【關鍵詞】腫瘤；多藥耐藥性

文章編號：1003-1383(2006)03-0315-04

中圖分類號：R 979.1文獻標識碼：A

腫瘤的多藥耐藥性(multidrug resistance，MDR)是指腫瘤細胞接觸一種抗腫瘤藥物并產生耐藥后，同時對結構和作用機理不同的多種天然來源的抗腫瘤藥物具有交叉耐藥性^[1，2]。MDR是腫瘤細胞耐藥的常見方式，也是腫瘤化療失敗的主要原因。多藥耐藥主要有兩種類型：①內在性多藥耐藥：是指腫瘤細胞固有的對化療藥物不敏感；②獲得性多藥耐藥：是指腫瘤開始對化療藥物敏感，但經過幾個療程化療后，腫瘤細胞不僅對該藥產生耐藥，而且對結構和作用機理不同的藥物也產生耐藥。因此，MDR是當前腫瘤化療中亟待解決的問題。其形成機理十分復雜，腫瘤細胞可以通過不同途徑導致MDR的產生， 本文就MDR的機制作一綜述。

一、影響藥物轉運——耐藥相關蛋白的高表達

1.Pgp與MDR1976年Juliano等^[2]首次在耐藥的中國倉鼠卵巢(CHO)細胞中發(fā)現了一種新的與耐藥程度呈正相關的高分子糖蛋白，命名為P糖蛋白(Pgp)，以后研究發(fā)現其相對分子量為170 KDa，由1280個氨基酸殘基組成，位于胞質膜，為ATP依賴性膜轉運蛋白，最近發(fā)現Pgp也可位于細胞質的高爾基體，高爾基體為Pgp轉運藥物的重要場所^[4]。已發(fā)現細胞膜上的Pgp糖蛋白水平與抗藥性及細胞內藥物積聚減少程度呈正相關，提示這種蛋白與藥物在細胞內積聚有關，目前認為Pgp為藥物泵，能將多種藥物泵出細胞外，使細胞內藥物聚積減少，從而減弱藥物的細胞毒作用，產生耐藥性。Pgp主要介導多種親脂性化療藥物，包括抗生素類如多柔比星(ADM)、絲裂霉素(MMC)，植物類藥如長春新堿(VCR)、依托泊苷(VP16)等。編碼Pgp的基因為多基因家族MDR，人類有二種MDR基因：MDR1、MDR2，僅MDR1基因與耐藥有關。Pgp高表達總與MDR相關聯， 人體正常組織器官也有不同程度的MDR1基因表達，臨床觀察表明MDR1表達水平較高的正常組織器官腎上腺、直腸、肝臟和肺臟所發(fā)生的腫瘤，對化療不敏感或療效差。這一現象提示MDR1基因的表達水平與腫瘤的內在性多藥耐藥即原發(fā)性耐藥有關^[5]。MDR1基因及蛋白表達產物Pgp高表達臨床上與腫瘤化療耐藥、復發(fā)和預后密切相關，臨床檢測顯示，未治乳腺癌MDR1/Pgp表達率在26%~46%，說明相當一部分乳腺癌患者在治療前就已有MDR的存在，經化療或內分泌冶療后的乳腺癌患者，MDR1/Pgp表達升高，治療后患者的MDR1/Pgp表達陽性率是治療前患者的2倍^[6]。

2.多藥耐藥相關蛋白多藥耐藥相關蛋白(multidrug resistance protein， MRP)是1992年由Krishnamachary等^[7]在耐藥人小細胞肺癌細胞系H69AR中發(fā)現的另一種轉運蛋白，其相對分子量為190 KDa，含1531個氨基酸殘基，編碼MRP的基因定位于染色體16q13.1。MRP與Pgp有某些相似之處，也屬于ABC家庭，兩者有15%的氨基酸序列相同，但MRP與Pgp轉運底物明顯不同。MRP能識別和轉運與谷胱甘肽(GSH)耦合的底物如VP16、柔紅霉素和順鉑(DDP)等，故又稱為GSX泵。MRP轉運的步驟可能為：GSH合成→GSH與藥物藕合→MRP將藥物泵出細胞外^[8]。另外，MRP還能影響細胞內藥物的分布，使藥物局限于核周囊泡，呈房室分布，難以進入核內發(fā)揮細胞毒作用^[9]。MRP和Pgp引起不完全相同范圍的藥物耐藥，由MRP引起的MDR不能被異搏定和環(huán)孢素逆轉。研究證實，乳腺癌組織中的MRP的表達與MDR1的表達存在相關性^[10]。

3.肺耐藥蛋白1993年，Scheper等^[11]在非Pgp介導的耐藥肺癌細胞中，發(fā)現了一種耐藥蛋白，稱肺耐藥蛋白(LRP)。LRP基因定位于16號染色體，編碼896個氨基酸，相對分子量為110 KDa。分析cDNA序列，意外發(fā)現LRP基因與粘菌和裸鼠的穹隆體蛋白(MVP)的編碼基因高度同源。因此，確立了LRP即是人的MVP，LRP可能通過2種途徑引起MDR：①封鎖核孔使藥物不進入細胞核；②使進入細胞的藥物轉運至運輸囊泡，呈房室分布，最終經胞吐方式排除。LRP能夠介導對順鉑、卡鉑、烷化劑等一些Pgp不能介導的藥物耐藥，這些藥物的一些共同特點是以DNA為靶點，這也意味著LRP可能主要通過核靶點屏蔽機制引起MDR^[12]。

