人参皂苷在肝细胞癌中的治疗潜力：临床前证据、分子机制与临床转化前景

《Frontiers in Pharmacology》：Ginsenosides in hepatocellular carcinoma: preclinical evidence, mechanisms, and clinical implications

　　

肝细胞癌（Hepatocellular Carcinoma，HCC）仍是全球癌症死亡的主要原因，现有治疗策略效果有限，且在早期检测和预后预测方面持续面临挑战。本综述总结了支持人参（Panax ginseng）来源的人参皂苷（Ginsenosides）——尤其是Rh2和Rg3——在HCC细胞及动物模型中治疗潜力的临床前证据。在机制层面，本文围绕凋亡诱导、自噬及其他细胞死亡相关信号通路的调节、肿瘤微环境的重编程，以及抑制转移行为和增强抗肿瘤免疫的证据，对上述抗肿瘤效应进行了讨论。最后，本综述从临床角度阐述了这些机制性发现对未来转化研究的启示，包括合理的联合用药方案和药物递送策略，以克服关键的转化瓶颈——特别是低生物利用度以及缺乏可靠的疗效预测和患者分层生物标志物——从而优化临床应用。总体而言，现有临床前数据提示人参皂苷是改善HCC管理的候选药物，同时强调了开展机制严谨且具转化价值的研究以支持临床优化的必要性。

主体内容总结

3.1 人参皂苷的免疫与炎症调节

人参皂苷可通过多种上游机制调节HCC微环境中的炎症信号和免疫抑制状态。Rk3在二乙基亚硝胺（DEN）/四氯化碳（CCl4）诱导的小鼠模型中减轻肝肿瘤发展，伴随肠道菌群失调的改善、炎症细胞因子表达的降低以及脂多糖（LPS）–Toll样受体4（TLR4）相关信号通路的抑制。Rh4在LPS诱导的炎症背景下抑制组蛋白去乙酰化酶4（HDAC4）/白细胞介素-6（IL-6）/信号转导与转录激活因子3（STAT3）信号，并降低糖酵解相关分子如乳酸脱氢酶A（LDHA）和葡萄糖转运蛋白1（GLUT1）的表达。化合物K（CK）通过靶向膜联蛋白A2并干扰其与核因子-κB p50（NF-κB p50）的相互作用，减弱NF-κB信号及基质金属蛋白酶2/9（MMP2/9）相关的侵袭表型。Rh2及其衍生物Rh2-O通过c-Jun/环氧合酶-2/前列腺素E2（c-Jun/COX-2/PGE2）轴抑制迁移和侵袭相关表型。在免疫细胞层面，Rg3调节Kupffer细胞相关免疫表型并减少髓源性抑制细胞（MDSCs）的瘤内积聚；CK通过下调zeste同源物增强子2（EZH2）促进树突状细胞–NK细胞相关抗肿瘤活性。Rh2在Hepa1-6/脾细胞共培养体系中增加CD8⁺ T细胞效应标志物（CD107a、IFN-γ），降低PD-L1/PD-1信号及免疫抑制性细胞因子（TGF-β1、IL-6、IL-10）和调节性T细胞比例。Rh1通过调节糖皮质激素受体（GR）相关信号，增加MHC-I表达，促进树突状细胞成熟和CD8⁺ T细胞活化，并增强仑伐替尼的抗肿瘤活性。

3.2 人参皂苷介导的抗HCC效应中的凋亡通路

人参皂苷诱导的凋亡涉及线粒体介导的内源性凋亡、死亡受体相关的外源性凋亡以及内质网应激（ER-stress）/未折叠蛋白反应（UPR）信号。在Hep3B细胞中，韩国红参（KRG）及其主要成分Rg3和Rh2增加细胞内活性氧（ROS），降低线粒体膜电位，伴随细胞色素c释放、Bax诱导和caspase-3活化。Rh2促进Bax/Bak转位、细胞色素c释放和下游caspase活化，且即使在Bcl-2过表达条件下仍能激活caspase依赖性死亡。(20S)-原人参二醇（PPD）通过PERK/eIF2α磷酸化和XBP1剪接诱导内质网应激和UPR激活，伴随DR5、caspase-8/9/3活化及PARP裂解。CK通过抑制p-STAT3增强内质网应激相关凋亡。Rh2通过上调死亡受体5（DR5）、降低XIAP和survivin，使非响应HCC细胞对TRAIL诱导的凋亡敏感化。Rk1早期诱导的自噬部分作为生存反应，而自噬抑制可增强Rk1驱动的凋亡；Rk1也可通过AMPK/mTOR信号介导自噬依赖性凋亡。Rg3在正位HCC模型中诱导凋亡并抑制血管生成，伴随肿瘤缩小和生存改善。

