的干扰。SUN等［24］通过Transwell和划痕实验检测了刺五加多糖对非小细胞肺癌细胞系NCL-H520侵袭和迁移能力的影响，并检测相关蛋白的表达变化，发现刺五加多糖通过下调MMP-9、MMP-2、波形蛋白和FN1，上调E-钙黏蛋白的表达，最终抑制肺癌细胞上皮间质转化。总之，中药多糖通过抑制MMPs、FN、波形蛋白、E-钙黏蛋白等相关分子，抑制EMT，阻碍肿瘤细胞复制和转移。8 促氧化应激当活性氧（ROS）含量超出细胞负荷时，导致细胞氧化系统和抗氧化系统失衡，则发生氧化应激。正常细胞内ROS含量较低，当ROS水平增高时，细胞新陈代谢加快，细胞快速增殖，则可能发生氧化应激，从而引起DNA损伤，导致癌变，随着ROS水平进一步升高，超过肿瘤细胞抗氧化能力时，则导致肿瘤细胞发生氧化应激而凋亡［25-26］。中药多糖可提高肿瘤细胞内ROS水平，抑制细胞能量代谢，促使其发生氧化应激，从而抑制肿瘤增殖。ZHANG等［27］用铁皮石斛多糖DOP处理结肠癌细胞CT26，发现DOP可明显提高细胞内ROS水平，抑制线粒体功能，使细胞ATP的合成减少，从而抑制CT26增殖。9 调节免疫9.1　巨噬细胞9.1.1　诱导巨噬细胞极化肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）参与调节肿瘤微环境，在微环境改变或TAM接受特定信号刺激后，巨噬细胞可极化为M1型和M2型，其中M1型主要分泌白细胞介素（IL）-6、IL-12、肿瘤坏死因子（TNF）-α等细胞因子，具有抗肿瘤作用；M2型主要分泌IL-10、IL-13、转化生长因子（TGF）-β等参与组织修复，促进肿瘤增殖和转移［28-29］。研究表明，黄芪多糖（RAP）通过激活Notch通路，将巨噬细胞从M2型极化逆转为M1型，同时促进巨噬细胞RAW264.7表面M1型标志物的表达，抑制肿瘤增殖［30］。侧柏叶多糖POP2在31.25~500 mg·L-1，不仅可以促进IL-6和TNF-α的分泌，还能促进IL-10的释放，表明POP2对于巨噬细胞极化具有促进作用［31］。9.1.2　促巨噬细胞吞噬巨噬细胞一般通过直接吞噬清除病原体，中药多糖对巨噬细胞有明显促吞噬作用。DONG等［32］利用荧光显微镜观察葛根多糖对巨噬细胞RAW264.7吞噬FITC标记大肠杆菌能力的影响，发现随着多糖浓度的增加，荧光强度逐渐增大。通过摄入中性红来检测巨噬细胞的胞饮能力，发现与对照组相比，葛根多糖Ge-1（62.5~500 mg·L-1）以浓度依赖性方式促进巨噬细胞对中性红的摄取，表明葛根多糖Ge-1对巨噬细胞有明显的促吞噬、促胞饮作用。刺五加多糖AHP-Ⅱ通过活化巨噬细胞，促进巨噬细胞对中性红的吞噬，表明AHP-Ⅱ明显提高了巨噬细胞的吞噬作用［33］。9.1.3　提高一氧化氮（NO）水平NO是巨噬细胞产生的细胞增殖抑制分子，主要由活化的巨噬细胞大量表达NO合酶时产生，主要通过诱导蛋白或脂质过氧化、DNA损伤，调控凋亡相关信号通路，导致肿瘤细胞死亡［34］。黄芪多糖APS通过激活巨噬细胞，上调NO和TNF-α的水平［35］。MA等［36］从芍药中提取出芍药多糖PSAP-1、PSAP-2，通过体外干预巨噬细胞，发现芍药多糖显著促进巨噬细胞增殖，并刺激巨噬细胞产生NO，产生更强的免疫活性。