技术背景
美洲大蠊(Periplaneta americana)为昆虫纲有翅亚纲蜚蠊目蜚蠊科大蠊属昆虫,俗称“蟑螂”,其入药始载于《神农本草经》,其中把它列为中品,谓“味:咸、寒;治:血瘀症坚寒热、破积聚、喉咽闭、内寒无子”[孙星衍等,《神农本草经》,商务印书馆,1955:90]。“蟑螂”为其俗名首见于《本草纲目拾遗》,也称其为石姜、滑虫;各地方有其不同的称法,如:偷油婆、茶婆子、灶蚂子等。蜚蠊科(Blattidae)是一个庞大的昆虫家族,在地球上已生存了3.2亿年,与恐龙属同一时代出现的生物。无疑它是世界上生命力最强、最古老、至今繁衍最成功的昆虫类群之一。1960年Princis曾报道蜚蠊在世界范围内约有3500种,我国已有记录的共253种[冯平章,郭予元,吴福祯,中国蟑螂种类及防治,北京:中国科学技术出版社,1997年4月]。主要分布于热带、亚热带地区的室内或野外。而美洲大蠊是其中少数几种家居蜚蠊品种之一。其作为室内害虫主要栖息于厨房、食堂、仓库等处损害食物、衣服、书籍等。取食并污染人的食物,传播痢疾、伤寒、蛔虫、蛲虫等多种疾病。从厨房和仓库等收集到的226只美洲大蠊体表及肠道内检出致病菌25种,感染率高达99.9%[Pai H H等,Isolation of bacteria withantibiotic resistance from household cockroaches(Periplaneta americana andBlattella germanica),Acta Tropica,2005,93(3):259]。美洲大蠊作为害虫是城市卫生防疫部门和海关检度部门重点防治对象之一。然而,在科技日新月异的今天,面对上千种针对它的各种杀灭剂,这一昆虫群体依然十分活跃,这表明其体内必应具有某些特殊的物质和其特有的作用机制,引起了国内外一些学者的关注。
近几年来随着我国对传统中医药资源研究开发的重视,有些学者对这一几千年来无法根绝的害虫进行了应用开发方面的研究,并取得了可喜的成就,发掘出了这一传统意义上的害虫的正面价值。以美洲大螊醇提物纯化制成的产品“康复新”,在烧伤、烫伤等外伤创面的良好疗效。从美洲大蠊醇提物中纯化精制而成的“心脉龙注射液”,具强心升压,改善微循环,兴备呼吸,利尿,增加心、脑、肺、肾的血流量。“心脉龙注射液”主治:右心衰,也可治急慢性心衰,失血性休克,低血压,室性早博,病窦性综合症,心脑缺血性疾病,为2004年通过SFDA审批的国家二类新药(中药)。
用美洲大蠊中提取分离得到抗菌肽成分通过大肠杆菌测试其抑菌作用,结果大肠杆菌的数量在一定的测试时间内逐渐减少[蓝江林,周先治,卓侃,等,美洲大蠊(Periplaneta americana L.)抗菌肽杀菌作用初步观察,福建农林大学学报(自然科学版),2004,33(2):166.]。通过电镜观察表明,美洲大蠊抗菌肽首先使细菌的外层及细胞质膜损伤,形成开口,导致内容物外泄而死亡,最后菌体崩解成碎片。认为美洲大蠊抗菌肽对大肠杆菌不是一般的抑菌作用,而是直接杀灭作用。对蜚蠊科昆虫澳洲大蠊(Periplaneta australasie Fabricus)全虫(去翅及足)的油状醇提取物进行的体内筛选,证明澳洲大蠊提取物对S-180及人食管癌小鼠异科移植均有显著的抗癌作用[黄厚聘,程才芬,李淑芳,蟑螂油的抗癌作用,中草药,1981,12(1):35]。