3.3 人参皂苷对自噬和自噬流量的调节

人参皂苷在HCC模型中以背景依赖方式调节自噬。Rk3通过磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）/蛋白激酶B（AKT）通路诱导G1期阻滞并偶联自噬与凋亡，体内外均伴随肿瘤生长抑制。Rk1在早期时间点诱导G1阻滞和自噬，但凋亡并非即时发生；药理学或遗传学自噬抑制（如巴弗洛霉素A1和beclin 1沉默）可增强Rk1的抗肿瘤功效，提示早期自噬作为生存机制。在DEN+CCl4原代HCC模型中，Rk1激活AMPK、抑制mTOR、增加LC3-II并降低Bcl-2，伴随caspase级联激活，符合自噬依赖性凋亡结局。Rh2抑制HCC生长同时促进自噬并抑制β-catenin信号，Atg7或β-catenin干扰可消除Rh2的效应，提示自噬对破坏肿瘤维持信号状态是必要的。相反，Rg3作为自噬流量抑制剂，阻断晚期自噬并防止多柔比星诱导的保护性自噬，在异种移植模型中与多柔比星协同作用，且对正常肝细胞毒性有限。

3.4 人参皂苷诱导的线粒体功能障碍和线粒体驱动的凋亡

人参皂苷效应在肝肿瘤细胞中汇聚于线粒体失稳和氧化还原失衡这一共同上游节点。在Hep3B细胞中，KRG提取物及Rg3和Rh2降低细胞活力、破坏线粒体膜电位，伴随ROS升高和LDH释放，机制上涉及ROS积累、细胞色素c释放、Bax/Bcl-2转变和caspase-3活化。Rh2快速增加Bak/Bax转位、细胞色素c释放和下游caspase活化，caspase-8参与凋亡级联的放大过程。Rg5靶向抗氧化酶过氧化物还原蛋白1（PRDX1），破坏ROS解毒、增加线粒体ROS积累并诱导内源性凋亡。CK诱导线粒体膜电位崩溃和DNA损伤，增加Fas/FasL信号和Bax/Bcl-2比值，抑制pro-caspase-9/-3及Akt磷酸化，符合Fas–线粒体偶联的死亡途径。Rg3在HCC细胞系中增加凋亡率，伴随caspase-3和Bax上调及Bcl-2下调。

3.5 人参皂苷信号介导的代谢重编程

人参皂苷通过削弱葡萄糖/能量供应和重塑脂质代谢来抑制HCC生长。Rg3通过人微小RNA-139-5p（hsa-miR-139-5p）/极光激酶A（AURKA）轴抑制糖酵解输出和增殖，升高miR-139-5p、靶向AURKA、降低GLUT1和GLUT4表达、限制乳酸/葡萄糖分泌并增加凋亡。CK在缺氧条件下通过抑制BCL2相关转录因子1（Bclaf1）重编程糖酵解，降低缺氧诱导因子1-α（HIF-1α）介导的糖酵解、减少糖酵解酶活性和ATP产生，并降低体内肿瘤葡萄糖摄取。CK还通过AKT/mTOR/c-Myc信号抑制糖酵解相关生存程序，降低己糖激酶2（HK2）和丙酮酸激酶M2（PKM2）丰度。在脂质代谢方面，Rg3与斑蝥素联合靶向蛋白精氨酸甲基转移酶1（PRMT1）–固醇调节元件结合转录因子1（SREBF1）轴，调节脂质代谢和生存信号，抑制疾病进展并减轻肝毒性。