4.乳腺癌耐藥蛋白1998年Doyle^[14]等首先從MCF7/AdrVp細胞中克隆出該耐藥基因的cDNA，該基因編碼一種含655個氨基酸殘基，72.6 KDa大小的跨膜轉運蛋白，因該蛋白首先從乳腺癌細胞中被發(fā)現，故被稱為乳腺癌耐藥蛋白(BCRP)。BCRP是一個不完全轉運分子，故稱為半轉運蛋白。最近研究發(fā)現BCRP在各種耐藥細胞的細胞膜上過度表達，成為半轉錄體中唯一在細胞膜上表達的蛋白。它可能與細胞膜上的未知分子組成異二聚體發(fā)揮功能，而不同種類細胞膜未知分子的差異可能影響轉運的特異性。研究表明，BCRP表達與白血病、卵巢癌、乳腺癌的臨床化療敏感性有關，且與Pgp、MRP的表達水平無相關性^[14]。BCRP產生耐藥機制與Pgp相同，即通過水解ATP獲得能量使藥物排出細胞，應用BCRP抑制劑GF120918可以有效降低拓撲林肯清除率，提高其在腫瘤細胞內濃度，使原先耐藥細胞恢復敏感性。

二、影響藥物代謝——谷胱甘肽和谷胱甘肽S轉移酶

谷胱甘肽(GSH)是機體中含量較高的一種含巰基三肽，主要功能為保護氧化劑對巰基的破壞與細胞膜中含巰基蛋白質和含巰基酶不被氧化，在谷胱甘肽S轉移酶(GST)催化下，GSH與化學藥物結合，從而降低化學藥物的細胞毒作用。人類GST分為兩類，胞質型和膜結合型GST，胞質型同工酶據不同等電點分為δ、И、Л和θ組，GST介導的MDR主要發(fā)生在烷化劑、蒽環(huán)類和鉑類藥物耐藥細胞。GST降解烷化劑、鉑類制劑的途徑可能為：①GST催化抗癌藥物與谷胱甘肽形成復合物，直接滅活藥物活性；②核內GST抑制抗癌藥物對DNA攻擊作用；③GST可催化谷胱甘肽與金屬鉑結合，從而與DNA競爭結合鉑，減弱鉑劑的抗癌作用，GST介導蒽環(huán)藥物耐藥機制不清。GST同功酶中，GSTЛ是腫瘤細胞和組織中最常見的同功酶，在許多耐藥細胞特別是MDR表型的細胞系中高水平表達，故認為GSTЛ的高表達可能是耐藥性標志之一^[15]。

三、影響藥物靶點——拓撲異構酶Ⅱ

DNA拓撲異構酶(Topo)是在DNA復制、轉錄和染色體分離中起重要作用的核酶。Topo有2種類型，即TopoⅠ和TopoⅡ，許多重要的細胞毒藥物靶酶為拓撲異構酶Ⅱ(TopoⅡ)，這種酶的定量或定性的改變影響藥物療效，這種類型耐藥稱為不典型MDR，即“atMDR”。其特點為：①對天然來源的藥物有耐藥性^[16]；②膜活性藥物不能逆轉耐藥性；③與靶細胞內的藥物濃度無關 ^[17]；④無Pgp過度表達^[18]。DNATopoⅡ是一種同源二聚體蛋白，經過一種完整的DNA螺旋結構在分裂的DNA螺旋中產生暫時的雙鏈破壞，改變核酸的局部狀態(tài)。TopoⅡ可分為兩種同功酶Ⅱa和Ⅱb，相對分子量分別為170 KDa和180 KDa 的相同二聚體蛋白，TopoⅡa存在于核漿中，TopoⅡb全部存在于核仁中。將TopoⅡ作為靶點的藥物有2類，其一為嵌合性藥物，如蒽環(huán)類、蒽醌類(adriamycin daunorubicin)、(mitoxantrone bisautrene)，其次為非嵌合性藥物(nonintercalating agents)，它直接與TopoⅡ結合，包括VP16(etopside)，Topo相關的耐藥機制主要表現在TopoⅡ活性降低，表達減低或基因突變，從而使抗癌藥物的靶點減少或喪失，產生耐藥。Dingenmas^[19]在對93例SCLC化療患者進行的Ⅲ期臨床研究中，用免疫組織化學法對支氣管鏡活檢組織中拓撲異構酶Ⅱα，拓撲異構酶Ⅱβ的表達情況進行了分析，發(fā)現拓撲異構酶Ⅱβ的表達水平與化療有效率有關，高表達的肺癌患者生存率明顯高于低度或中度表達者。WesseL^[20]發(fā)現耐藥瘤株TopoⅡ含量無明顯變化，但其cDNA有9個核苷酸丟失，使得原位于核內的靶酶TopoⅡ不能進入細胞核。

