《Food Science & Nutrition》：In Vitro Antineoplastic Effects of Zataria multiflora: A Systematic Review of Mechanisms, Selectivity, and Synergy
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Zataria multiflora（ZM）是具有明确民族药用价值的植物，其含有的多种生物活性成分对不同类型的癌细胞系表现出细胞毒性潜力。现有单个研究成果缺乏系统性整合，严重阻碍了有前景的体外发现向严谨的临床研究转化。本研究旨在系统评价并整合ZM体外抗肿瘤效应
Zataria multiflora（ZM）是具有明确民族药用价值的植物，其含有的多种生物活性成分对不同类型的癌细胞系表现出细胞毒性潜力。现有单个研究成果缺乏系统性整合，严重阻碍了有前景的体外发现向严谨的临床研究转化。本研究旨在系统评价并整合ZM体外抗肿瘤效应的现有证据。研究人员于2025年9月17日严格遵循PRISMA指南，在Web of Science、Medline、Scopus、Embase、Magiran及Google Scholar等主要科学数据库执行了系统的文献检索，检索策略纳入了相关关键词、医学主题词（MeSH）及其波斯语等效词以保证覆盖范围全面。检索到的文献经过严格筛选以确定合格研究，并通过手动追溯入选文献的参考文献列表确认文献饱和。初始从数据库检索到107篇文献，手动检索识别出52篇文献，最终共纳入29篇论文。研究人员回顾了ZM在24种癌细胞系（源自13种恶性肿瘤）及6种正常细胞类型中的细胞毒性和安全性。17项研究探索了ZM的抗肿瘤效应，8项研究关注其纳米尺度制剂，4项研究同时结合了两种方法。ZM在癌细胞系中始终表现出显著促凋亡效应，该现象在正常细胞中未观察到，凸显了其选择性细胞毒性。既往研究还报道了ZM与传统抗肿瘤药物（包括多柔比星）以及放疗的协同效应。已识别的核心作用机制之一是癌细胞周期阻滞（G1、G2或S期）。初步体外证据表明ZM在不同癌症细胞模型中具有诱导凋亡、引发细胞周期阻滞及抑制增殖的潜在价值。然而，要明确确立ZM在临床环境中的有效性和安全性，仍需采用高级模型（如基于球体的细胞培养、体内动物模型及设计良好的临床试验）开展进一步研究。
1 引言
癌症是当代重大公共卫生问题，2022年全球新发病例近2000万，死亡970万例（占总死亡的16.8%），预计每5人中就有1人一生中会罹患癌症。尽管传统及新型抗肿瘤治疗药物近年取得进展，但脱靶效应、不良事件、毒性反应、成本高昂、生物相容性低、疗效与安全性不稳定等局限性仍十分突出。因此，天然化合物与植物化学物质受到广泛关注。药用植物应用历史可追溯至古代，阿育吠陀医学、传统印度医学及传统中医均是其重要代表。天然产物在抗肿瘤药物研发中发挥了关键作用，1940年至2014年间，近半数获批的抗肿瘤药物为天然产物或其衍生物，代表性药物包括长春花生物碱（如长春新碱）、紫杉烷类（如紫杉醇、多西他赛）及鬼臼毒素类（如依托泊苷）。植物衍生物含有多种新型生物活性成分，可提供多样化的抗肿瘤作用机制，且通常毒性更低，能够作为单一疗法或与现有治疗药物联用以克服耐药性问题。对传统医学的科学验证可衔接古今医学知识，推动开发更安全有效的癌症治疗方案。