程才芬等将澳洲大蠊用95%乙醇浸泡得油状液对人食管癌小鼠异种移植的抗癌作用,结果表明:每天1次,每次皮下注射以2克生药/公斤计,连续给药5天,能使瘤块显著缩小[程才芬,林文琴,黄厚聘,蟑螂油对人食管癌小鼠异种移植的抗癌作用,中草药,986,17(6):38]。陈利铭[陈利铭,蟑螂提取物AT2抗癌作用的临床及实验研究,中西医结合杂志,1986,(11):648]对蟑螂提取物AT2抗肿瘤作用进行了研究,药理实验表明:AT2具有抗肿瘤活性,能增强小鼠腹腔巨噬细胞吞噬功能,并能使脾脏重量增加,在体外可增加T淋巴细胞对Con A的转化反应。
AT2治疗原发性肝癌49例,临床观察表明,本品具有缓解症状,使甲胎蛋白下降,延长患者生存期的功效。上海医药工业研究院情报所沙静姝等[沙静姝,毛洪奎,消症益肝片,药学通报,1987,22(9):569]对消症益肝片(I)的实验研究结果显示:消症益肝片(I)具有破瘀、化积、消肿和解毒等功效。对某些小鼠肿瘤有抑制作用,对动物免疫功能无抑制作用,对小鼠的巨噬细胞机能有明显的增强作用。消症益肝片(I)系由蟑螂活成虫经提取制成的口服片剂,适用于中、晚期原发性肝癌的治疗。经监床试用于49例患者,并与其它中西药治疗组46例进行对比,结果为:(I)组治疗后一年生存率为14.89%,而对照组无一例存活一年以上。临床表明,用药后患者主观症状有改善,肝区疼痛减轻或消失、食欲增加、体重增加、腹胀减轻。部分患者用药后有轻微口干、便秘、全身搔痒等不良反应。在临床应用方面,蟑螂活虫提取物治疗原发性肺癌有良好效果。廖剑英以“康复新”治疗恶性纤维组织细胞瘤,取得良好效果[廖剑英,康复新治疗恶性纤维组织细胞瘤1例,大理学院学报,2003,2(3):92]。有相关报道表明蟑螂提取物在抗肿瘤的同时具有一定的增强免疫功能的作用[罗志宏,占汉章,李艳红等,中药康复新在头颈部恶性肿瘤治疗中的作用观察,中国中西医结合耳鼻咽喉利杂,1998,6(3):132;严奉祥等,中药康复新的在体免疫药理学特征,大理医学院学报,1991,3(1):21]。
为明确美洲大蠊药材抗肿瘤有效部位,指导进一步弄清其中起主要药理作用的物质结构基础,从分子药理学基础上阐明美洲大蠊多种生物活性的作用机制,发明人对其展开了详细的药学工艺研究。本发明使用聚酰胺为分离工具,对该生药材的醇提物进行了分段;并采用对两株人体肿瘤细胞株:人口腔上皮癌细胞株(KB)和人鼻咽癌细胞(CNE)的生长抑制试验进行跟踪,寻找到最具细胞毒活性的抗肿瘤有效部位,并用该有效部位体内抑制小鼠S180,肉瘤生长试验进行了抗肿瘤效果动物体内验证。最终发现:美洲大蠊醇提物经聚酰胺分段后得到的某些部位活性明显强于其它部位,并且某些活性部位细胞毒和抗肿瘤活性强于粗提物的相应活性,从而构成本发明。
发明内容
本发明的目的是提供了一种美洲大蠊具细胞毒和抗肿瘤活性的有效部位提取物;
本发明的另一目的是提供了一种制备美洲大蠊具细胞毒和抗肿瘤活性的有效部位提取物的方法;
本发明的另一目的是提供了将美洲大蠊提取物有效部位用于制备防治肿瘤药物的用途;
本发明的另一目的是提供了一种含有美洲大蠊提取物有效部位用于制备防治肿瘤的药物组合物。
