癌症一直是人类在攻克的难题，目前的治疗方法任存在多药耐药、癌细胞非选择性靶向、药物毒性等局限性［1］。中药具有多角度、多机制协同、不良反应小的特点，能有效抑制肿瘤增殖、分化和转移，可避免产生耐药性，是当前研究的焦点［2］。红芪为豆科植物多序岩黄芪Hedysarum polybotrys的干燥根，具有补气升阳，固表止汗，利水消肿，生津养血，行滞通痹，托毒敛疮的功效［3］，中医临床上用于治疗中气下陷，表虚自汗，气虚水肿及气虚血衰等。红芪药用历史悠久，最早记载于《神农本草经》黄芪项下［4］，列为上品，是甘肃道地药材之一，因其皮色红润，故称红芪，又称黑芪。现代药理研究表明，红芪具有抗肿瘤、抗炎、免疫调节、抗氧化、机体保护及防治糖尿病并发症等多种作用。临床上，红芪可用于提高人体免疫力，改善患者的肠胃功能障碍等，且效果较西医临床法疗效显著［5-6］。红芪含有多糖类、黄酮类、皂苷类等多种代谢成分［7-8］，红芪多糖（HPS）及专属性很强的异黄酮类化合物与红芪的生物特性密切相关［9］，毛蕊异黄酮、芒柄花素成分常作为红芪药材质量评价的指标性成分［10］，且对胃癌［11］、肝癌［12］、宫颈癌［13］、非小细胞肺癌［14］等均有治疗作用。黄芪是临床治疗肿瘤的常用药［15］，历代药典记载红芪与黄芪功效一致。基于以上研究基础，文中对红芪有效成分诱导细胞凋亡、阻滞细胞周期、抑制肿瘤细胞增殖、迁移与侵袭、调控微小mRNA（miRNA）、诱导细胞自噬、增强免疫功能等8个方面抗肿瘤作用机制及联合临床抗肿瘤药物减毒增效、增敏作用进行总结归纳，并提出现有研究存在的问题及后期研究的思考，为红芪有效成分的进一步研究及临床应用提供理论参考。1 基于TCMSP数据库筛选红芪有效成分通过中药系统药理学数据库与分析平台（TCMSP），以“红芪”为中药名检索红芪化学成分化合物，以口服吸收利用度（OB）≥30%，药物类药性（DL）≥0.18为指标筛选红芪发挥药效作用的潜在活性成分。共筛选出红芪有效成分14个，主要为黄酮及异黄酮类成分，其次为甾醇类，其中毛蕊异黄酮、芒柄花素、美迪紫檀素等是红芪质量评价的指标性成分，槲皮素、柚皮素广泛分布于中药植物，相关其抗肿瘤作用的研究较多。此外，HPS是中药红芪的主要活性成分之一，具有治疗糖尿病及其并发症［16］、心肌缺血灌注损伤保护［17］、改善大鼠肺间质纤维化［18］及抗肿瘤［19］等药理作用，为红芪抗肿瘤有效成分。红芪潜在有效成分及参数见增强出版附加材料。2 红芪活性成分抗肿瘤作用机制2.1　诱导细胞凋亡细胞凋亡是一种细胞程序性死亡，在基因水平上受到调控而有序有效地清除受损细胞，凋亡过程涉及多种信号通路，机制复杂［20］。细胞凋亡的异常和受损细胞在体内的累积可导致各种形式的癌症，临床中大多数抗癌药物都利用凋亡信号通路来触发癌细胞死亡［21］。胱天蛋白酶（Caspase）是细胞凋亡机制的核心，通过Caspase介导的外源或内源途径是两种常见的凋亡起始途径［22］。B细胞淋巴瘤-2（Bcl-2）蛋白与细胞凋亡密切相关，包括Bcl-2等凋亡抑制因子和Bcl-2相关X蛋白（Bax）等促凋亡因子［23］。HPS可降低皮肤鳞癌细胞SCL-1线粒体膜电位，显著增加切割型多腺苷二磷酸核糖聚合酶（cleaved PARP）、切割型胱天蛋白酶-3（cleaved Caspase-3）、cleaved Caspase-9的表达，显著升高线粒体Bax、Bcl-2对抗杀伤性蛋白（Bak）蛋白表达，促进皮肤鳞癌SCL-1细胞凋亡［24］。ZHANG等［25］发现毛蕊异黄酮可降低胃癌（GC）细胞外信号调节激酶、上游核转录因子-κB（NF-κB）及信号转导和转录激活因子3（STAT3）的表达，升高细胞色素C和Bcl-2相关的细胞死亡激动剂（Bad）、裂解（cleavage）- Caspase-3的表达聚合酶，降低抗凋亡蛋白Bcl-2的表达，诱导细胞凋亡，发挥抗胃癌作用。芒柄花素通过激活Caspase级联的死亡受体介导的外源性和依赖线粒体的内源性凋亡途径诱导咽鳞癌FaDu细胞死亡［26］。