Zataria multiflora（ZM，波斯语称Avishan-e-Shirazi）是唇形科（Lamiaceae）植物，为伊朗、阿富汗及巴基斯坦高原地区特有芳香植物。其含有酚类化合物、黄酮类及萜类化合物等多种生物活性成分，ZM精油（ZMEO）的主要成分为香芹酚（carvacrol）与百里香酚（thymol）。这种复杂的生化组成赋予ZM抗氧化、广谱抗菌、抗炎及乙酰胆碱酯酶抑制等多种显著生物学活性，既使其成为传统烹饪的重要原料，也成为现代药物研发的热门对象。研究人员此前开展的体外实验已证实ZM对急性早幼粒细胞白血病、急性淋巴细胞白血病、多发性骨髓瘤及结肠癌细胞系的细胞毒性，但缺乏对这些独立研究的系统性整合，阻碍了体外发现向临床前或临床试验的转化。因此，本研究旨在系统评价ZM对癌细胞生长、代谢或增殖影响的现有体外证据，全面阐明其选择性细胞毒性、潜在分子通路以及与常规抗肿瘤药物联用的协同潜力，聚焦于体外研究以支撑未来的体内或临床探索，同时通过挖掘这一药理学尚未充分开发的药用植物的民族植物学知识，助力药物研发。
2 方法
本研究严格遵循系统评价首选报告条目（PRISMA）指南，并获得伊朗克尔曼医科大学伦理委员会批准，研究方案未前瞻性注册，核心研究问题为“Zataria multiflora是否调控癌细胞系的生长、代谢或增殖”。
2.1 检索策略与数据库选择
由医学图书馆员制定全面的检索策略，纳入相关关键词及其波斯语等效词，包括Zataria multiflora、Zataria multiflora Boiss.、Cancer、Neoplasm、Tumor、Malignanc*、Carcinoma及In Vitro。检索覆盖Web of Science、MEDLINE（通过PubMed）、Scopus、Embase及Magiran等主要数据库，同时对Google Scholar按相关性排名的前300条记录进行筛选，参考Haddaway等提出的实用阈值。此外还手动筛查所有入选文献的参考文献列表。检索于2025年9月17日执行，纳入所有已发表的无时间限制的英文与波斯语文献。
2.2 研究筛选
剔除重复文献后，由两名独立研究人员通过标题与摘要初筛排除不相关研究，再对剩余文献进行全文资格评估。纳入标准为探究Zataria multiflora抗肿瘤效应的原创研究论文与实验研究，不限给药形式；排除综述、会议论文及聚焦非恶性疾病的研究。筛选过程中出现的分歧由第三名研究人员协商裁定。
2.3 数据提取
由一名研究人员提取核心变量，包括第一作者、发表年份、研究国家、文章语言、ZM使用形式、处理的细胞系、剂量、孵育时间、IC50值、实验方法及主要结局，另一名研究人员独立交叉核对所有提取信息的准确性，分歧由第三名研究人员裁决。
2.3.1 偏倚风险评价
采用体外研究质量评估工具（QUIN）评价纳入文献的质量，该工具最初由Sheth等开发用于牙科领域体外研究，包含12项标准，其中“样本量计算详细说明”“操作者细节”“随机化”“盲法”4项因与癌细胞系实验模型无关被剔除。两名独立研究人员对剩余标准进行评估，包括“研究目的明确陈述”“抽样方法详细说明”“对照组细节”“实验方法详细说明”“结局测量方法”“结局评估者细节”“统计分析”“结果呈现”，分歧由第三名研究人员解决，最终将研究分为低风险、中风险与高风险三类。
3 结果