上述实验研究表明，中药多糖可促进TAMs极化，并提高吞噬能力，诱导其产生细胞增殖抑制分子NO和多种免疫因子，调控肿瘤微环境，提高机体抗肿瘤免疫。9.2　激活NK细胞NK细胞是淋巴来源的先天免疫细胞，主要产生干扰素（IFN）-γ并激活T、B细胞，具备杀伤各种肿瘤的能力。中药多糖能活化NK细胞，激活机体非适应性免疫力杀伤肿瘤。SUN等［37］为环磷酰胺致免疫抑制模型小鼠灌胃人参多糖GPS，并分离脾脏中NK细胞，发现与对照组相比，灌胃多糖模型小鼠的NK细胞比例明显提高，且细胞增殖抑制显著增强，表明人参多糖对NK细胞的杀伤能力具有促进作用。熟地多糖促进小鼠体内NK细胞的增殖与活化，并对CT26小鼠移植瘤具有显著抑制作用［38］。9.3　活化DC细胞DC细胞是专职的抗原提呈细胞，受到刺激或摄取抗原后分化成熟，激发机体免疫应答。黄芪多糖PG2促进脾DC细胞的分化成熟，从而增强T细胞介导的抗肿瘤效应［39］。中药多糖主要经调控TLR4活化DC细胞，触发机体适应性抗肿瘤免疫。枸杞多糖LBP通过上调TLR4、p38、细胞外信号调节激酶（ERK）1/2、氨基末端激酶（JNK）和Blimp1的表达，促进主要组织相容性复合体（MHC） Ⅱ类分子和CD80、CD86的分泌，增加IL-4和IL-6的产生，从而诱导DC细胞成熟［40］。马齿苋多糖则通过调控TLR4/MyD88/核转录因子（NF）-κB通路，诱导DC细胞活化，表现出对乳腺癌生长和肺转移的显著抑制作用［41］。9.4　其他免疫细胞中药多糖还促进T、B淋巴细胞增殖，增强机体免疫能力。黄精多糖增加免疫抑制小鼠的胸腺和脾脏指数，提升血中白细胞数量，并以剂量依赖性的方式增高小鼠体内CD4+/CD8+ T细胞比例［42］。白术多糖PAMK通过促进T细胞、B细胞增殖，提高白细胞比例，从而减轻环磷酰胺引起的免疫抑制［43］。9.5　细胞因子中药多糖还通过促进免疫细胞释放IL-6、IL-10、IL-12、IL-13、IFN-γ、TNF-α等细胞因子，从而杀伤肿瘤。贾羲等［44］通过为Lewis肺癌小鼠灌胃不同浓度的白花蛇舌草多糖，发现白花蛇舌草多糖能明显提高肺癌小鼠血清中IL和TNF的水平，从而抑制瘤体生长。茯苓多糖显著上调细胞表面MHC Ⅱ类分子、CD40、CD80、CD86的表达，并提高IL-6和IL-12的水平，同时活化CD8+ T细胞，促进免疫球蛋白（Ig）G、IgG1和IgG2a产生［45］。淫羊藿多糖在体内促进淋巴细胞增殖，提高血中IL-2、IL-4、IFN-γ的水平，并在体外刺激淋巴细胞分泌IL-2、IL-4、IFN-γ、TNF-α，促进树突状细胞产生IL-10和TNF-α，表现出显著的免疫调节作用［46］。总之，除活化各种免疫细胞外，中药多糖诱导其分泌白介素、肿瘤坏死因子等多种免疫因子，调控瘤旁免疫环境，从而间接杀伤肿瘤。10 调控信号通路10.1　磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）PI3K/Akt通路是肿瘤相关的经典信号通路之一，主要参与调控细胞增殖、分化和代谢等［47］。肿瘤通过影响PI3K/Akt通路促进微血管形成，从而改变微环境以利于自身生长，抑制该通路可促进肿瘤细胞自噬、改善肿瘤微环境、提高肿瘤放疗敏感性，并改善肿瘤耐药性［48-49］。