肿瘤化疗多药耐药研究新进展

【摘要】  　　肿瘤化疗失败的主要原因是多药耐药(MDR)的产生。肿瘤多药耐药的机制十分广泛，其中以ATP 结合盒式结构超家族成员研究较多。文章重点综述目前研究较多的多药耐药机制，并对肿瘤耐药逆转进展作简要介绍。

【关键词】  肿瘤　多药耐药　药物疗法

　　esearch Progress of Multidrug Resistance to Cancer Chemotherapy

       Abstract：Multidrug resistance (MDR) of cancer 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 field of MDR reversal is also briefly introduced.

    Key words: neoplasms; chemotherapy; multidrug resistance

    多药耐药（multidrug resistance，MDR）指肿瘤对一种抗肿瘤药物出现耐药的同时,对其他许多结构各异、作用机制不同的抗肿瘤药物亦产生交叉耐药现象。易使肿瘤细胞产生多药耐药的药物多为天然的分子量较大的亲脂性药物，如蒽环类、长春花碱类、鬼臼类、紫杉烷类等。近年来多药耐药的研究有很多突破，有一些多药耐药逆转药物已经在临床试验中显示了良好的应用前景。

    1 膜药物排流泵或类似物对药物的主动排出

    1.1 P 糖蛋白

    P 糖蛋白(P-glycoprotein ,P-gp)是耐药相关机制研究最早最深入的机制之一。它于1976 年首先在对秋水仙碱耐药的仓鼠卵巢癌细胞上分离出来，是分子量约为170kD的磷酸糖蛋白,故又称为p170。其编码的基因可分为mdr1 和mdr2 两种,前者位于染色体7q21.1 ,可引起MDR ,后者作用尚不明确,可能与MDR无关。P-gp 是ATP 结合盒式结构超家族成员，含1 280个氨基酸,具有ATP 依赖性的药物外排泵功能，能将药物泵出细胞膜外而降低胞内药物浓度。它由两个同源性片段组成，每一片段又含有6个跨膜区和1个ATP 结合区，ATP 结合区是P-gp外排功能所必须的，第1片段的第1个胞外肽链环上有3个糖基化位点，它们与P-gp的外排活性无关[1]。P-gp在许多具有分泌、排泄功能的正常组织上均有较高的表达。细胞耐药既是正常细胞维持自身稳定的防御机制之一，也是引起肿瘤化疗失败及肿瘤复发的主要原因。P-gp是具有广泛特异性的膜转运体，可以作用于不同结构的药物如长春花碱类、蒽环类抗生素、紫杉烷类、鬼臼乙叉甙、丝裂霉素C等[2]。P-gp的表达与肿瘤的耐药及预后密切相关，Tada Y等[3]认为，膀胱癌患者MDR表达与阿霉素耐药明显相关，且化疗后残留肿瘤的MDR表达比未经的肿瘤高5.7倍。而晚期鼻咽癌患者mdr1阳性者，则预示全身化疗后总生存率较低[4]。在体内，肿瘤细胞耐药性可以以sup 67Ga/sup 68Ga 标记的分子影像作为P-gp转运功能的非侵入性评价[5]。

    针对P-gp的耐药机制，可以通过抑制P-gp的表达和功能逆转其引起的耐药。Rittierodt M等[6]采用针对P-gp mRNA的反义寡(脱氧)核苷酸成功抑制了P-gp的表达，同时提高了恶性胶质瘤细胞系U-87 MG细胞内阿霉素的浓度。粉防己碱是一种体内和体外均有效的MDR介导的耐药的逆转剂，它可以通过与P-gp结合而提高细胞内长春新碱的聚集，在0.625μmol/L的低浓度下就可以逆转对长春新碱耐药的KBv200细胞MDR达7.6倍，但并不影响对药物敏感的KB细胞株的药物敏感性[2]。新一代MDR 逆转剂包括:粉防己碱（tetrandrine）[2]、 LY335979、GF120918、R101933、OC1442093及XR9576[7]等，新一代MDR 逆转剂的突出特点是不改变化疗药物的药代动力学和毒副作用。

    1.2 多药耐药相关蛋白

    多药耐药相关蛋白(mutidrug resistance protein ,MRP) 是1992 年由Cole SP 等在对阿霉素耐药的人小细胞肺癌细胞系H69AR 中发现的另一种转运蛋白，MRP 编码的mRNA 约7.8～8.2kb，位于染色体16p13.1。MRP家族有9个成员，研究较多的是MRP1,其产物为约190ku 的膜结合糖蛋白, 是一种有机阴离子运载体,几乎存在于所有组织中，与P-gp 的结构和功能类似，也是利用ATP 能量将药物转运至细胞外，属于ABC 超家族成员[7]。