初始检索共获得107项研究，去重后64项进入标题与摘要筛选，经初筛后对53篇全文进行资格评估，22篇符合纳入标准，额外通过手动检索参考文献获得7篇合格研究，最终共纳入29项研究。3项（10.3%）研究为波斯语，其余26项（89.7%）为英语，除1项来自阿曼外，其余均来自伊朗机构。研究共涉及源自13种恶性肿瘤的24种细胞系及6种正常细胞类型，最受关注的恶性肿瘤为乳腺癌，其次为结直肠癌、血液系统恶性肿瘤（急性早幼粒细胞白血病、急性淋巴细胞白血病、多发性骨髓瘤）、肝细胞癌、宫颈癌、黑色素瘤、卵巢癌、胚胎癌、前列腺癌、胶质母细胞瘤及鼻咽癌。29项研究中，17项（58.6%）使用ZMEO或ZM提取物，8项（27.6%）使用含ZM的不同纳米制剂，4项（13.8%）同时结合两种方法。
通过QUIN评估研究质量，结果显示纳入研究整体为低到中度偏倚风险，无高风险研究，平均最终评分为72.4%，最低与最高评分分别为56.3%与93.8%。
4 讨论
传统抗肿瘤治疗的多种局限性使得植物化学物质成为有吸引力的替代或补充治疗选择，植物衍生物通常含有黄酮类、生物碱、萜类及酚类化合物等生物活性成分，为其抗肿瘤效应提供支持。尽管ZM在非恶性肿瘤领域已有较多临床前与临床研究，但其在肿瘤学中的应用相对未被充分探索，安全性特征与最佳给药参数数据有限。既往ZM肿瘤学体外研究主要关注细胞毒性、代谢活性及细胞周期改变，尚缺乏对相关发现的系统评价。不同癌细胞的异质性、ZM不同形式的多样生物活性成分以及植物地理来源差异，导致研究结果存在不一致。
本评价显示ZM对几乎所有受检癌细胞系均有显著细胞毒性，不同细胞系对ZM衍生物的敏感性IC50范围差异较大。宫颈、鼻咽、前列腺及肝细胞癌细胞敏感性最高，所需ZM有效浓度更低；乳腺癌、结直肠癌、黑色素瘤及血液系统恶性肿瘤敏感性处于中等范围；三阴性乳腺癌（MDA-MB-468）及胚胎癌（P19）等特定亚型耐药性相对较高。使用ZM纳米制剂时IC50值普遍更低，香芹酚与百里香酚作为ZM主要成分也被证实具有细胞毒性，这两种成分同样存在于牛至、百里香及香旱芹中，因此上述植物也具有类似的细胞毒性效应。
研究发现ZM与传统细胞毒性药物联用是有效的治疗策略。多柔比星作为已知的DNA嵌入型蒽环类药物，虽疗效确切，但可引起急性恶心呕吐、口腔炎、脱发、超敏反应、指甲色素沉着、流泪、结膜炎、免疫调节异常、神经毒性、心脏毒性、肝毒性、肾毒性及骨髓再生障碍等多种不良反应。既往研究证实ZM与多柔比星、三氧化二砷联用具有协同效应，因此ZM作为辅助用药有望减少高剂量化疗的需求。此外，Aghamohammadi等的研究显示200 μg/mL ZM可增强6 Gy与3 Gy照射诱导的细胞凋亡，由于放疗对正常与恶性细胞均有损伤，ZM的使用也可能减轻放疗相关不良反应。
抗肿瘤药物通常可将细胞周期阻滞于G1、S或G2/M期，ZM暴露后几乎均可观察到亚G1期细胞显著积累，证实其可有效抑制肿瘤细胞生长与增殖。多数研究显示ZM还可在剂量与时间依赖性作用下将细胞周期阻滞于G2/M期，提示其可诱导体外有丝分裂阻滞与染色体不稳定性；Zare等在PC3细胞系中则观察到G1期阻滞，这种差异可能源于细胞系特异性或剂量与时间依赖性效应。Salehi等指出较低浓度与较短暴露时间可能导致G1期阻滞，而较高剂量或更长处理时间更易引发G2/M期阻滞或凋亡（亚G1峰）；MDA-MB-231细胞在3D球体培养中暴露于ZM后出现S期阻滞，凸显了生长环境对细胞应答的关键影响，尽管技术挑战限制了球体研究的开展，但相比传统单层培养，3D模型更能模拟肿瘤微环境，应优先用于探索新型治疗药物的独特机制。
