《Frontiers in Pharmacology》：Therapeutic potential of escin and its nanoparticle formulations in cancer -a systematic review and meta-analysis of preclinical study
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摘要
引言： 本研究旨在通过系统评价与Meta分析，基于临床前研究评估七叶皂苷（Escin）及其纳米制剂（nanoparticle formulations）在肿瘤中的潜在治疗效应及潜在机制。
方法： 研究人员检索了PubMed、Web of Science和
摘要
引言： 本研究旨在通过系统评价与Meta分析，基于临床前研究评估七叶皂苷（Escin）及其纳米制剂（nanoparticle formulations）在肿瘤中的潜在治疗效应及潜在机制。
方法： 研究人员检索了PubMed、Web of Science和Embase等英文数据库，检索时间自建库至2026年7月13日。采用SYRCLE动物实验风险评估工具评估纳入研究的偏倚风险，并使用Review Manager（RevMan）软件（5.4版）和Stata SE 12软件进行所有统计学计算。采用Egger检验评估潜在的发表偏倚。
结果： 初步检索共获得279篇潜在相关研究，其中34篇符合纳入标准。Meta分析结果显示，七叶皂苷在体外显著抑制癌细胞生长。与对照组相比，七叶皂苷显著降低细胞活力（SMD = ‐4.73，95% CI = [‐5.81，‐3.65]）、诱导细胞周期阻滞（SMD = -7.29，95% CI = [‐10.45，‐4.14]）、增加细胞凋亡（SMD = 4.88，95% CI = [3.41，6.36]），并抑制细胞集落形成（SMD = -8.15，95% CI = [‐14.04，‐2.26]）、细胞黏附（SMD = ‐11.17，95% CI = [‐17.80，‐4.55]）和迁移（SMD = ‐3.19，95% CI = [‐4.80，‐1.57]）。在荷瘤动物模型中，七叶皂苷治疗降低了肿瘤重量（SMD = ‐2.49，95% CI = [‐3.27，‐1.70]）、肿瘤体积（SMD = ‐2.05，95% CI = [‐2.87，‐1.23]）和肿瘤数量（SMD = ‐1.83，95% CI = [‐2.84，‐0.82]）。此外，七叶皂苷纳米制剂也显著降低了细胞活力（SMD = ‐3.12，95% CI = [‐5.15，‐1.09]）。
讨论： 总体而言，本Meta分析提供了支持七叶皂苷及其纳米制剂潜在抗肿瘤效应的定量临床前证据。然而，鉴于纳入研究的异质性和数量有限，尤其是针对纳米制剂的研究，这些发现应谨慎解读。未来需要设计良好的临床前研究以促进临床转化。
系统评价注册： https://www.crd.york.ac.uk/PROSPERO/。
1 引言
癌症是全球性公共卫生问题，是总体第二大死因，也是85岁以下人群的首要死因。目前癌症诊疗依赖手术、放疗和化疗等常规手段，以及基因治疗、干细胞治疗、靶向治疗、光动力治疗、纳米医学和精准医学等先进策略。然而，尽管治疗取得进展，耐药性复发和全身毒性等重大挑战仍未解决。因此，迫切需要开发更有效、更安全的抗癌药物或辅助策略。
七叶皂苷是从欧洲七叶树（Aesculus hippocastanum）种子中提取的天然三萜皂苷混合物，最初报道具有抗水肿、抗炎和静脉张力特性。根据乙酰基取代位置，七叶皂苷可分为β-七叶皂苷、隐七叶皂苷和α-七叶皂苷三种成分。特别是，天然七叶皂苷与氢氧化钠反应制备的钠盐——七叶皂苷钠已被证明可有效治疗创伤或手术引起的脑水肿和肿胀。近年来，越来越多的证据表明七叶皂苷是一种有前景的候选抗肿瘤化疗药物，其潜在机制正逐步被揭示。既往综述已系统总结了七叶皂苷的化学性质和生物利用度，特别强调其对多种癌症类型的抑制活性。多项近期研究进一步证明，七叶皂苷单药治疗可有效抑制乳腺癌和结肠癌的肿瘤生长。此外，七叶皂苷可触发铁死亡（ferroptosis），并与顺铂联用发挥协同抗癌作用；通过抑制核因子-κB（NF-κB）信号级联在人胰腺癌细胞中赋予化疗增敏作用；并在肝细胞癌中增强对PD-1免疫检查点抑制剂治疗的反应。总之，这些发现强调了七叶皂苷的抗癌潜力及其在癌症治疗开发中的价值。
