腫瘤化療多藥耐藥研究新進(jìn)展

1、    【摘要】  腫瘤化療失敗的主要原因是多藥耐藥(MDR)的產(chǎn)生。腫瘤多藥耐藥的機(jī)制十分廣泛，其中以ATP 結(jié)合盒式結(jié)構(gòu)超家族成員研究較多。文章重點(diǎn)綜述目前研究較多的多藥耐藥機(jī)制，并對(duì)腫瘤耐藥逆轉(zhuǎn)進(jìn)展作簡(jiǎn)要介紹。 【關(guān)鍵詞】  腫瘤多藥耐藥藥物療法esearch Progress of Multidrug Resistance to Cancer Chemotherapy       Abstract：Multidrug resistance (MDR) of cance

2、r cells is a major cause of failure in chemotherapy. The mechanism of multidrug resistance is vary, while much attention was paid on the expression of ABC(ATP binding cassette) transporter. This paper provides a review on the hotspots of current MDR research. Moreover, the recent progress in the fie

3、ld of MDR reversal is also briefly introduced.    Key words: neoplasms; chemotherapy; multidrug resistance    多藥耐藥（multidrug resistance，MDR）指腫瘤對(duì)一種抗腫瘤藥物出現(xiàn)耐藥的同時(shí),對(duì)其他許多結(jié)構(gòu)各異、作用機(jī)制不同的抗腫瘤藥物亦產(chǎn)生交叉耐藥現(xiàn)象。易使腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生多藥耐藥的藥物多為天然的分子量較大的親脂性藥物，如蒽環(huán)類、長(zhǎng)春花堿類、鬼臼類、紫杉烷類等。近年來多藥耐藥的研究有很多突破，有一些多藥耐藥逆轉(zhuǎn)藥物已經(jīng)在臨床試驗(yàn)中顯

4、示了良好的應(yīng)用前景。    1 膜藥物排流泵或類似物對(duì)藥物的主動(dòng)排出    1.1 P 糖蛋白    P 糖蛋白(P-glycoprotein ,P-gp)是耐藥相關(guān)機(jī)制研究最早最深入的機(jī)制之一。它于1976 年首先在對(duì)秋水仙堿耐藥的中國倉鼠卵巢癌細(xì)胞上分離出來，是分子量約為170kD的磷酸糖蛋白,故又稱為p170。其編碼的基因可分為mdr1 和mdr2 兩種,前者位于染色體7q21.1 ,可引起MDR ,后者作用尚不明確,可能與MDR無關(guān)。P-gp 是ATP 結(jié)合盒式結(jié)構(gòu)超家族成員，含1 280個(gè)氨基酸,具有ATP 依賴性的藥物外排

5、泵功能，能將藥物泵出細(xì)胞膜外而降低胞內(nèi)藥物濃度。它由兩個(gè)同源性片段組成，每一片段又含有6個(gè)跨膜區(qū)和1個(gè)ATP 結(jié)合區(qū)，ATP 結(jié)合區(qū)是P-gp外排功能所必須的，第1片段的第1個(gè)胞外肽鏈環(huán)上有3個(gè)糖基化位點(diǎn)，它們與P-gp的外排活性無關(guān)1。P-gp在許多具有分泌、排泄功能的正常組織上均有較高的表達(dá)。細(xì)胞耐藥既是正常細(xì)胞維持自身穩(wěn)定的防御機(jī)制之一，也是引起腫瘤化療失敗及腫瘤復(fù)發(fā)的主要原因。P-gp是具有廣泛特異性的膜轉(zhuǎn)運(yùn)體，可以作用于不同結(jié)構(gòu)的藥物如長(zhǎng)春花堿類、蒽環(huán)類抗生素、紫杉烷類、鬼臼乙叉甙、絲裂霉素C等2。P-gp的表達(dá)與腫瘤的耐藥及預(yù)后密切相關(guān)，Tada Y等3認(rèn)為，膀胱癌患者M(jìn)DR表達(dá)與