    MRP1 介导的药物外排与谷胱甘肽（glutathione，GSH）有关, GSH 可调节MRP1介导的药物转运, MRP1可能是通过促进药物与谷胱甘肽的结合物的外排而致多药耐药。Akan I等证明N-乙酰半胱氨酸可以增加人类胚肾细胞(HEK293) 及其转染全长MRP1的293MRP细胞两者对MRP介导的长春新碱的耐药性，而DL-Buthionine (S，R)-sulfoximine (BSO)可以降低其效应，由于N-乙酰半胱氨酸是一种谷胱甘肽前体，BSO可以抑制GSH的合成，表明MRP1耐药性的产生依赖于GSH，且BSO是一种针对MRP1介导的耐药的富有前景的药物[8]。MRP 除了有药物外排泵的作用，还可能通过细胞内药物的重新分布产生耐药性，而并不影响细胞内药物总的蓄积量。Laochariyakul P等研究表明对足叶乙甙耐药的SiHa/VP16细胞酸性细胞器内药物浓度明显低于其亲SiHa细胞，这种机制可能是由于SiHa细胞内涵体和溶酶体到细胞膜的循环速度较慢，导致了细胞器肿胀和死亡，这说明了P-gp和MRP蛋白可以阻止药物从胞液到细胞质内酸性细胞器的转运[9]。在体外实验中MRP基因扩增引起肿瘤细胞高度耐药。Tada Y等发现，47 例膀胱癌患者MRP1 和MRP3 mRNA 表达与阿霉素耐药明显相关，且残留和复发病人MRP1、MRP2和MRP3表达增高[3]。而淋巴结扩散的大B细胞淋巴瘤病人免疫组化检测MRP1表达阳性组完全缓解率明显低于阴性组[10]。同样，MRP介导的耐药的对策主要是基因逆转和MRP抑制剂。第2代多药耐药蛋白抑制剂是新结构类型的化合物，例如MS-209、GF-120918 和VX-710等[7]。

    1.3 肺耐药相关蛋白

    肺抗性蛋白(lung resistance protein，LRP) 最早是1993年从肺癌细胞中分离得到。它不与细胞膜相关，缺少ABC 转运蛋白特有的ATP 结合位点，无跨膜转运区域，是分子量约110kD 胞质穹隆蛋白，控制药物从细胞核向胞浆转运[7]。它与细胞核、细胞质运输有关，一方面可降低药物的核质分布比例以降低药物的有效浓度，另一方面可通过囊泡转运和胞吐机制将胞质内药物排出细胞外，降低药物的绝对浓度。LRP 在原发性和继发性耐药非小细胞肺癌细胞中广泛表达，在临床上常为独立的耐药和预后不良因素。Harada T 等表明LRP阳性表达的鳞状细胞性NSCLC病人对铂类为主的化疗应答只有33%，而LRP阴性者为100%，两者有显著性差异，并认为经支气管(肺)活组织检查做免疫组化LRP染色可以评价病人的化疗敏感性[11]。Ohsawa M 等用免疫组化的方法在41例淋巴结扩散的大B细胞淋巴瘤病人中发现，MRP1、LRP 和P-gp的表达阳性组完全缓解率明显低于阴性组，且LRP阳性的病人具有较小的总生存分数[10]。Yeh JJ 等将首治的SCLC病人分为化疗耐药组和敏感组，发现两者P-gp和MRP1的表达均有显著性差异，但LRP的表达无显著性差异，认为SCLC病人的化疗效应与P-gp和MRP1有关，但与LRP无关[12]。Chiou JF等认为NSCLC病人以紫杉酚类为基础的化疗应答与P-gp相关，与LRP无关[13]。这种差异可能与病种选择、化疗药物、检测方法等有关，LRP的功能有待进一步阐明。

    1.4 乳腺癌耐药蛋白

    乳腺癌耐药蛋白( breast cancer resistance protein，BCRP) 是一种95kD的磷酸糖蛋白药物转运体，其结构与P-gp和MRP不同，BCRP只包含一个跨膜结构和一个ATP结合区域，因此BCRP相当于半个运载体[7]，只有形成二聚体或四聚体的时候才有运载活性，低氧会诱导其表达。BCRP的作用机制和作用底物和P-gp十分相似，BCRP过表达可以增加化疗药的耐药性。持续暴露在10mM甲磺酸伊马替尼的CaCO2细胞，BCRP和MDR1的表达呈时间双相性，分别在第3d和第25d达高峰，并且使细胞内浓度降低50％，这可能是由于BCRP和MDR1的表达上调导致其介导的药物泵出增加[14]。Guo B等证明对紫杉醇抵抗的MCF-7细胞系与阿霉素的交叉耐药性较小，而对阿霉素抵抗的细胞系对紫杉醇的耐药性明显增大，对阿霉素抵抗的细胞系P-gp和BCRP的表达量比对紫杉醇抵抗的细胞系多，因此临床上用药要注意用药的顺序，以期减少耐药程度[15]。

