天然产物来源干预逆转耐药K562白血病细胞多药耐药：系统评价与Meta分析

《Frontiers in Pharmacology》：Natural product-derived interventions for reversing multidrug resistance in resistant K562 leukemia cells: a systematic review and meta-analysis

　　

背景：多药耐药（multidrug resistance, MDR）仍是白血病有效化疗的主要障碍。天然产物来源的干预措施已被广泛研究作为阿霉素（adriamycin）或多柔比星（doxorubicin）耐药K562细胞模型中的耐药调节剂，但其定量逆转效应仍存在异质性。方法：研究人员综合了评估耐药K562白血病亚系中天然产物来源干预措施的体外研究。主要Meta分析终点为基于半数抑制浓度（IC₅₀）的逆转倍数（reversal fold, RF），以log（RF）形式采用逆方差随机效应模型进行分析。研究人员进行了亚组分析、敏感性分析、逐一剔除法分析和小研究效应分析。与转运体调节、药物蓄积、细胞凋亡及信号通路相关的机制性结果以描述性方式总结。结果：共纳入28项体外研究，其中19项基于IC₅₀的研究水平效应进入主要Meta分析。合并RF为6.31（95% CI：4.77–8.36），代表在受限定量数据集中总体化疗增敏信号。亚组分析显示K562/A02、K562/ADM和K562/ADR的合并RF分别为5.71、4.90和8.91。异质性较高（I² = 97.7%），表明耐药细胞亚系、干预类型、底物药物和实验条件之间存在显著差异。敏感性分析证实合并效应仍为正向，但排除高效应研究后合并RF降至4.51。剪补法分析产生校正后合并RF为5.48（95% CI：3.87–7.76）。在各单项研究中，所报告的机制包括ABC转运体调节、细胞内蒽环类药物蓄积增加、外排减少、细胞凋亡恢复以及PI3K/Akt、NF-κB和Nrf2/ARE信号通路调节。结论：在异质性研究中，常见的基于IC₅₀的终点显示出总体化疗增敏信号；然而，该合并总结并不表示化学结构不同的代谢物具有共同药理学作用或效力。效应大小和机制仍针对具体代谢物、耐药细胞亚系、底物药物、剂量和分子靶点。

1 引言
多药耐药（multidrug resistance, MDR）仍是白血病化疗中的主要实验和治疗障碍，尤其是在用于研究阿霉素和多柔比星获得性耐药的耐药K562衍生模型中。K562/A02、K562/ADM和K562/ADR等耐药亚系被广泛用于评估候选药物能否恢复细胞内药物滞留、降低IC₅₀值并使细胞对蒽环类药物细胞毒性重新敏感。K562细胞源自慢性髓系白血病，因此并不能完全反映当前以BCR-ABL1酪氨酸激酶抑制剂（如伊马替尼）为主的CML临床管理；但在本综述中使用耐药K562亚系的原因主要是实验性的，而非一线治疗建模。阿霉素或多柔比星耐药K562细胞中最常研究的机制是ATP结合盒（ATP-binding cassette, ABC）转运体介导的药物外排，尤其是P-糖蛋白（P-gp/ABCB1，即MDR1）。然而，这些模型中的MDR并非仅依赖于P-gp；MRP1/ABCC1和BCRP/ABCG2等也在不同研究中被涉及。天然产物来源的干预因其化学多样性和多种生物学机制而受到持续关注；纳入研究评估了结构多样的制剂，包括蛋白质提取物、二萜类、双苄基酚类、香豆素类、黄酮类、甾体皂苷、蒽醌类、糖生物碱类、苦木素类、木脂素类、倍半萜内酯类、三萜类、二芳基庚烷类和真菌代谢物。