尽管抗癌活性已得到证实，但许多天然活性成分的临床转化通常受限于水溶性差、生物利用度低和体内代谢清除快等瓶颈。然而，纳米药物有望从根本上突破这些障碍。值得注意的是，七叶皂苷纳米制剂的可行性已得到初步验证。例如，负载七叶皂苷的壳聚糖纳米颗粒在Wistar大鼠中显示出抗关节炎活性。更重要的是，MgO-壳聚糖-Pluronic F127-七叶皂苷（MCsPFE）纳米颗粒增强了乳腺癌细胞中的活性氧（ROS）水平并改变了线粒体跨膜电位（Δψm），从而启动内源性凋亡细胞死亡通路用于抗癌治疗。总之，这些发现强烈表明基于七叶皂苷的纳米载体系统在癌症治疗中具有巨大潜力，需要进一步研究其在相关肿瘤模型中的疗效和机制。
尽管细胞和动物研究的大量证据证实了七叶皂苷的抗肿瘤活性，但其临床转化仍受水溶性差和生物利用度有限等缺陷的阻碍。尽管多项研究已证明基于七叶皂苷的纳米载体系统的可行性，但游离七叶皂苷和七叶皂苷纳米制剂的临床前抗肿瘤效应的总体幅度尚未被定量综合。此外，现有关于七叶皂苷抗肿瘤效应的动物研究缺乏正式的质量评价，抗肿瘤机制信息仍分散在各篇出版物中。为解决这些空白，本临床前研究的系统评价和Meta分析旨在定量评估游离七叶皂苷和七叶皂苷纳米制剂的抗肿瘤效应，并评估纳入动物研究的偏倚风险。此外，研究人员总结了抗肿瘤分子机制并强调了关键局限性，为未来转化研究提供见解。
2 方法
2.1 指导与方案
本Meta分析按照系统评价和Meta分析首选报告条目（PRISMA）指南进行。该研究已在国际系统评价前瞻性注册库（PROSPERO）注册，识别号为CRD420261376092。
2.2 检索策略
为获取可能与七叶皂苷或其纳米制剂治疗癌症相关的全面研究，研究人员检索了PubMed、Web of Science和Embase三个英文数据库，检索时间自建库至2026年7月13日。医学主题词（MeSH）和自由词根据各数据库进行了适当修改，以确保全面且相关的检索结果。检索词包括“Escin”、“Sodium Aescinate”、“β-Escin”、“β-Aescine”、“Aescine”、“tumor”、“cancer”、“carcinoma”、“neoplasm”、“glioma”、“glioblastoma”和“neuroblastoma”。此外，还查阅了相关综述及综述中的参考文献以检索其他符合条件的研究。
2.3 研究选择
纳入标准依据PICOS原则（人群、干预、对照、结局、研究设计）。研究对象为体内和体外癌症模型。干预措施为七叶皂苷或其纳米制剂单药治疗癌症。对照为等量安慰剂或生理盐水。结局指标包括细胞活力、细胞周期、细胞凋亡、细胞克隆、细胞黏附、侵袭、迁移、细胞增殖数量、肿瘤体积、肿瘤数量、肿瘤重量、丙氨酸氨基转移酶（ALT）和天冬氨酸氨基转移酶（AST）。研究设计为体外实验（不同类型肿瘤细胞经或不经七叶皂苷及其纳米颗粒处理）和体内实验（动物接种不同类型肿瘤细胞并经或不经七叶皂苷及其纳米颗粒处理）。排除标准包括：重复研究、综述、会议摘要、病例报告、Meta分析、队列研究、缺乏结局指标定量数据的研究以及无法获取全文的研究。
2.4 数据提取
使用Endnote X9识别并删除重复或不合适的研究。为确保准确性，两名评审员独立筛选标题、摘要和全文，根据概述的纳入和排除标准确定符合纳入条件的研究。如遇分歧，由第三方评审员做出最终决定。当单篇出版物报告了使用不同细胞系或不同癌症模型的多个实验且为独立实验系统时，每个实验被视为独立研究，并使用上标a、b、c、d进行区分。提取的文献信息包括第一作者姓名、发表年份、所用动物的详细信息（数量、品系、性别和年龄/体重）、细胞系、七叶皂苷干预详情（制剂、剂量、持续时间和给药方式）及相关结局。图形结果的均值和标准差（SD）使用GetData Graph Digitizer 2.26提取。
2.5 方法学质量和研究评估
为评估研究偏倚风险，两名评审员使用SYRCLE偏倚风险工具独立评估偏倚风险。如筛选结果存在任何歧义，咨询第三方协商达成共识结论。偏倚风险评估结果分为三类：“低”、“高”和“不确定”。
2.6 数据分析