早期的研究多集中于美洲大蠊中的粗提物,李树楠从美洲大蠊的醇提物中除去油脂,用二氧化碳吸附后除去色素和过敏成分,用于治疗心血管疾病[李树楠等,国家发明专利CH 1067243C];刘耀北用乙酸提取蟑螂提取物,对肝癌细胞BEL7404和BEL7721进行癌细胞增殖抑制试验,发现粗提物可以有明显抑制癌细胞生长的作用[刘耀北等,国家发明专利CN 1199991C];廖吉等报道了用6号提取液从蜚蠊虫体中制备降脂、调节胆固醇、调节血糖、防治肿瘤和预防心血管疾病、抗风湿作用的保健食品[廖吉等,国家发明专利CN 1230183C];严少宏等阐述了一种美洲大蠊粗浸膏的优化提取方式[严少宏等,国家发明专利CN 1255117C];徐燕和公开了一科类似的粗浸膏制备方法[徐燕和,国家发明专利CN 1548058A];严少宏等公开了一种美洲大蠊粗浸膏综合利用的的提取方式[严少宏等,国家发明专利CN1593467A]。但是,以上专利中没有关于具体美洲大蠊抗肿瘤药用有效部位的深入研究报道。然而根据本发明人深入的研究,发现其肿瘤活性成分可以通过工艺优化得到富集,本发明人采用水或水醇溶剂提取得到的美洲大蠊醇提物辅以聚酰胺层析手段可以得到数个有效部位,其抑制癌细胞增殖和体内抑制肿瘤生长的活性高于粗提物,说明本发明所提供的有效部位制备方法具有创造性和新颖性,据此完成本发明。
具体而言,本发明中美洲大蠊具细胞毒和抗肿瘤活性的有效部位提取物的制备方法如下:用溶剂提取经粉碎或未粉碎的美洲大蠊虫体、浓缩提取回收溶剂、聚酰胺柱层析、水洗、醇水溶液梯度洗脱方法纯化;得到的抑制癌细胞增值和体内抑瘤活性有效部位经减压浓缩至无醇味、减压浓缩或冷冻干燥,粉碎得产品。
本发明中的动物药材可以是美洲大蠊任一部位,即可以是美洲大蠊(Periplaneta americana)头、身、翅,也可以是它们的混合物,优选全虫。可以是干燥全虫,也可以是未经干燥的全虫或活体全虫。
本发明人发观,本发明得到的美洲大蠊醇提物经聚酰胺各提取物具有重要的生物活性,体外对人口腔上皮癌细胞株(KB)和人鼻咽癌细胞(CNE)的细胞毒活性试验表明:此类美洲大蠊醇提物经聚酰胺各提取物对肿瘤细胞生长具有抑制作用。此外,本发明得到的美洲大蠊醇提物经聚酰胺之提取物对ICR种小鼠体内S180肉瘤生长具有明显的抑制作用。以上均说明美洲大蠊醇提物经聚酰胺各提取物或其混合物有可能发展成为新的防治肿瘤药物。
美洲大蠊醇提物经聚酰胺富集到的各提取物或其混合物可以与药学上常用的辐料或载体结合,制备得到具有肿瘤细胞生长抑制活性从而可以用于防治肿瘤的药物组合物。上述各类药物组合物可以采用注射剂、片剂、胶囊剂、气雾剂、栓剂、膜剂、滴丸剂、外用搽剂、软膏剂等剂型药物,还可以采用现代制药界所公知的控释或缓释剂型或纳米制剂。
本发明的美洲大蠊醇提物经聚酰胺各提取物或其混合物可以与现已上市的抗肿瘤药物如铂类药物顺铂(DDP)、喜树碱类药物伊立替康(Irinatecan、CPT-11)、长春花碱类药物失碳长春花碱(inorebine,NVB诺维本)、脱氧胞昔类药物吉西他滨(Gemcitabine,Gemzar,健择)、足叶乙甙(Etoposide)、紫杉醇(Paclitaxel)等联合使用,制备得到具有肿瘤生长抑制活性的细胞毒性组合物,可用于治疗肿瘤疾病。该类药物组合物可以采用注射剂、片剂、胶囊剂、气雾剂、栓剂、膜剂、滴丸剂、外用搽剂、软膏剂等剂型药物,还可以采用现代制药界所公知的控释或缓释剂型或纳米制剂。这些药物组合物可以用于治疗肿瘤疾病、延缓肿瘤恶化、廷长肿瘤病人生存时间等用途。
具体实施方案