6、阿霉素耐藥明顯相關(guān)，且化療后殘留腫瘤的MDR表達(dá)比未經(jīng)治療的腫瘤高5.7倍。而晚期鼻咽癌患者mdr1陽性者，則預(yù)示全身化療后總生存率較低4。在體內(nèi)，腫瘤細(xì)胞耐藥性可以以sup 67Ga/sup 68Ga 標(biāo)記的分子影像作為P-gp轉(zhuǎn)運(yùn)功能的非侵入性評(píng)價(jià)5。    針對(duì)P-gp的耐藥機(jī)制，可以通過抑制P-gp的表達(dá)和功能逆轉(zhuǎn)其引起的耐藥。Rittierodt M等6采用針對(duì)P-gp mRNA的反義寡(脫氧)核苷酸成功抑制了P-gp的表達(dá)，同時(shí)提高了惡性膠質(zhì)瘤細(xì)胞系U-87 MG細(xì)胞內(nèi)阿霉素的濃度。粉防己堿是一種體內(nèi)和體外均有效的MDR介導(dǎo)的耐藥的逆轉(zhuǎn)劑，它可以通過與P-gp結(jié)

7、合而提高細(xì)胞內(nèi)長(zhǎng)春新堿的聚集，在0.625mol/L的低濃度下就可以逆轉(zhuǎn)對(duì)長(zhǎng)春新堿耐藥的KBv200細(xì)胞MDR達(dá)7.6倍，但并不影響對(duì)藥物敏感的KB細(xì)胞株的藥物敏感性2。新一代MDR 逆轉(zhuǎn)劑包括:粉防己堿（tetrandrine）2、 LY335979、GF120918、R101933、OC1442093及XR95767等，新一代MDR 逆轉(zhuǎn)劑的突出特點(diǎn)是不改變化療藥物的藥代動(dòng)力學(xué)和毒副作用。    1.2 多藥耐藥相關(guān)蛋白    多藥耐藥相關(guān)蛋白(mutidrug resistance protein ,MRP) 是1992 年由Cole SP 等在對(duì)

8、阿霉素耐藥的人小細(xì)胞肺癌細(xì)胞系H69AR 中發(fā)現(xiàn)的另一種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，MRP 編碼的mRNA 約7.88.2kb，位于染色體16p13.1。MRP家族有9個(gè)成員，研究較多的是MRP1,其產(chǎn)物為約190ku 的膜結(jié)合糖蛋白, 是一種有機(jī)陰離子運(yùn)載體,幾乎存在于所有組織中，與P-gp 的結(jié)構(gòu)和功能類似，也是利用ATP 能量將藥物轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞外，屬于ABC 超家族成員7。    MRP1 介導(dǎo)的藥物外排與谷胱甘肽（glutathione，GSH）有關(guān), GSH 可調(diào)節(jié)MRP1介導(dǎo)的藥物轉(zhuǎn)運(yùn), MRP1可能是通過促進(jìn)藥物與谷胱甘肽的結(jié)合物的外排而致多藥耐藥。Akan I等證明N-乙酰半胱

9、氨酸可以增加人類胚腎細(xì)胞(HEK293) 及其轉(zhuǎn)染全長(zhǎng)MRP1的293MRP細(xì)胞兩者對(duì)MRP介導(dǎo)的長(zhǎng)春新堿的耐藥性，而DL-Buthionine (S，R)-sulfoximine (BSO)可以降低其效應(yīng)，由于N-乙酰半胱氨酸是一種谷胱甘肽前體，BSO可以抑制GSH的合成，表明MRP1耐藥性的產(chǎn)生依賴于GSH，且BSO是一種針對(duì)MRP1介導(dǎo)的耐藥的富有前景的藥物8。MRP 除了有藥物外排泵的作用，還可能通過細(xì)胞內(nèi)藥物的重新分布產(chǎn)生耐藥性，而并不影響細(xì)胞內(nèi)藥物總的蓄積量。Laochariyakul P等研究表明對(duì)足葉乙甙耐藥的SiHa/VP16細(xì)胞酸性細(xì)胞器內(nèi)藥物濃度明顯低于其親SiHa細(xì)胞，