机制上，天然产物介导的MDR逆转超出直接外排抑制范畴，涉及转运体功能或表达抑制、凋亡恢复、自噬相关机制及NF-κB、PI3K/Akt/mTOR、Nrf2/ARE等多种信号通路。许多被评价的代谢物来源于具有传统药用记载的植物、真菌等天然来源，这为探讨其活性代谢物能否调节实验性耐药机制提供了基于来源的药理学依据。尽管个体研究数量众多，证据基础仍因耐药亚系、代谢物类别、剂量、暴露时长、检测平台和终点定义不同而分散。因此，本Meta分析旨在综合评价天然产物来源干预在阿霉素或多柔比星耐药K562细胞中逆转MDR的原始体外研究，主要目标是对符合严格可比性标准的研究中常见的基于IC₅₀的ADM/ADR/DOX逆转终点进行方向和幅度总结。
2 方法
2.1 研究设计与报告框架
本研究设计为系统评价和Meta分析，遵循PRISMA 2020框架并进行了适用于临床前体外研究的调整。主要Meta分析效应量定义为基于IC₅₀的逆转倍数（RF）的对数转换值[log（RF）]。
2.2 文献检索策略
检索时间范围为2010年1月1日至2025年12月31日，覆盖PubMed/MEDLINE、Scopus、Web of Science等多个数据库，并结合了与K562耐药细胞、天然产物干预及定量MDR逆转结局相关的检索词。
2.3 纳入标准
纳入标准包括原始同行评审体外实验文章、使用阿霉素或多柔比星耐药K562细胞、评价天然产物来源干预、评估MDR逆转或化疗增敏。定量Meta分析要求可直接提取或推导ADM/ADR/DOX的IC₅₀逆转倍数及方差信息。
2.4 研究筛选
筛选过程识别863条记录，经去重、排除、全文评估后，最终纳入28项原始体外研究；其中19项提供可用于主要随机效应Meta分析的IC₅₀逆转倍数数据。
2.5 数据提取
使用标准化表格提取作者、年份、耐药亚系、干预信息、剂量、暴露时间、对照、检测方法及Meta分析所需定量数据。当多浓度或多组存在时，优先提取作者认定为有效且非致死细胞毒性的浓度条件。
2.6 结局指标
主要结局为基于IC₅₀的逆转倍数（RF）及log（RF）；次要结局包括活力变化、凋亡增强、药物蓄积增加、外排抑制及耐药标志物下调。机制性次级结局进行描述性总结。
2.7 质量评价与偏倚风险
证据按层级分类，仅体外K562证据符合纳入条件。质量评估关注细胞系身份、耐药表型、干预来源、剂量暴露报告、实验重复及定量报告完整性等。
2.8 数据合成与统计分析
采用逆方差随机效应模型进行Meta分析，以log（RF）作为效应量；预先设定了Q检验、I²统计量、τ²、预测区间、亚组分析、逐一剔除法、Egger检验和剪补法分析。
3 结果
3.1 纳入研究特征
共纳入28项原始体外研究，涵盖K562/A02、K562/ADM和K562/ADR三种主要耐药亚系，发表时间为2010—2025年。K562/A02是最常用的实验系统。黄酮/异黄酮类代谢物构成最大干预类别。19项研究提供I级IC₅₀逆转倍数证据。
3.2 天然产物来源干预与耐药K562模型
纳入研究评价了多种化学类别的天然产物。浓度范围差异显著，从纳摩尔到微克每毫升不等；暴露时长从约1–4小时到24–72小时不等。仅有具备可比IC₅₀逆转倍数数据的19项研究进入主要Meta分析。
3.3 主要MDR逆转结局
在方差加权Meta分析前，描述性评估显示逆转倍数呈较广分布，从弱增敏到强逆转不等。主要Meta分析纳入19项研究效应，合并RF为6.31（95% CI：4.77–8.36），异质性高（I² = 97.7%，τ² = 0.379），95%预测区间为1.66–23.96。亚组分析显示K562/A02、K562/ADM、K562/ADR的合并RF分别为5.71、4.90和8.91。