为了更好地理解本明的实质,下面分别用该类美洲大蠊醇提物经聚酰胺富集各提取物或其混合物对两种肿瘤细胞株生长的抑制作用、以及对ICR种小鼠体内S180肉瘤生长抑制作用试验的药理实验结果,说明其在抗肿瘤药物研究领域中的新用途。本发明还用该活性提取物进行了ICR小鼠的口服灌胃急性毒性试验,说明该有效部位对动物的毒性,由此来反映在人体使用时的安全性。药理实施例给出了代表性化合物的部分活性数据。必须说明,本发明的药理实施例是用于说明本发明而不是对本发明的限制。根据本发明的实质对本发明进行的简单改进都属于本发明要求保护的范围。
实施例1美洲大蠊醇提物经聚酰胺富集各提取部位的制备方法
1.1美洲大蠊醇提物的制备
美洲大蠊药材3公斤,加55%乙醇10000毫升,室温浸泡提取,提取3次,每次24小时。合并提取液,减压浓缩至干,真空干燥,即得美洲大蠊醇提物。
1.2聚酰胺分段不同提取物的制备
美洲大蠊醇提物20克,用30克聚酰胺(10~30目)吸附拌样,上柱,先用水洗脱至无色。水洗液取10克减压浓缩至干,真空干燥,即得提取物(I)[美洲大蠊醇提物水洗液];续用10%乙醇-水溶液洗脱至无色,取洗脱液10毫升减压浓缩至干,真空干燥,即得提取物(II)[美洲大蠊醇提物10%醇洗液];续用20%乙醇-水溶液洗脱至无色,取洗脱液10毫升减压浓缩至干,真空干燥,即得提取物(III)[美洲大蠊醇提物20%醇洗液];续用30%乙醇-水溶液洗脱至无色,取洗脱液10毫升减压浓缩至干,真空干燥,即得提取物(IV)[美洲大蠊醇提物30%醇洗液];续用40%乙醇-水溶液洗脱至无色,取洗脱液10毫升减压浓缩至干,真空干燥,即得提取物(V)[美洲大蠊提物40%醇洗液];续用50%乙醇-水溶液洗脱至无色,取洗脱液10毫升减压浓缩至干,真空干燥,即得提取物(VI)[美洲大蠊醇提物50%醇洗液];续用60%乙醇-水溶液洗脱至无色,取洗脱液10毫升减压浓缩至干,真空干燥,即得提取物(VII)[美洲大蠊醇提物60%醇洗液];续用70%乙醇-水溶液洗脱至无色,取洗脱液10毫升减压浓缩至干,真空干燥,即得提取物(VIII)[美洲大蠊醇提物70%醇洗液];续用80%乙醇-水溶液洗脱至无色,取洗脱液10毫升减压浓缩至干,真空干燥,即得提取物(IX)[美洲大蠊醇提物80%醇洗液];续用95%乙醇-水溶液洗脱至无色,取洗胶液10毫升减压浓缩至干,真空干燥,即得提取物(X)[美洲大蠊醇提物95%醇洗液]。
实施例2用聚酰胺富集的美洲大蠊有效部位对口腔上皮癌细胞(KB)的细胞毒试验
2.1测试样品
测试样品为美洲大蠊醇提物,以及醇提物经聚酰胺富集的美洲大蠊各提取部位,即根据实施例1制备得到的醇提物和聚酰胺富集的10种提取物[提取物(I)~提取物(X)]。以顺铂和阿霉素为阳性对照。
2.2各提取物细胞毒性试验
KB(口腔上皮癌)细胞用RPMI 1640培养基培养,培养基中含10%的胎牛血清,100U/毫升青霉素和100U/毫升的链霉素。细胞以每孔5×103的浓度加入到96孔板中,在37℃含5%CO2潮湿空气的培养箱中培养24小时。细胞存活率的测定用改良MTT法。细胞经过24小时的孵育后,分别将新配的美洲大蠊不同提取物(I~X)的二甲亚砜溶液以浓度梯度加入到各孔中,使孔中美洲大蠊不同提取物(I~X)最终浓度分别为200,66.7,22.2和7.4微克/毫升。72小时后,加入10微升MTT(5毫克/毫升)的磷酸盐缓冲液,再继续在37℃培养4小时后,离心5分钟除去未转化的MTT,每孔中加入200微升二甲亚砜,以溶解还原的MTT晶体甲臜(formazan),所形成的formazan用酶标仪在570nm波长下比色,细胞存活率由样品相对于对照品的比值计算。其中美洲大蠊不同提取物对KB细胞半抑制浓度(IC50)由剂量效应曲线得到。