10、這種機(jī)制可能是由于SiHa細(xì)胞內(nèi)涵體和溶酶體到細(xì)胞膜的循環(huán)速度較慢，導(dǎo)致了細(xì)胞器腫脹和死亡，這說明了P-gp和MRP蛋白可以阻止藥物從胞液到細(xì)胞質(zhì)內(nèi)酸性細(xì)胞器的轉(zhuǎn)運(yùn)9。在體外實(shí)驗(yàn)中MRP基因擴(kuò)增引起腫瘤細(xì)胞高度耐藥。Tada Y等發(fā)現(xiàn)，47 例膀胱癌患者M(jìn)RP1 和MRP3 mRNA 表達(dá)與阿霉素耐藥明顯相關(guān)，且殘留和復(fù)發(fā)病人MRP1、MRP2和MRP3表達(dá)增高3。而淋巴結(jié)擴(kuò)散的大B細(xì)胞淋巴瘤病人免疫組化檢測(cè)MRP1表達(dá)陽性組完全緩解率明顯低于陰性組10。同樣，MRP介導(dǎo)的耐藥的對(duì)策主要是基因逆轉(zhuǎn)和MRP抑制劑。第2代多藥耐藥蛋白抑制劑是新結(jié)構(gòu)類型的化合物，例如MS-209、GF-120918

11、 和VX-710等7。    1.3 肺耐藥相關(guān)蛋白    肺抗性蛋白(lung resistance protein，LRP) 最早是1993年從肺癌細(xì)胞中分離得到。它不與細(xì)胞膜相關(guān)，缺少ABC 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白特有的ATP 結(jié)合位點(diǎn)，無跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)區(qū)域，是分子量約110kD 胞質(zhì)穹隆蛋白，控制藥物從細(xì)胞核向胞漿轉(zhuǎn)運(yùn)7。它與細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)運(yùn)輸有關(guān)，一方面可降低藥物的核質(zhì)分布比例以降低藥物的有效濃度，另一方面可通過囊泡轉(zhuǎn)運(yùn)和胞吐機(jī)制將胞質(zhì)內(nèi)藥物排出細(xì)胞外，降低藥物的絕對(duì)濃度。LRP 在原發(fā)性和繼發(fā)性耐藥非小細(xì)胞肺癌細(xì)胞中廣泛表達(dá)，在臨床上常為獨(dú)立的耐藥和預(yù)后不良因素

12、。Harada T 等表明LRP陽性表達(dá)的鱗狀細(xì)胞性NSCLC病人對(duì)鉑類為主的化療應(yīng)答只有33%，而LRP陰性者為100%，兩者有顯著性差異，并認(rèn)為經(jīng)支氣管(肺)活組織檢查做免疫組化LRP染色可以評(píng)價(jià)病人的化療敏感性11。Ohsawa M 等用免疫組化的方法在41例淋巴結(jié)擴(kuò)散的大B細(xì)胞淋巴瘤病人中發(fā)現(xiàn)，MRP1、LRP 和P-gp的表達(dá)陽性組完全緩解率明顯低于陰性組，且LRP陽性的病人具有較小的總生存分?jǐn)?shù)10。Yeh JJ 等將首治的SCLC病人分為化療耐藥組和敏感組，發(fā)現(xiàn)兩者P-gp和MRP1的表達(dá)均有顯著性差異，但LRP的表達(dá)無顯著性差異，認(rèn)為SCLC病人的化療效應(yīng)與P-gp和MRP1有關(guān)

13、，但與LRP無關(guān)12。Chiou JF等認(rèn)為NSCLC病人以紫杉酚類為基礎(chǔ)的化療應(yīng)答與P-gp相關(guān)，與LRP無關(guān)13。這種差異可能與病種選擇、化療藥物、檢測(cè)方法等有關(guān)，LRP的功能有待進(jìn)一步闡明。    1.4 乳腺癌耐藥蛋白    乳腺癌耐藥蛋白( breast cancer resistance protein，BCRP) 是一種95kD的磷酸糖蛋白藥物轉(zhuǎn)運(yùn)體，其結(jié)構(gòu)與P-gp和MRP不同，BCRP只包含一個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)和一個(gè)ATP結(jié)合區(qū)域，因此BCRP相當(dāng)于半個(gè)運(yùn)載體7，只有形成二聚體或四聚體的時(shí)候才有運(yùn)載活性，低氧會(huì)誘導(dǎo)其表達(dá)。BCRP的作用機(jī)制和作