3.6 人参皂苷介导的基因表达和转录调控

人参皂苷通过转录和转录后水平重编程基因表达。Rh2在HepG2细胞中增加miR-146a-5p，其过表达增强Rh2诱导的细胞生存和集落形成抑制，而抑制则减弱这些效应。Rh2还上调miR-491，后者在翻译水平负调控表皮生长因子受体（EGFR）；重组EGFR恢复信号可消除抗肿瘤效应。Rg3通过hsa-miR-139-5p/AURKA轴抑制有氧糖酵解，下调GLUT1/GLUT4，减少乳酸/葡萄糖输出并促进凋亡。转录组分析显示Rh2处理的HepG2细胞转录变化汇聚于p53信号和DNA复制相关基因网络。(20S)-Rg3降低整体和启动子区域DNA甲基化，伴随DNA甲基转移酶3A（DNMT3a）/DNA甲基转移酶3B（DNMT3b）下调以及P53、BCL2和VEGF甲基化改变。

3.7 人参皂苷诱导的细胞周期阻滞

人参皂苷通过调节cyclin/CDK调控回路及转录和表观遗传控制机制阻滞细胞周期进程。Rs4在SK-HEP-1细胞中诱导凋亡并建立G1/S边界阻滞，升高p53和p21^WAF1，下调cyclin E和cyclin A依赖性激酶活性。Rg5通过抑制cyclin E–CDK2活性阻断G1/S转换，伴随p21^Cip1/WAF1增加、cyclin E和CDK2及CDC25A降低。值得注意的是，Rg1在相同细胞背景下表现出相反趋势，通过上调cyclin E/CDK2组分刺激增殖。Rh2作为组蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制剂，降低总HDAC活性、增加组蛋白乙酰化，使细胞周期分布向G0/G1积累转变。Rh2还通过激活GSK-3β促进β-catenin降解，干扰HSP90A–Cdc37分子伴侣系统导致CDK4/6和CDK2蛋白酶体降解，并抑制EZH2、降低CDKN2A-2B位点的H3K27me3、重新激活P14/P15/P16，从而实施G0/G1阻滞。Rg3与奥沙利铂联合通过下调PCNA和cyclin D1增强生长抑制和凋亡。

3.8 铁死亡

人参皂苷通过触发铁死亡（一种铁依赖性、由脂质过氧化驱动的调节性细胞死亡）抑制肿瘤生存。Rk1以剂量依赖方式抑制HepG2细胞生长并促进铁死亡标志物，包括GSH降低和MDA/铁水平增加；铁死亡抑制剂可显著挽救表型，且Rk1驱动的铁死亡诱导依赖于铁死亡抑制蛋白1（FSP1）。Rg1通过下调溶质载体家族7成员11（SLC7A11）增强铁死亡敏感性，损害HCC细胞增殖和迁移。CK通过叉头盒蛋白O（FOXO）通路触发铁死亡，伴随磷酸化FOXO1（p-FOXO1）活性降低，在肿瘤模型中抑制生长并降低SLC7A11和谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）表达。(20S)-原人参三醇（(20S)-APPT）通过靶向FSP1作为强效铁死亡诱导剂，促进ACSL4依赖性花生四烯酸氧化和线粒体ROS产生。CK还通过抑制去泛素化酶OTUB2促进泛素依赖性GPX4降解，增强铁死亡并抑制异种移植模型中的肿瘤生长。

4.1 人参皂苷作为HCC化疗的辅助药物

联合用药方案在临床前细胞模型中显示比单一药物更强的抗肿瘤效应。瑞戈非尼与人参皂苷联合比单药更强地抑制HepG2增殖，伴随survivin mRNA水平降低和凋亡相关信号转变。Rg3加奥沙利铂在SMMC-7721细胞中增强凋亡并降低PCNA和cyclin D1等增殖相关蛋白。Rg3抑制晚期自噬从而使HCC对多柔比星敏感化。人参皂苷Rd与考布他汀A4磷酸盐（CA4P）联合通过PI3K/AKT/mTOR抑制降低HIF-1α，伴随坏死扩大和肿瘤生长延迟。2024年一项随机对照试验的荟萃分析报告，人参皂苷作为HCC辅助治疗可改善疾病控制和客观缓解、提高生活质量、提高1年和2年总生存率，并减少恶心/呕吐和骨髓抑制等不良事件。