2.3结果如下表所示:
表1聚酰胺不同提取物对口腔上皮癌细胞(KB)的细胞毒试验
测试样品 |
IC50(微克/毫升) |
美洲大蠊醇提物 |
105.4 |
提取物(I)[美洲大蠊醇提物水洗液] |
>200 |
提取物(II)[美洲大蠊醇提物10%醇洗液] |
69.5 |
提取物(III)[美洲蠊醇提物20%醇洗液] |
22.5 |
提取物(IV)[美洲大蠊醇提物30%醇洗液] |
3.41 |
提取物(V)[美洲大蠊醇提物40%醇洗液] |
7.4 |
提取物(VI)[美洲大蠊醇提物50%醇洗液] |
24.04 |
提取物(VII)[美洲大蠊醇提物60%醇洗液] |
11.22 |
提取物(VIII)[美洲大蠊提物70%醇洗液] |
35.57 |
提取物(IX)[美洲大蠊醇提物80%醇洗液] |
96.41 |
提取物(X)[美洲大蠊醇提物95%醇洗液] |
>200 |
结果表明,美洲大蠊提物提取物(II)[美洲大蠊醇提物10%醇洗液]、提取物(III)[美洲大蠊醇提物20%醇洗液]、提取物(IV)[美洲大蠊醇提物30%醇洗液]、提取物(V)[美洲大蠊醇提物40%醇洗液]、提取物(VI)[美洲大蠊醇提物50%醇洗液]、提取物(VII)[美洲大蠊醇提物60%醇洗液]、提取物(VIII)[美洲大蠊醇提物70%醇洗液]和提取物(IX)[美洲大蠊醇提物80%醇洗液]对口腔上皮癌细胞(KB)具有较强细胞毒活性,且其抑制口腔上皮癌细胞增值活性均超过美洲大蠊醇提物。
2.4实验结论
KB细胞是测试化合物对肿瘤细胞的细胞毒性的有效工具和评价指标。本实验表明美洲大蠊醇提物经聚酰胺各提取物对KB细胞具有较强的细胞毒性,有可能发展成为新的具有抗肿瘤作用的药物。
实施例3美洲大蠊醇提物经聚酰胺各提取物对鼻咽癌CNE细胞的细胞毒活性
3.1 CNE(鼻咽癌)细胞用RPMI 1640培养基培养,培养基中含10%的胎牛血清,100U/毫升青霉素和100U/毫升的链霉素。以每孔5×103细胞的浓度加入到96孔板中,在37℃含5%CO2潮湿空气的培养箱中培养24小时。
3.2细胞存活率的测定用改良MTT法,具体方法如实施例2。
表2聚酰胺不同提取物对鼻咽癌细胞(CNE)的细胞毒试验
测试样品 |
IC60(微克/毫升) |
美洲大蠊醇提物 |
151.8 |
提取物(I)[美洲大蠊醇提物水洗液 |
>200 |
提取物(II)[美洲大蠊提物10%醇洗液] |
7.5 |
提取物(III)[美洲大蠊提物20%醇洗液] |
9.8 |
提取物(IV)[美洲大蠊醇提物30%醇洗液] |
11.7 |
提取物(V)[美洲大蠊醇提物40%醇洗液] |
7.4 |
提取物(VI)[美洲大蠊醇提物50%醇洗液] |
84.74 |
提取物(VII)[美洲大蠊醇提物60%醇洗液] |
38.7 |
提取物(VIII)[美洲大蠊醇提物70%醇洗液] |
143.3 |
提取物(IX)[美洲大蠊醇提物80%醇洗液] |
>200 |