芒柄花素可增加骨肉瘤U2OS细胞Bax和凋亡蛋白酶活化因子-1（Apaf-1）的阳性细胞，同时，芒柄花素可升高U2OS荷瘤小鼠的阳性细胞、Bax、Caspase-3、Apaf-1蛋白，下调雌激素受体α亚型（ERα）、磷酸化蛋白激酶B（p-Akt）阳性细胞和蛋白质水平，芒柄花素对成骨肉瘤（OGS）具有治疗作用，其作用机制可能与通过灭活细胞内miR-375/ERα-PI3K/Akt级联通路促进细胞凋亡有关［27］。综上，红芪有效成分可通过调控Caspase家族（Caspase-3、Caspase-9）、Bcl-2家族（Bcl-2、Bax等）和依赖线粒体的内源性凋亡途径诱导癌细胞凋亡，其机制与调控PI3K/Akt、NF-κB、p-STAT3等信号通路，进而调控凋亡相关基因与蛋白的表达有关。2.2　阻滞细胞周期细胞周期包括间期（G1期、S期、G2期）和有丝分裂（M）期，细胞周期蛋白的活性受到其细胞周期特异性转录、蛋白降解及几种周期蛋白依赖性激酶（CDK）抑制剂蛋白的严格控制，这些机制在癌症中经常失调，导致细胞周期蛋白的异常激活，癌细胞恶性增殖，靶向细胞周期蛋白是阻止肿瘤生长的有效方法之一［28］。芒柄花素可增加非小细胞肺癌（NSCLC）细胞的周期蛋白依赖性激酶抑制剂1（p21）蛋白表达，降低细胞周期调节蛋白如细胞周期蛋白A（Cyclin A）和细胞周期蛋白D1（Cyclin D1）的表达，促进Caspase-3和促凋亡蛋白Bax的表达，降低抗凋亡蛋白Bcl-2表达，诱导G1期NSCLC细胞周期停滞和凋亡而成为肺癌治疗的潜在预防药物［29］。芒柄花素通过在体外诱导细胞周期停滞在G0/G1期，呈剂量依赖性地抑制前列腺癌细胞增殖。同时，芒柄花素显著下调cyclin D1和细胞周期蛋白依赖激酶4（CDK4）的表达水平，对小鼠的肿瘤生长有明显的抑制作用［30］。2.3　抑制肿瘤细胞增殖、迁移与侵袭正常组织控制生长的信号释放后进入细胞生长和分裂周期，确保细胞的稳态和数量，而癌细胞会解除对这些信号的调控，进行异常增殖［31］。细胞的异常增殖是癌症的显著性特征［32］，抑制这种异常增殖是目前临床上治疗肿瘤的手段之一。红芪多糖可下调卵巢癌SKOV3细胞中肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）、白细胞介素（IL）-6和纤连蛋白（FN）表达水平，上调上皮性钙黏蛋白（E-cadherin），抑制细胞增殖和转移，并促进凋亡［33］。毛蕊异黄酮苷可升高SKOV3细胞Caspase-3、Caspase-9、p53和Bax mRNA蛋白表达和Caspase-3酶活性，降低抗凋亡基因Bcl-2 mRNA蛋白表达量，抑制SKOV3癌细胞的增殖，发挥抗肿瘤作用［34］。槲皮素可下调宫颈癌SiHa细胞中转化生长因子-β1（TGF-β1）和上调Smad4表达，其可能是通过激发TGF-β1/Smads信号通路抑制宫颈癌细胞的增殖和转移［35］。侵袭和转移是恶性肿瘤的两大重要特征［36］，转移是临床上患者死亡的主要原因之一［37］。槲皮素可抑制食管癌细胞的侵袭和血管生成，其作用与降低血管内皮细胞生长因子-A（VEGF-A）、基质金属蛋白酶-2（MMP-2）、MMP-9的表达有关［38］。毛蕊异黄酮通过下调碱性亮氨酸拉链ATF样转录因子（BATF）的表达，以剂量和时间依赖性抑制T47D和MCF-7乳腺癌细胞的增殖、迁移和侵袭，此外，毛蕊异黄酮可显著增加E-cadherin水平，通过下调B细胞活化转录因子（BATF）和TGF-β1降低N-钙黏蛋白（N-cadherin）、波形蛋白（Vimentin）、细胞外基质金属蛋白诱导因子（CD147）、MMP-2和MMP-9水平来抑制乳腺癌细胞的上皮间质转化（EMT）［39］。芒柄花素对胃癌细胞［40］、卵巢癌细胞［41］、宫颈癌细胞［42］、胰腺癌细胞转移［43］的增殖、迁移和侵袭均有抑制作用。