TAO等［50］采用玉米须多糖S1体外干预胰腺癌细胞并建立移植瘤模型，通过流式细胞仪检测细胞凋亡、PCR、Western blot和免疫组化等检测相关信号通路分子，发现S1处理BxPC-3细胞后，磷酸化PI3K和磷酸化Akt的表达均受到抑制，同时S1以剂量依赖性地抑制磷酸化EGFR和磷酸化CREB的表达。枸杞多糖LBP通过抑制PI3K/Akt通路有效抑制原代人血管瘤内皮细胞的增殖，并抑制肿瘤血管形成，活化Caspase-3、B细胞淋巴瘤-2（Bcl-2）相关X蛋白（Bax），从而诱导凋亡［51］。此外，中药多糖与化疗药物联用展现出良好的增效减毒作用。与阿帕替尼单药治疗相比，黄芪多糖与阿帕替尼联合应用对磷酸化（p）-Akt和MMP-9表现出更强的抑制作用，从而导致胃癌AGS细胞凋亡率显著增加［52］。10.2　TLR4TLR是的一类模式识别受体，人的TLR主要分为两种：TLR1、2、5、6、10位于细胞表面靠胞外一侧，TLR3、7、8、9位于胞内细胞器中［53］。其中TLR4能特异性识别并结合多糖，促进细胞因子的产生，参与先天免疫反应和炎症反应［54］。马齿苋多糖POL-P3b对HeLa细胞的处理，使细胞内TLR4表达增加，同时抑制TLR4下游信号通路，最终上调Bax，下调Bcl-2的水平［55］。丹参多糖通过结合T细胞表面TLR受体，促进TLR1、TLR2、TLR4的表达，促进TLR-MyD88复合物的形成，从而激活肿瘤患者外周血中T淋巴细胞增殖，增强其对肿瘤的杀伤作用［56］。10.3　丝裂原活化蛋白激酶/NF-κB（MAPK/NF-κB）MAPK/NF-κB通路往往作为TLR4表达的下游信号参与抑制肿瘤，其中中药多糖主要通过调控MAPK诱导肿瘤的早期自噬［57］，NF-κB则参与调控细胞因子的产生，在调节炎症、免疫反应和细胞凋亡中起重要作用［58］。荷叶多糖LLWP通过诱导ERK、JNK、p38磷酸化，激活MAPK/NF-κB信号通路，活化巨噬细胞并产生NO、IL-6和TNF-α［59］。黄精多糖PSP则通过介导MAPK/NF-κB通路改善荷瘤小鼠的脾脏指数和胸腺指数，提高CD4+/CD8+ T细胞比例，促进IL-1β、IL-6、IL-12p70、TNF-α的分泌，产生抗肿瘤作用［60］。此外，中药多糖还通过调控通路MAPK/NF-κB通路促进单个核细胞（PBMC）增殖［61］，增强巨噬细胞吞噬活性［62］，提高IL-2、IL-17A、IFN-γ的水平［63］。10.4　血管老化单磷酸腺苷活化蛋白激酶/雷帕霉素（AMPK/mTOR）AMPK/mTOR通路与细胞自噬密切相关，当肿瘤细胞饥饿、缺氧或接受其他特定刺激时，AMPK作为细胞中的能量传感器被激活，促进代谢重编程，改变细胞代谢途径以维持能量平衡［64］。同时AMPK的激活则诱导mTOR的去磷酸化，从而调节细胞增殖与代谢［65］。研究表明，铁皮石斛多糖DOP通过增加ROS，降低线粒体膜电位，从而激活AMPK/mTOR通路，抑制结肠癌细胞CT26的增殖并促进自噬［27］。10.5　EGFR/ERKEGFR是ErbB受体家族的一员，是第一个与肿瘤相关的酪氨酸激酶，它的过度表达和激活往往与肿瘤转移、耐药性和预后不良相关［66］。