14、用底物和P-gp十分相似，BCRP過表達(dá)可以增加化療藥的耐藥性。持續(xù)暴露在10mM甲磺酸伊馬替尼的CaCO2細(xì)胞，BCRP和MDR1的表達(dá)呈時(shí)間雙相性，分別在第3d和第25d達(dá)高峰，并且使細(xì)胞內(nèi)濃度降低50，這可能是由于BCRP和MDR1的表達(dá)上調(diào)導(dǎo)致其介導(dǎo)的藥物泵出增加14。Guo B等證明對(duì)紫杉醇抵抗的MCF-7細(xì)胞系與阿霉素的交叉耐藥性較小，而對(duì)阿霉素抵抗的細(xì)胞系對(duì)紫杉醇的耐藥性明顯增大，對(duì)阿霉素抵抗的細(xì)胞系P-gp和BCRP的表達(dá)量比對(duì)紫杉醇抵抗的細(xì)胞系多，因此臨床上用藥要注意用藥的順序，以期減少耐藥程度15。    Ee PL等用針對(duì)BCRP的siRNA可以顯著下

15、調(diào)內(nèi)源性和外源性BCRP的表達(dá)，并且可以增加人類絨毛膜癌BeWo細(xì)胞，分別對(duì)鹽酸米托蒽醌和托泊替康的敏感性達(dá)10.5倍和8.2倍，流式細(xì)胞儀顯示其增加細(xì)胞內(nèi)托泊替康的濃度16。在鹽酸米托蒽醌抵抗的MCF7-MR細(xì)胞系中，用KO143抑制BCRP的功能，細(xì)胞內(nèi)鹽酸米托蒽醌濃度只略有下降，仍然可見明顯的藥物泵出，說明還存在其他的泵出機(jī)制17。所以我們必須選擇廣譜的抑制劑，才能進(jìn)行有效的治療。多靶多重核酶（MTMR）包含三個(gè)可以抑制ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體家族轉(zhuǎn)錄的反式作用的錘頭狀核酶，3個(gè)順式作用MDR1/P-gp特異性RNA酶，3個(gè)MDR1/P-gp-類似物間隔片段組成。另外有3個(gè)細(xì)胞模型，包括表達(dá)MDR1

16、/P-gp的EPG85-257RDB胃癌細(xì)胞系，表達(dá)BCRP的EPG85-257RNOV胃癌細(xì)胞系，表達(dá)MRP2的卵巢癌A2780RCIS細(xì)胞系，MTMR可以特異性抑制ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體家族轉(zhuǎn)錄，在mRNA水平降低MDR1/P-gp mRNA97%，BCRPmRNA 80%，MRP2mRNA96%。逆轉(zhuǎn)耐藥在EPG85-257RDB中為100%，EPG85-257RNOV為94%，A2780RCIS為63%。 所以, MTMR 技術(shù)為我們提供了逆轉(zhuǎn)多種ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體介導(dǎo)的耐藥的有效的新方法18。BCRP抑制劑主要有VX710和 GF1209187， 其在臨床試驗(yàn)中表現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。  &

17、#160; 2 機(jī)體解毒作用增強(qiáng)    與機(jī)體解毒作用增強(qiáng)相關(guān)的有谷胱甘肽-S 轉(zhuǎn)移酶(glutathione S-transferase，GST)，金屬硫蛋白(metallothioneins，MT)，博來霉素水解酶(bleomycin hydrolase，BH)，二氫葉酸還原酶(dihydrofolate reductase，DHR)和胸苷酸合成酶(thymidylate synthase，TS) 等。GST的研究相對(duì)較多，GST在正常細(xì)胞主要表達(dá)在細(xì)胞漿中， 分為、和三種，其中GST-是人體內(nèi)一種相代謝酶,參與體內(nèi)非特異解毒過程。許多化療藥物如烷化劑、鉑類均為氧化性物