β-谷甾醇可显著减小大鼠的动脉瘤，降低趋化因子、炎性细胞因子的表达，使动脉瘤壁中MMP-2和MMP-9的活性下降，作用机制为β-谷甾醇通过抑制包括TNF-α在内的炎症反应抑制癌症的发展［44］。综上，红芪有效成分可上调E-cadherin水平，抑制趋化因子、炎性细胞因子的表达，下调IL-6、VEGF-A、MMP-2 和 MMP-9等，抑制肿瘤细胞增殖、迁移与侵袭。2.4　调控miRNAmiRNA是一类小的非编码RNA，通过在转录后水平上调控基因表达，在细胞增殖、迁移和凋亡等多种生物学和病理过程中发挥重要作用。研究表明，特定的miRNA可以作为肿瘤抑制因子或癌基因发挥作用［45-46］。芒柄花素可显著降低三阴性乳腺癌（TNBC）细胞中lncRNA AFAP1-AS1、CDK4和Raf-1的表达，提高miR-195和miR-545的表达，表明芒柄花素通过抑制lncRNA AFAP1-AS1-miR-195/miR-545轴减轻TNBC恶性程度［47］。WANG等［48］发现芒柄花素可抑制结肠癌细胞基质MMP-2和MMP-9的表达，显著增加microRNA（miR）-149的表达，芒柄花素可能通过miR-149诱导的肝配蛋白（Eph）B3下调和抑制PI3K/Akt和STAT3信号通路实现对结肠癌细胞的增殖和侵袭的抑制作用。2.5　诱导细胞自噬自噬是一种进化上保守的分解代谢机制，真核细胞通过膜转运途径回收或降解内部成分，由于在保持基因组稳定性中的既定作用，自噬被认为是在多个阶段抑制癌症形成的有利机制［49］。LI等［50］推测芒柄花素可能通过介导miR-199a-3p/mTOR轴抑制MDA-MB-231/Taxol细胞自噬和耐药性，通过体内外实验表明，芒柄花素通过抑制miR-199a-3p上调细胞内mTOR并使其恢复到亲本水平，从而抑制肿瘤细胞生长，起到抗癌作用。芒柄花素能逆转激素受体阳性人乳腺癌阿霉素耐药细胞MCF-7/ADR多药耐药，其作用机制可能与芒柄花素能抑制自噬发生、降低P-糖蛋白（P-gp）有关［51］。柚皮苷通过下调mTOR信号并释放溶酶体细胞死亡蛋白组织蛋白酶D引导ERK1/2诱导溶酶体膜通透性，通过ROS和BH3激活丝裂原活化蛋白激酶p38（p38 MAPKs），并且在胃癌AGS细胞中自噬介导的细胞死亡中Bcl-xL减少，表明柚皮苷作为胃腺癌AGS细胞治疗的溶酶体损伤靶向剂的潜在治疗活性的机制［52］。毛蕊异黄酮可降低HepG2肝癌细胞中Bcl-2的表达，增加Bax、Caspase-3和PARP的表达，调节Akt诱导丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）、STAT3、NF-κB、凋亡相关蛋白的激活，并诱导细胞周期停滞在G0/G1期，并通过胞内活性氧簇（ROS）介导的信号通路抑制肝细胞癌［53］。2.6　免疫调节癌症和自身免疫性疾病密切相关，使用抗PD1/PD-L1/CTLA4抗体的免疫检查点阻断改善了难治性实体瘤患者的预后［54］。天然药物具有多靶点、效率高、不良反应小、不易产生耐药性等优点，能通过多种途径直接作用于肿瘤自身或通过提高机体免疫能力，释放肿瘤杀伤的生物因子，达到预防和治疗肿瘤的目的［55］。HPS可提高对膀胱癌大鼠血清中IL-2含量，减少血管内皮生长因子（VEGF）水平，同时下调水通道蛋白1（AQP1）和AQP3基因表达，其机制为增强机体免疫功能，产生利水渗湿功效，达到抑制膀胱癌效果［56］。槲皮素二水合物可促进T细胞对MDA-MB-231和NCI-H460癌细胞的杀伤活性，异种移植小鼠模型的实验表明，小鼠肿瘤体积和质量的生长速率降低，CD8、颗粒酶B（GZMB）和γ干扰素（IFN-γ）增加，表明槲皮素二水合物通过抑制PD-1/PD-L1相互作用来减弱PD-L1对T细胞的抑制作用［57］。综上，红芪有效成分可通过抑制PD-1/PD-L1相互作用，保护机体免疫，减少T细胞耗竭，提高患者生存质量。