白花蛇舌草多糖HDP在25、50、100 mg·L-1时，可有效抑制A549中EGFR/ERK信号通路，下调环氧化酶-2（COX-2）、MMP-2、MMP-9以及EMT标志物波形蛋白和N-钙黏蛋白的表达，上调E-钙黏蛋白，从而抑制A549的转移能力［67］。10.6　p53p53是一种肿瘤抑制基因，约50%的人类肿瘤与TP53的突变有关［68］。p53通路是非mTOR依赖的自噬相关通路，当TP53突变时，进一步导致p53失活，调控肿瘤细胞代谢、增殖与衰老等相关基因的表达［69］。WANG等［70］通过生姜多糖GP体外干预肿瘤细胞，经噻唑蓝（MTT）比色法、活性氧（ROS）检测、流式细胞术等检测发现GP除了调控Bax、Fas、FasL、Caspase-3、Bcl-2的表达，使HepG2经死亡受体途径凋亡之外，GP还上调胞内p21和p53的表达，使HepG2的细胞周期停滞在G0/G1期。10.7　Wnt/β-连环蛋白（Wnt/β-catenin）Wnt/β-catenin通路可诱导上皮间质转化，并抑制下游基因表达，促进肿瘤生长和转移。其中β-catenin作为调控Wnt通路的关键靶蛋白，形成复合物，导致β-catenin磷酸化，激活Wnt/β-catenin通路［71］。刺五加多糖除下调MMP-2、MMP-9、FN1、波形蛋白，上调E-钙黏蛋白，抑制NCl-H520细胞的上皮间质转化之外，还可抑制非小细胞肺癌的侵袭和转移［24］。综上所述，中药多糖抗肿瘤的机制涉及多条信号通路，众多通路协同作用、彼此影响，构成复杂的分子机制网络，通过调控肿瘤凋亡与自噬，诱导机体抗肿瘤免疫等方式，最终达到抑制肿瘤的目的。同时，仍有众多中药多糖抗肿瘤的相关信号通路亟待进一步研究发现。中药多糖抗肿瘤作用及其机制见增强出版附加材料。11 总结与展望近年来，肿瘤的发病人数不断增加，虽有新型治疗方法应用于临床治疗，但其价格高昂，肿瘤患者难以负担。放化疗等常规疗法不良反应大，且易产生耐药性，不利于长期治疗。中药抗肿瘤治疗效果显著，多糖作为中药的主要天然活性成分之一，制备方法简单，能通过抑制肿瘤细胞增殖、促进凋亡、诱导肿瘤自噬、影响细胞周期、抑制肿瘤血管生成、调节EMT、促氧化应激等直接杀伤肿瘤，还通过调节各种肿瘤相关免疫细胞和免疫因子的产生，改善肿瘤微环境，调控机体抗肿瘤免疫。此外，中药多糖通过调控PI3K/Akt、TLR4、MAPK/NF-κB、AMPK/mTOR、EGFR/ERK、p53以及Wnt/β-catenin等相关信号通路发挥抗肿瘤作用。上述研究表明，中药多糖具有显著的抗肿瘤作用，是值得进一步研究开发的抗肿瘤新药。本文总结了近年来中药多糖抗肿瘤的分子机制及相关信号通路，在一定程度上加强了研究人员对中药多糖抗肿瘤的认识。但当前关于中药多糖抗肿瘤的研究方法较局限，缺乏多方面的实验验证，其分子机制尚不完全明确；分子机制的研究多聚焦于常规抗肿瘤靶点，对于其具有良好抑癌作用的基因靶点和机制研究较少；研究对象主要集中于常见中药材，且多为补益类中药，仍有许多中药多糖的抗肿瘤作用及其机制亟待研究发现；临床抗肿瘤药物常联合应用，中药多糖与其他药物联用效果如何，能否起到减毒增效的作用，目前尚不清楚。因此，后续可挖掘更多中药多糖的抗肿瘤作用，通过体内外实验以及临床试验，明确其分子机制。随着研究的深入开展，中药多糖在肿瘤治疗方面的价值将逐渐体现，有望成为临床常用的抗肿瘤药物。