4.2 人参皂苷作为TACE的辅助药物

一项单中心、开放标签随机对照试验（ChiCTR-TRC-11001643）纳入晚期HCC患者（BCLC C期；Child–Pugh A级；ECOG 0–1），按2:1比例随机分配至TACE加口服人参皂苷Rg3（n=152）或单独TACE（n=76）。与单独TACE相比，Rg3联合组显示更长总生存期（中位13.2 vs. 10.1个月；HR 0.63，95% CI 0.46–0.85；P=0.002）和更高疾病控制率（69.7% vs. 51.3%；P=0.012）。安全性方面，Rg3相关不良事件在联合组更频繁，包括便秘（133/152 [87.5%] vs. 50/76 [65.8%]）和鼻出血（8/152 [5.3%] vs. 0/76 [0%]）。临床前正位大鼠研究报道Rg3联合经动脉栓塞降低VEGF/VEGFR2相关信号和血管生成，与单独栓塞相比减少肿瘤进展并改善生存。随机试验的荟萃分析表明TACE联合人参皂苷可改善客观缓解率、疾病控制率、生活质量和部分生存相关终点，同时减少若干治疗相关不良事件。

4.3 纳米制剂和纳米材料增强人参皂苷在HCC中的治疗功效

纳米医学策略旨在解决人参皂苷水溶性差、体内稳定性有限、生物利用度低和肿瘤部位药物暴露不足等转化瓶颈。Zhao等构建Fe@Fe₃O₄核壳纳米颗粒系统（Nano-Fe-GSS），将预活化人参皂苷固定在纳米颗粒表面，增强MRI信号并支持可追踪递送概念。PLGA-PEG-Rg3与游离Rg3相比，在体外显示更强HepG2生长抑制，在体内显示改善的抗肿瘤活性和生存。pH敏感Rh2脂质体在酸性条件下改善药物释放并增强肝肿瘤细胞模型中的抗肿瘤活性。Rg3纳米颗粒偶联与HCC进展和肺转移抑制相关，并伴随肿瘤荷瘤小鼠模型中肠道菌群和代谢网络改变。透明质酸（HA）修饰的纳米结构脂质载体通过CD44相关机制实现富集递送和多种成分共递送。Rk1负载锰掺杂中空二氧化钛（Rk1@MHT）在超声照射下增强ROS产生，伴随谷胱甘肽合成相关步骤调节，并提供T1加权MRI功能。壳聚糖纳米颗粒负载CK（CK-NPs）改善水溶性和细胞摄取，在HepG2细胞中与更强细胞毒性和凋亡相关表型相关。海藻酸盐/PLGA纳米颗粒用于GRg3口服递送，强调胃肠道稳定性、持续释放行为和安全性。Xu等开发了pH和氧化还原（GSH）双响应Rh2纳米递送平台，在酸性和还原环境中触发释放，与游离Rh2相比在HepG2细胞中显示更高细胞毒性，机制上包括ROS增加、抗氧化指标降低和线粒体膜电位下降。

4.4 人参皂苷与常规疗法和靶向药物的联合策略

Rg3与斑蝥素（CTD）联合在体外产生协同抑制HCC细胞增殖、迁移和侵袭，优于任一单一药物，机制上涉及脂质代谢相关信号（包括PI3K/AKT/mTOR通路活性）和PRMT1介导的表观遗传调控的双重调节，且Rg3共处理减轻CTD相关肝毒性，表现为ALT/AST水平保持。姜黄素和总人参皂苷（TG）联合在HCC小鼠模型中减少肿瘤生长，调节PD-L1相关免疫逃逸信号并抑制TLR4/NF-κB炎症级联，下游变化包括iNOS和MMP9。Rh2与木犀草素联合抑制HCC细胞增殖、迁移和侵袭并诱导细胞衰老，机制上涉及Nrf2/HO-1通路减弱和p53/p21激活，Nrf2激活剂挽救实验支持该轴在衰老表型中的因果作用。网络药理学和生物信息学分析为CTD/Rg3联合提供多靶点/多通路依据，富集代谢和免疫相关通路，靶点筛选突出AKR1D1、SLC16A4和ALDH3B1，对接分析提示与ALDH3B1高亲和力结合。