使用Review Manager（RevMan）软件（5.4版）和Stata SE 12软件进行数据分析。鉴于本研究结局指标为连续变量，效应量采用标准化均数差（SMD）及其95%置信区间（CI）估计。干预组与对照组之间的统计学显著性定义为P值< 0.05。研究间异质性使用I2统计量评估。I2值≤ 50%视为同质性，而> 50%则解释为研究间存在显著异质性。后者采用随机效应模型估计合并效应量。应用亚组分析调查纳入研究间异质性的可能决定因素。此外，采用Egger检验评估发表偏倚。
3 结果
根据检索策略，从三个数据库共检索到279条记录。去除重复后剩余123条记录。经标题和摘要筛选后，额外排除58条不相关记录。最后，经过细致的全文审查，34条记录被纳入本Meta分析。
3.1 纳入研究的特征
体外研究纳入的肿瘤细胞系包括HepG2（n = 3）、A549（n = 4）、MCF-7（n = 6）、MDA-MB-231（n = 4）、SMA（n = 2）、AGS（n = 2）及其他代表性肿瘤类型细胞。此外，共15篇文章（16项研究）涉及八种癌症类型的体内研究，包括卵巢癌（n = 3）、肺癌（n = 1）、乳腺癌（n = 1）、前列腺癌（n = 2）、肝癌（n = 2）、结直肠癌（n = 1）、骨肉瘤（n = 1）。使用了六种品系（BALB/c裸鼠，n = 10；BALB/c小鼠，n = 1；C57Bl/6，n = 1；HSD裸鼠，n = 1；KM小鼠，n = 1；A/J小鼠，n = 1）。纳入研究报道了雌性（n = 10）、雄性（n = 4）和不明（n = 2）。实验动物样本量范围为3至18。药物剂量范围为1 mg/kg至10 mg/kg，通过腹腔注射（i.p.，n = 10）、静脉注射（i.v.，n = 1）或灌胃（i.g.，n = 5）给药，治疗持续时间从7天到119天不等。此外，共纳入三篇关于七叶皂苷纳米颗粒的文章。
3.2 偏倚风险
使用SYRCLE工具对纳入的15篇文章进行了全面质量评估。其中，八项研究明确报告使用了随机化，但均未描述具体方法，其余研究未说明是否进行随机化。14项研究提供了动物物种、性别和年龄或体重的详细信息，最后一项仅报告了物种。所有动物均随机分配到饲养条件。然而，没有研究报告使用盲法，也未说明结局评估是否以随机化方式进行。大多数研究将全部动物纳入最终分析，除2项研究无动物实验结局指标外。总体而言，上述研究被认为适合纳入本Meta分析。
3.3 七叶皂苷对癌细胞生物学功能的影响（体外）
22篇文章（35项研究）在细胞水平评估了七叶皂苷对癌细胞活力的影响。七叶皂苷在1–40 μM浓度下显著降低癌细胞活力（SMD = ?4.72，95% CI = [-5.79，?3.64]，P < 0.00001；I2 = 39%）。鉴于不受控制的增殖是恶性细胞的重要特征，这种活力降低的幅度为七叶皂苷浓度依赖性抗肿瘤活性提供了有力证据。为进一步阐明该效应的机制基础，评估了七叶皂苷对细胞周期调控和凋亡诱导的影响。结果显示，七叶皂苷可刺激肿瘤细胞进入细胞周期G1期（SMD = ?9.72，95% CI = [-15.67，?3.77]，P = 0.001；I2 = 72%），并显著降低G1/G0期细胞比例（SMD = ?5.22，95% CI = [-7.63，?2.81]，P < 0.0001；I2 = 0%）。细胞周期的合并效应高度显著（SMD = ?7.29，95% CI = [-10.45，?4.14]，P < 0.00001；I2 = 62%），亚组间无异质性证据（P = 0.17）。同时，七叶皂苷显著促进凋亡，合并效应量为4.88（95% CI = [3.41，6.36]，P < 0.00001；I2 = 46%）。这些结果共同表明，七叶皂苷至少部分通过细胞周期扰动和凋亡增强的双重机制发挥细胞毒作用。
此外，七叶皂苷还损害了肿瘤恶性程度其他关键决定因素，即细胞克隆、细胞黏附和迁移。定量综合显示，七叶皂苷显著减少细胞克隆（SMD = ?8.15，95% CI = [-14.04，?2.26]，P = 0.007；I2 = 62%）、细胞黏附（SMD = ?11.17，95% CI = [-17.80，?4.55]，P = 0.0009；I2 = 0%）和迁移（SMD = ?3.19，95% CI = [-4.80，?1.57]，P = 0.001；I2 = 32%）。
3.4 七叶皂苷对肿瘤重量和体积的影响（体内）