3.4 MDR转运体和耐药相关标志物的调节
P-gp/MDR1调节是主要的转运体相关机制，涉及多数研究。区分了降低转运体表达与主要抑制转运体功能的干预类型。后一类型包括riccardin F、pakyonol、Euphorbia factor L1、ethyl lucidenates A和DHH。MRP1/ABCC1和BCRP/ABCG2调节亦被涉及，靶点谱超出P-gp中心机制。功能底物蓄积和外排实验为转运体调节提供了确认证据。
3.5 与MDR逆转相关的细胞死亡和信号通路
凋亡恢复或药物诱导凋亡敏感性提高是反复出现的主题；涉及Haishengsu、triptolide、emodin、costunolide、parthenolide、DHH和TMI等干预。PI3K/Akt相关信号是最常见的通路类别；NF-κB/IκB-α信号也是重要通路簇。自噬和细胞周期调节为较少见但机制重要的主题，涉及puerarin、S-20、ethyl lucidenates A和TMI。
3.6 Meta分析结果、异质性与敏感性分析
主要分析合并RF为6.31（95% CI：4.77–8.36）。亚组差异显著。敏感性分析中，排除高效应研究后合并RF降至4.51，其余情景产生6.09–6.97的合并RF；逐一剔除法产生5.90–6.62的合并RF。Egger检验未达到统计学显著性（p = 0.080），剪补法分析校正后合并RF为5.48（95% CI：3.87–7.76）。
3.7 质量评价与偏倚风险
最频繁的问题是多重比较臂或共享对照设计（11项研究）。其他关注包括剂量选择不确定性、缺乏严格ADM/DOX RF终点、基于图形或非表格化定量结果，以及高效应估计的潜在影响。总体而言，证据基础方法学可用但存在复杂性。
3.8 传统来源、生物活性代谢物与MDR逆转证据之间的民族药理学联系
构建了来源-代谢物-机制框架，识别出15种具有传统用途关联的天然来源。最高定量信号的来源-代谢物对包括臭椿–臭椿酮、芒果–五没食子酰葡萄糖、黄芩–汉黄芩素、薯蓣属–薯蓣皂苷和葛根–葛根素，提示传统药用来源可含有调节耐药表型的活性代谢物。
4 讨论
本系统评价和Meta分析在受限的定量数据集中识别出共同化疗增敏信号，但合并估计具有高异质性，药理学效应和机制仍具代谢物特异性。最强支持来自将IC₅₀增敏与药物蓄积增加、外排减少、转运体下调、凋亡恢复或通路抑制等功能证据相结合的研究。敏感性分析确认无单一研究完全决定总体结论，但高效应研究显著影响合并估计幅度。局限性包括方法学异质性、小样本、结果报告标准化不足、部分研究使用VCR或bestatin等非蒽环底物，以及部分研究以图形或筛选形式报告结果。未来研究应报告完整IC₅₀统计量、使用标准化耐药细胞验证、明确非细胞毒性逆转浓度，并在更贴近临床的白血病模型中验证高效应代谢物。
5 结论
在19项符合条件的IC₅₀比较中，共同化疗增敏终点产生合并RF为6.31。该统计总结不代表化学结构不同代谢物具有共同药理学作用或效力。高异质性表明效应幅度随代谢物身份、耐药亚系、底物药物、剂量选择和实验背景而显著变化。在各单项研究中，所报告机制包括ABC转运体调节、细胞内药物蓄积增加、外排减少、凋亡恢复及PI3K/Akt、NF-κB和Nrf2/ARE等信号通路变化。兼具化疗增敏和实验支持的转运体或通路效应的个体代谢物值得优先验证；不对干预类别推断共同机制。未来研究应报告完整IC₅₀统计数据与方差估计，使用标准化耐药细胞验证，明确非细胞毒性逆转浓度，并确认高效应天然产物代谢物在更贴近临床的白血病模型中是否保留活性。