提取物(X)[美洲大蠊醇提物95%醇洗液 |
>200 |
结果表明,美洲大蠊醇提物取物(II)[美洲大蠊提物10%醇洗液]、提取物(III)[美洲大蠊醇提物20%醇洗液]、提取物(IV)[美洲大蠊醇提物30%醇洗液]、提取物(V)[美洲大蠊醇提物40%醇洗液]、提取物(VI)[美洲大蠊醇提物50%醇洗液]、提取物(VII)[美洲大蠊醇提物60%醇洗液]和提取物(VIII)[美洲大蠊醇提物70%醇洗液]对鼻咽癌细胞(CNE)具有较强细胞毒活性,且其抑制鼻咽癌细胞增值活性均超过美洲大蠊醇提物。
3.3实验结论
鼻咽癌CNE细胞是测试化合物对肿瘤细胞的细胞毒性的有效工具和评价指标。本实验表明美洲大蠊醇提物经聚酰胺各提取物对鼻咽癌CNE细胞具有较强的细胞毒性,有可能发展成为新的具有治疗鼻咽癌作用的药物。
实施例4美洲大蠊醇提物提取物(V)[美洲大蠊醇提物40%醇洗液]对肉瘤S 180的抑瘤实验
4.1方法与步骤:
4.1.1动物分组、编号及称重:取体重18-22克的小白鼠20只,随机选取10只做给药组,其余10只为对照组。
4.1.2按实验设计浓度1500毫克/公斤,用灭菌生理盐水配制美洲大蠊醇提物提取物(V)[美洲大蠊醇提物40%醇洗液]。
4.1.3各组小鼠按相应剂量灌胃给药14天,1次/天。第15天处死动物,解剖,取出瘤体称重。按照下面公式计算肿瘤抑制率。
抑制率=(对照组平均瘤重-试验组平均瘤重)/对照组平均瘤重×100%
4.2实验结果:该试验以肿瘤抑制率大于30%为有效。美洲大蠊醇提物提取物(V)试验组的抑制率为38%。该实验结果表明美洲大蠊醇提物提取物(V)[美洲大蠊醇提物40%醇洗液]对S180实体型肿瘤有显著的疗效。
4.3实验结论:S 180实体瘤模型是测试被试物抗肿瘤、抑制肿瘤生长的有效工具和评价指标。本实验表明美洲大蠊醇提物提取物(V)[美洲大蠊醇提物40%醇洗液]对S 180实体瘤具有较强的抑瘤活性,极有可能发展成为新的具有治疗肿瘤作用的药物。
实施例5美洲大蠊醇提物提取物(V)[美洲大蠊醇提物40%醇洗液]的急性毒性(LD50)试验
5.1实验材料:
待试样品:美洲大蠊醇提物提取物(V);
溶媒:0.5%CMC-Na;
动物:ICR小鼠,雌雄兼用,19.0~20.9克,购自上海斯莱克实验动物有限责任公司。
5.2实验方法:
5.2.1制备样品混悬液:称取美洲大蠊醇提物提取物(V)样品制成浓度为50mg/ml的混悬液。
5.2.2给药:将12只小鼠(雌雄各半),灌胃给予美洲大蠊醇提物提取物(V)混悬液;给药容积为40毫升/公斤,给药剂量为2000毫克/公斤。
5.2.3观察记录:观察并记录给药后小鼠的反应情况。
5.3实验结果:连续观察给药后10天的动物进食与活动情况,未见小鼠呈任何异常反应,未有死亡现象发生。
5.4实验结论:一般来说,治疗肿瘤药物急性毒性测试中,半数致死剂量>2.0克/公斤者一半视为毒性较小,或者基本无毒。美洲大蠊醇提物提取物(V)满足这一要求,所以属于低毒或基本无毒的有效部位。预期临床使用具有较高的安全系数。
实施例6:由实施例1制备得到的美洲大蠊醇提物提取物(V)胶囊剂的制备方法
用实施例1制备得到的美洲大蠊醇提物提取物(V)5,000毫克,以原料:(淀粉+微晶纤维素)按比例(1∶1),其中淀粉:微晶纤维素(1∶1)制粒后套入0号空心胶囊中,即得。共装100粒,每个胶囊重100毫克。