3 联合其他抗肿瘤药物3.1　减毒增效化疗、靶向治疗和免疫治疗是恶性肿瘤药物治疗的主要手段，然而不良反应和耐药性是限制抗肿瘤药物疗效的关键原因［58］，中药仅能预防肿瘤的发生发展，提高西药抗肿瘤的疗效，还能缓解西药抗肿瘤产生的不良反应，提高患者生存质量。顺铂（CIS）通常用于治疗血液和实体瘤恶性肿瘤，肾损伤是CIS治疗的主要不良反应［59］。用顺铂建立急性肾损伤（AKI）大鼠模型，芒柄花素可减弱CIS所致急性肾损伤（AKI）大鼠的组织病理学变化、血尿素氮、肌酐、TNF-α、IL-1β水平，以及MDA含量和MPO活性，并通过激活PPARα/Nrf2/HO-1/NQO1通路预防CIS诱导的AKI［60］。槲皮素和顺铂协同可增加乳腺癌细胞的增殖抑制作用，并介导肿瘤生长抑制，从而增强顺铂抗肿瘤作用，还可降低肾损伤，表明槲皮素可作为肿瘤辅助化疗药物［61］。3.2　增敏芒柄花素和依维莫司组合抑制乳腺癌细胞p-mTOR和p-P70S6K的表达，增加张力蛋白同源物（PTEN）和p-4EBP-1的表达，使细胞凋亡率增加了27.9%，导致肿瘤体积减少2倍，二者联合使用在体外和体内均增强了依维莫司抑制乳腺癌细胞生长的功效［62］。芒柄花素可阻断骨髓瘤细胞中持续的NF-κB、PI3K/Akt和AP-1活化，增强硼替佐米（Bor）引起的细胞凋亡并减轻多发性骨髓瘤（MM）细胞的增殖，增强Bor对骨髓瘤小鼠模型肿瘤生长抑制潜力，表明通过调节参与骨髓瘤生长的多种致癌转录因子的激活，芒柄花素可以与蛋白酶体抑制剂一起用于骨髓瘤治疗［63］。4 讨论中药系统药理学数据库分析平台（TCMSP）根据天然化合物的药代动力学特性，包括口服生物利用度、药物相似度、肠上皮通透性、血脑屏障、水溶性等，捕捉到中药每个活性成分的靶点，可建立靶点和目标疾病的网络［64］，有助于阐明中药作用机制，揭示中医理论的本质，促进现代医学与传统医学的结合及新药的开发。本文基于TCMSP数据库，筛选出红芪在体内可发挥药效的潜在活性成分，总结和归纳这些成分抗肿瘤作用及机制相关研究文献，有助于红芪抗肿瘤作用机制的阐明。中医观点认为，正虚邪积是导致恶性肿瘤发生的原因，即正气内虚，气滞、血瘀、痰结、湿聚、热毒等相互搏结，积聚日久而成有形肿块，病机是一个连续不断的演化过程，可以划分为平衡失调、癌毒形成和正虚邪积3个阶段，清热解毒、活血化瘀、扶正固本是常用的3类基本抗癌治法［65］。红芪为甘肃特产药材，为补益类中药，可补气且能生津养血，符合中医辨证疗法。本文通过对红芪有效成分抗肿瘤作用机制进行综述，表明红芪有效成分对皮肤鳞癌细胞、成骨肉瘤细胞、肝癌细胞及膀胱癌、胃癌、乳腺癌等多种恶性肿瘤均具有治疗作用，其通过多途径、多靶点发挥抗肿瘤作用。相关红芪抗肿瘤作用研究存在一些问题：红芪自古常被代黄芪使用，复方中所用均为黄芪，所以红芪不为大多人所知，临床使用范围较窄，相关药理药效深入研究较少。相关红芪抗肿瘤作用及机制研究多为其所含单体成分，这些成分多广泛分布于中药材，红芪特有性成分较少，缺乏系统、全面的抗肿瘤作用机制阐释。中药材在临床通常以复方入药，因红芪特殊的历史原因，其在临床中的复方研究及应用较少。历代本草中多将红芪列入黄芪项下，作为黄芪使用，历代《中华人民共和国药典》所记载的功效与主治也相同，但二者在化学成分和药理作用方面均存在一定差异。现代研究表明红芪在增强免疫［66］、清除自由基活性［67］、治疗妇女绝经后骨质疏松症及化学性肝损伤［68］等方面作用均强于黄芪，补中益气［69］等方中用红芪代替黄芪后复方抗衰老、免疫调节作用更显著。免疫疗法是目前肿瘤治疗常用的方法之一，鉴于红芪较强的免疫调节作用，后期可从免疫环境调节方面出发深入研究红芪抗肿瘤作用机制。此外，古籍名方中所记载的黄芪指代的是否就是红芪？结合网络药理学、蛋白质组学及代谢组学等深入探究二者的药理药效差别，可从含有黄芪的经典名方入手，探究用红芪替代黄芪入药后的临床疗效，挖掘红芪潜在的优势功效，充分发挥经典名方临床疗效。