18、質(zhì)，谷胱苷肽可自發(fā)性與之結(jié)合，也可由谷胱苷肽轉(zhuǎn)移酶( GSH transference，GST) 催化后再與之結(jié)合，使細(xì)胞免受藥物攻擊。GST-與腫瘤耐藥和疾病進(jìn)展密切相關(guān)，在許多人類和動(dòng)物腫瘤模型中GST-往往高表達(dá)，成為腫瘤細(xì)胞耐藥的標(biāo)志之一，用BSO (buthionine sulfoximine，一種人工合成氨基酸) 阻止GSH 合成也可逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞耐藥8。且耐藥細(xì)胞中GST-向核內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)增多，細(xì)胞核內(nèi)GST-聚集與細(xì)胞對(duì)蒽環(huán)類、鉑類、喜樹堿類等化療藥物耐藥相關(guān)，而抑制GST-的核轉(zhuǎn)運(yùn)可提高細(xì)胞對(duì)藥物的敏感性19。但也有不同觀點(diǎn)存在， Hsu CH等在晚期鼻咽癌病人中發(fā)現(xiàn)GSTpi的表達(dá)

19、與預(yù)后及包含順鉑的治療應(yīng)答無關(guān)4。過表達(dá)GSH超家族成員gsto1的耐藥鼠B細(xì)胞淋巴瘤細(xì)胞系LY-ar細(xì)胞盡管bcl-2表達(dá)比其親代高30倍，對(duì)其它抗癌藥物抗拒，但對(duì)As2O3敏感， 因此gsto1可以作為細(xì)胞對(duì)As2O3敏感性的標(biāo)志。已有不少實(shí)驗(yàn)提示As2O3可逆轉(zhuǎn)某些耐藥特性,在細(xì)胞對(duì)其他化療藥物抗拒的情況下，As2O3為我們提供了一條可能的治療途徑20。GST-介導(dǎo)耐藥的機(jī)制已基本明確，但其表達(dá)對(duì)化療藥的預(yù)測(cè)價(jià)值，以及與其它耐藥途徑的關(guān)系尚有待于進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)研究來闡明。    3 其他途徑    除上述耐藥途徑外，發(fā)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞還可以通過其他途徑引起

20、耐藥：藥物前體活化失敗,如:細(xì)胞色素P450 還原酶(cytochrome P-450 reductase，P450) 和DT-心肌黃酶(DT-diaphorase，DTD) 等；靶酶TOP活性的改變；DNA 修復(fù)能力的增強(qiáng)，如:O6-甲基鳥苷-DNA 轉(zhuǎn)移酶(O6-methylguanine-DNA methyltransferase，MGMT)，hMLH1，p21WAF1/CIP1等；凋亡通路受阻，如：p53、bcl-2等；某些癌基因活化，如:Her-2/neu、c-myc、ras、c-jun、c-fos、MDM2和P210BCR-ab 等。    目前大多數(shù)研究局限于

21、某一個(gè)耐藥機(jī)制，而多藥耐藥是多種機(jī)制同時(shí)存在的結(jié)果。各種耐藥機(jī)制的內(nèi)在聯(lián)系正在越來越受到重視，全面分析腫瘤MDR 的機(jī)制,必將對(duì)各種腫瘤臨床化療和MDR 逆轉(zhuǎn)的深入研究發(fā)揮重要的指導(dǎo)作用。相信隨著腫瘤耐藥機(jī)制的研究深入,逆轉(zhuǎn)耐藥的藥物將不斷涌現(xiàn),腫瘤耐藥問題會(huì)得到逐步解決。【參考文獻(xiàn)】  1 Stouch TR,Gudmundsson O. Progress in understanding the structure-activity relationships of P-glycoproteinJ. Adv Drug Del Rev，2002,54(3):315-328

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