共八篇文章（11项研究）报告了肿瘤重量，七篇文章（8项研究）报告了肿瘤体积，两篇文章（4项研究）报告了动物癌症模型中七叶皂苷组与未治疗组之间的肿瘤数量。合并分析表明，七叶皂苷给药导致肿瘤重量显著降低（SMD = ?2.49，95% CI = [-3.27，?1.70]，P < 0.00001；I2 = 61%）、肿瘤体积显著降低（SMD = ?2.05，95% CI = [-2.87，?1.23]，P < 0.00001；I2 = 29%）和肿瘤数量显著减少（SMD = ?1.83，95% CI = [-2.84，?0.82]，P < 0.0004；I2 = 62%）。
鉴于纳入研究间存在显著异质性，进行了亚组分析以探索其潜在来源。检查了包括动物品系、性别、给药途径、每组动物数量和肿瘤类型在内的一些预设混杂因素。对于肿瘤重量，亚组分析显示动物品系（I2 = 74.8%）、动物性别（I2 = 72.6%）、动物数量（I2 = 87.6%）和肿瘤类型（I2 = 59.9%）是显著的异质性因素（P < 0.05）。结果显示，雄性效应量更大（SMD = ?3.92，95% CI = [-5.78，?2.06]）大于雌性（SMD = ?1.94，95% CI = [-2.75，?1.14]）。同样，动物数量n ≤ 5的效应量更大（SMD = ?4.18，95% CI = [-5.51，?2.84]）大于n > 5（SMD = ?1.93，95% CI = [-2.70，?1.17]）。在动物品系亚组中，HSD裸鼠（SMD = ?2.38，95% CI = [-3.38，?1.38]）和BALB/c裸鼠（SMD = ?3.75，95% CI = [-5.09，?2.40]）存在显著差异。此外，基于肿瘤类型的亚组研究显示，七叶皂苷对卵巢癌、肺癌、乳腺癌、前列腺癌、肝癌、结直肠癌和骨肉瘤肿瘤重量的抑制作用存在显著差异。然而，部分亚组包含研究极少，这些结果应谨慎解读。前列腺癌观察到最大效应量（SMD = ?4.56，95% CI = [-6.59，?2.53]），尽管该估计基于有限的研究数量。关于给药途径，i.v.亚组显示肿瘤重量数值上最大降幅（SMD = ?4.15，95% CI = [-6.79，?1.50]），其次是i.p.亚组（SMD = ?2.45，95% CI = [-3.54，?1.36]）和i.g.亚组（SMD = ?2.39，95% CI = [-3.78，?0.99]）。然而，各途径间差异无统计学意义（P = 0.48）。对于肿瘤体积，亚组分析中未观察到显著异质性。
3.5 七叶皂苷纳米颗粒的抗肿瘤效应
仅纳入三项研究探讨七叶皂苷纳米颗粒对细胞活力的影响。合并结果显示，与对照组相比，七叶皂苷纳米颗粒对细胞活力具有显著抑制作用（SMD = ?3.15，95% CI = [?5.19，?1.10]，P = 0.003；I2 = 0%）。
3.6 七叶皂苷的安全性
两篇文章评估了七叶皂苷在荷瘤小鼠中的安全性。与对照组相比，七叶皂苷治疗与较低的ALT水平（SMD = ?2.48，95% CI = [-3.40，?1.55]，P < 0.00001；I2 = 0%）和较低的AST水平（SMD = ?0.98，95% CI = [-1.69，?0.27]，P < 0.01；I2 = 0%）相关，提示七叶皂苷可能具有潜在的肝脏保护作用。
3.7 发表偏倚
对来源于八项以上研究的指标评估了发表偏倚。Egger回归检验显示，体内肿瘤体积（P < 0.01）和肿瘤重量（P < 0.01）存在显著发表偏倚，而体外细胞活力（P < 0.001）、细胞凋亡（P < 0.001）和细胞侵袭（P < 0.001）也存在显著发表偏倚。因此，对至少三项研究提供信息的结局指标（肿瘤体积、肿瘤重量、肿瘤数量、细胞活力、凋亡、侵袭和克隆）进行了逐项剔除敏感性分析。结果显示所有结局指标均无显著变化，表明Meta分析结果相对稳健。
3.8 抗癌机制
七叶皂苷抗癌效应的潜在分子机制尚未完全阐明。在30项详述其机制的研究中，研究最广泛的是诱导凋亡和细胞周期阻滞，特别是通过ROS/NF-κB、Caspase-3和BAX/Bcl-2通路。其他常报道的机制包括抑制细胞增殖（如PI3K/Akt、P21waf1/cip1）、调节细胞侵袭（如HIF-1α/TGF-β/MMPs、FAK/Akt）和铁死亡（如G6PD/GPX4轴）。总之，这些发现强调了七叶皂苷在癌症中的多靶点作用。
