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植物化学物质与抗癌药物相互作用数据库InterPAD的构建及其在精准癌症治疗中的应用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月10日 来源:Scientific Reports 3.8
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本研究针对抗癌药物单药治疗的局限性(如耐药性、毒副作用),构建了首个专注于植物化学物质(Phytochemicals)与抗癌药物相互作用(DDI)的数据库InterPAD。通过系统整合1055组相互作用数据、680种药用植物信息及619个调控分子,揭示了基于"多靶点-多通路"框架的协同/拮抗机制,并结合中医寒热理论提出个体化用药策略,为癌症联合治疗提供了重要资源。
癌症治疗领域长期面临单药疗效有限、毒副作用显著和获得性耐药等挑战。传统化疗药物如顺铂(cisplatin)和5-氟尿嘧啶(5-FU)虽广泛应用,但约60%患者最终产生耐药性。与此同时,植物王国蕴藏着大量具有抗癌潜力的次级代谢产物——从姜黄素(Curcumin)到青蒿素(Artemisinin),这些天然化合物通过多靶点调控展现独特优势。然而,植物化学物质与常规抗癌药物的相互作用机制复杂,既可能通过协同作用增强疗效,也可能因拮抗效应降低治疗效果,亟需系统化研究工具破解这一"天然-合成药物互作密码"。
澳门科技大学中医药质量研究国家重点实验室与杭州师范大学药学院联合团队在《Scientific Reports》发表研究,构建了全球首个植物化学物质-抗癌药物相互作用数据库InterPAD。该研究通过多维度数据整合与机制解析,不仅为克服癌症治疗瓶颈提供了新思路,更开创性地将传统中医寒热理论与现代分子药理学相融合。
研究采用三大关键技术方法:1) 基于PubMed和ClinicalTrials.gov的文献挖掘,筛选21,700种植物化学物质与244种抗癌药物的1055组相互作用;2) 人工校验体系由9名博士分三组交叉验证数据;3) 整合KEGG、UniProt等12个权威数据库的分子注释信息,建立"化合物-靶点-通路-疾病"多维关联网络。
数据内容与结构
InterPAD包含331种植物化学物质与244种抗癌药物的相互作用数据,覆盖74种癌症类型。数据库创新性地采用"五维效应分类法",将相互作用分为增强药效(760例)、逆转耐药(93例)、降低毒性(82例)等协同作用,以及降低药效(41例)和增加毒性(7例)等拮抗作用。

中医理论的现代诠释
研究首次系统地将抗癌药物不良反应映射到中医寒热证候:表皮生长因子受体抑制剂(EGFR-TKIs)引发的痤疮样皮疹、口渴等归为"热性",而奥沙利铂(Oxaliplatin)导致的周围神经病变则对应"寒性"。通过分析32种抗癌药物的ADReCs数据库记录,团队建立"以寒制热、以热制寒"的联合用药框架,如用温性药材姜黄(Curcuma longa)缓解5-FU的胃肠道毒性。
分子机制解析
数据库收录619个调控分子和613条信号通路,揭示植物化学物质通过表观遗传修饰、蛋白磷酸化等机制影响抗癌药物效果。例如槲皮素(Quercetin)通过下调核因子E2相关因子2(NFE2L2)逆转结肠癌对5-FU的耐药性;而绿茶多酚EGCG则通过激活AMPK通路协同吉非替尼抑制非小细胞肺癌。
讨论与展望
InterPAD的建立填补了天然产物研究与临床肿瘤学间的数据鸿沟,其创新价值体现在三方面:1) 首次实现植物化学物质-抗癌药物相互作用的系统量化;2) 开创"分子机制-中医理论"双轨研究范式;3) 为AI预测药物组合提供训练数据集。尽管存在临床转化挑战(如肿瘤异质性问题),该研究通过器官芯片筛选、UPLC-Q-TOF-MS质控等技术方案为后续研究指明方向。正如论文通讯作者Sui Xinbing强调,这一资源平台将加速"老药新用"策略开发,推动癌症治疗进入精准联合时代。
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