    Ee PL等用针对BCRP的siRNA可以显著下调内源性和外源性BCRP的表达，并且可以增加人类绒毛膜癌BeWo细胞，分别对盐酸米托蒽醌和托泊替康的敏感性达10.5倍和8.2倍，流式细胞仪显示其增加细胞内托泊替康的浓度[16]。在盐酸米托蒽醌抵抗的MCF7-MR细胞系中，用KO143抑制BCRP的功能，细胞内盐酸米托蒽醌浓度只略有下降，仍然可见明显的药物泵出，说明还存在其他的泵出机制[17]。所以我们必须选择广谱的抑制剂，才能进行有效的。多靶多重核酶（MTMR）包含三个可以抑制ABC转运体家族转录的反式作用的锤头状核酶，3个顺式作用MDR1/P-gp特异性RNA酶，3个MDR1/P-gp-类似物间隔片段组成。另外有3个细胞模型，包括表达MDR1/P-gp的EPG85-257RDB胃癌细胞系，表达BCRP的EPG85-257RNOV胃癌细胞系，表达MRP2的卵巢癌A2780RCIS细胞系，MTMR可以特异性抑制ABC转运体家族转录，在mRNA水平降低MDR1/P-gp mRNA97%，BCRPmRNA 80%，MRP2mRNA96%。逆转耐药在EPG85-257RDB中为100%，EPG85-257RNOV为94%，A2780RCIS为63%。 所以, MTMR 技术为我们提供了逆转多种ABC转运体介导的耐药的有效的新方法[18]。BCRP抑制剂主要有VX710和 GF120918[7]， 其在临床试验中表现了广阔的应用前景。

    2 机体解毒作用增强

    与机体解毒作用增强相关的有谷胱甘肽-S 转移酶(glutathione S-transferase，GST)，金属硫蛋白(metallothioneins，MT)，博来霉素水解酶(bleomycin hydrolase，BH)，二氢叶酸还原酶(dihydrofolate reductase，DHR)和胸苷酸合成酶(thymidylate synthase，TS) 等。GST的研究相对较多，GST在正常细胞主要表达在细胞浆中， 分为α、π和μ三种，其中GST-π是人体内一种Ⅱ相代谢酶,参与体内非特异解毒过程。许多化疗药物如烷化剂、铂类均为氧化性物质，谷胱苷肽可自发性与之结合，也可由谷胱苷肽转移酶( GSH transference，GST) 催化后再与之结合，使细胞免受药物攻击。GST-π与肿瘤耐药和疾病进展密切相关，在许多人类和动物肿瘤模型中GST-π往往高表达，成为肿瘤细胞耐药的标志之一，用BSO (buthionine sulfoximine，一种人工合成氨基酸) 阻止GSH 合成也可逆转肿瘤细胞耐药[8]。且耐药细胞中GST-π向核内转运增多，细胞核内GST-π聚集与细胞对蒽环类、铂类、喜树碱类等化疗药物耐药相关，而抑制GST-π的核转运可提高细胞对药物的敏感性[19]。但也有不同观点存在， Hsu CH等在晚期鼻咽癌病人中发现GST[pi]的表达与预后及包含顺铂的治疗应答无关[4]。过表达GSH超家族成员gsto1的耐药鼠B细胞淋巴瘤细胞系LY-ar细胞尽管bcl-2表达比其亲代高30倍，对其它抗癌药物抗拒，但对As2O3敏感， 因此gsto1可以作为细胞对As2O3敏感性的标志。已有不少实验提示As2O3可逆转某些耐药特性,在细胞对其他化疗药物抗拒的情况下，As2O3为我们提供了一条可能的治疗途径[20]。GST-π介导耐药的机制已基本明确，但其表达对化疗药的预测价值，以及与其它耐药途径的关系尚有待于进一步的实验研究来阐明。

    3 其他途径

    除上述耐药途径外，发现肿瘤细胞还可以通过其他途径引起耐药：①药物前体活化失败,如:细胞色素P450 还原酶(cytochrome P-450 reductase，P450) 和DT-心肌黄酶(DT-diaphorase，DTD) 等；②靶酶TOPⅡ活性的改变；③DNA 修复能力的增强，如:O6-甲基鸟苷-DNA 转移酶(O6-methylguanine-DNA methyltransferase，MGMT)，hMLH1，p21WAF1/CIP1等；④凋亡通路受阻，如：p53、bcl-2等；⑤某些癌基因活化，如:Her-2/neu、c-myc、ras、c-jun、c-fos、MDM2和P210BCR-ab 等。

    目前大多数研究局限于某一个耐药机制，而多药耐药是多种机制同时存在的结果。各种耐药机制的内在联系正在越来越受到重视，全面分析肿瘤MDR 的机制,必将对各种肿瘤临床化疗和MDR 逆转的深入研究发挥重要的指导作用。相信随着肿瘤耐药机制的研究深入,逆转耐药的药物将不断涌现,肿瘤耐药问题会得到逐步解决。

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