ZM的基因表达调控效应已被广泛研究，ZM中的多种生物活性成分可通过与调控蛋白相互作用影响DNA/RNA功能，靶向的关键基因主要调控肿瘤细胞的增殖、凋亡、迁移与存活，可直接作用于转录因子，也可通过miRNA间接发挥作用。Asghari等在研究ZM甲醇提取物对NB4细胞系的影响时发现，ZM与三氧化二砷具有协同效应，且该植物提取物可诱导肿瘤发生相关多个miRNA发生显著变化。ZM的抗肿瘤效应还可能通过下调血管内皮生长因子（VEGF）与基质金属蛋白酶（MMPs）抑制肿瘤迁移、血管生成及细胞外基质重塑。端粒酶是维持DNA复制完整性的关键酶，Baluchi等在白血病细胞系中发现ZM甲醇提取物可抑制编码端粒酶复合体催化亚基的hTERT基因表达，Lashkari等也在NALM-6细胞处理中观察到hTERT表达降低。肿瘤抑制基因p53在调控细胞周期进程与凋亡中发挥核心作用，多项研究显示癌细胞系暴露于ZM提取物后可诱导p53表达，通过阻滞细胞周期与促进凋亡限制肿瘤细胞增殖。细胞周期与凋亡的其他调控因子如p21也被ZM提取物调控，Lashkari等观察到NALM-6细胞经ZM甲醇提取物处理后p21表达受抑；同时ZM提取物可促进BAX、BIK、BAK及caspase 3等促凋亡基因的表达，降低BCL-2等抗凋亡介质水平。ZM提取物还可通过与c-MYC等转录因子相互作用发挥调控作用，Anani等与Lashkari等分别在U266与NALM-6白血病细胞的研究中均报道了c-MYC的下调。鉴于此类转录因子在调控癌基因与抑癌基因中的关键作用，未来仍需进一步研究ZM成分可能影响的其他功能性蛋白，同时建议分离与表征ZM中的生物活性成分，以探索其在实体瘤与血液系统肿瘤中的潜在治疗价值。
选择性杀伤肿瘤细胞是新治疗剂研发的核心要求，IC50数据显示ZM可有效诱导多种癌细胞凋亡并抑制其生长增殖，且其对正常细胞的IC50几乎始终高于癌细胞，证实其对正常细胞毒性更低。共有10项研究评估了ZM衍生物对正常细胞的细胞毒性，涉及L929小鼠成纤维细胞系、HEK人胚肾细胞、外周血单个核细胞（PBMCs）、HFFF2人胎儿包皮成纤维细胞、骨髓间充质干细胞（BMSCs）及CHO中国仓鼠卵巢细胞。尽管ZM在非肿瘤治疗中安全性明确，但其在癌症患者中的安全性与潜在药物相互作用仍需进一步研究。
4.1 局限性
解读本研究结果时需考虑以下局限性：IC50评估方法、暴露时间、干预制剂形式以及癌症类型与细胞系的高度异质性，使得剂量范围的定量合成不可行，因此研究聚焦于提供ZM细胞毒性及相关通路的批判性机制见解，仅在讨论部分按癌症类型对IC50范围进行了定性比较。此外，由于缺乏适用于此类多学科研究的偏倚风险评估工具，研究采用了牙科领域体外研究质量评估工具QUIN，为保证方法学透明与无偏倚，研究人员严格执行了独立系统检索与筛选流程，并严格遵循PRISMA指南。尽管存在上述局限，本研究的新颖性、方法学严谨性、覆盖范围全面性、批判性评估与机制洞察力仍是不可忽视的优势。
5 结论与未来展望
Zataria multiflora是传统药用植物，以治疗非恶性疾病的广泛疗效著称。尽管大量体外研究探索了ZM对抗癌细胞系的潜力，但体内与临床研究仍相对匮乏。由于纳入研究的实验方法、暴露时间、干预制剂形式及癌细胞系存在高度异质性，本研究结果需谨慎解读。本评价提示ZM及其纳米衍生物可能对乳腺癌、结直肠癌、血液系统恶性肿瘤、肝细胞癌、宫颈癌、黑色素瘤、卵巢癌、胚胎癌、前列腺癌、鼻咽癌及胶质母细胞瘤等多种癌细胞系发挥细胞毒性效应；初步数据显示其与常规化疗药物具有协同效应，但由于缺乏标准化方法且生理相关3D模型应用有限，相关结论仍需验证。未来研究应优先开展体内药代动力学与毒理学研究，优化ZM制剂并确定其在癌症管理中的最佳给药方案。