四、影響細胞凋亡——凋亡基因

細胞凋亡是指在特定時空中發(fā)生的、受機體嚴密調控的細胞“自殺”現象，細胞凋亡是細胞的“主動”的自殺行為，屬于生理性過程或看作是細胞老化的最后階段，而細胞壞死則是意外的或病理性的“被動性”死亡。細胞凋亡的發(fā)生受凋亡相關基因的調控，細胞凋亡功能的異常不僅在腫瘤的發(fā)生與發(fā)展過程中發(fā)揮了重要作用，還參與介導腫瘤細胞的MDR，使腫瘤細胞對多種化療藥物誘導的凋亡耐受而產生耐藥性。細胞凋亡基因能夠正性或負性調節(jié)細胞凋亡，現在發(fā)現，線粒體通透性轉變(PT)是調節(jié)細胞凋亡的中心環(huán)節(jié)，ATP減少與否是決定細胞壞死和凋亡的關鍵因素。正性調節(jié)基因包括P53、BCLXs和Fas/ApoI，負性調節(jié)基因包括BCRABL﹑Bcl2、BCLXl ^[21]，調節(jié)這些基因的表達影響化療敏感性。細胞凋亡相關基因為腫瘤耐藥的靶分子，可與多藥耐藥其他途徑共同介導多藥耐藥^[22]。P53基因是目前最受關注的抑癌基因，野生型P53基因編碼的野生型P53蛋白為促進細胞凋亡的主要蛋白，該蛋白是一種DNA結合蛋白，負責檢查染色體DNA是否有損傷和“關卡”滯留作用，P53有“分子警察”的美譽。突變型P53失去誘導細胞凋亡的作用而產生對多種化療藥的耐藥性，而且常與Pgp同時表達于多種癌組織^[23]。研究發(fā)現表達野生型P53基因的人胃癌細胞對化療敏感，而P53的突變與功能的缺失將導致胃癌細胞對化療誘導凋亡抑制與耐藥^[24]。Fas/ApoI與耐藥關系密切，Fas與FasL的結合可引起細胞凋亡途徑的活化，從而殺死腫瘤細胞。某些化療藥物作用于腫瘤細胞導致FasL表達增加，殺傷癌細胞。缺乏Fas受體表達的腫瘤細胞阻斷Fas/FasL系統的傳導，對化療誘導的凋亡表現出耐受性從而產生耐藥。Bcl2基因具有抗凋亡的功能，過度表達可抑制腫瘤細胞凋亡，從而對抗藥物的治療作用，使化療藥物失去效果，即Bcl2導致耐藥的機制主要通過抑制腫瘤細胞的凋亡途徑而完成。目前認為Bcl2抗凋亡的主要機制是：①直接抗氧化；②抑制線粒體釋放促凋亡的蛋白質；③抑制促凋亡調節(jié)蛋白Bax、Bak的細胞毒作用；④抑制凋亡蛋白酶的激活；⑤維持細胞鈣穩(wěn)態(tài)。

綜上所述，全面分析腫瘤的耐藥機制，必將對各種腫瘤臨床化療和MDR逆轉的深入研究發(fā)揮重要的指導作用，隨著實驗技術的日臻成熟，研究不斷深入。人類逐步能夠找到克服腫瘤細胞耐藥的方法，減少臨床化療的盲目性，為腫瘤的個體化預見性化療開創(chuàng)新的前景。

參考文獻

［1］Ladish H，Berk A，Zipursky SL，et al.Transport across cell membrances［A］.molecular cell biology［M］.4th ed New York:WH Freeman And Company，2000，578-615.

［2］潘啟超，符立悟.多藥抗藥逆轉劑的進展［J］.四川腫瘤防治，1998，11(4)：46.

［3］Juliano RL，Ling V.A surface glycoprotein modulating drug permeability in chinese bamster ovary cell mutans［J］.Bilchem Biophys Acta，1976，455(1):152-162.

［4］Arancia G，Malinani A，Calcabnini A，et al.Intracelluar pglycoprotein in multidrug resistance tumor cells［J］.Ital J Anat Embryol，2001，106(2suppl 1):59-68.

［5］Han xiaohong，Gai xiaodong，Xue yanjian.On cancer multidrug resistance reversal［J］.Journal of Bei Hua University(National Science)，2005，6(1):36-37.

［6］Trock BJ，Leonessa F，Clarke R.Multidrug resistance in breast cancer:a metaanalysis of MDRⅠ/gp170 expression and its possible functional significance［J］.J Natl Cancer Inst，1997，89(13):917-931.

［7］Borst P，Evers R，Kool M，et al.A family of drug transporters the multidrug resistance associated proteins ［J］.J Natl Cancer Znst，2000，92(16):1295-1302.

［8］Eid H，Mingfang L，Institoris E，et al.Mnp expression of testicular cancers and its clinical relevance［J］.AnticancerRes，2000，20(5c):4019-4022. 

［9］Paumi CM，Wright M，Townsend AJ，et al.Multidrug resistance protein MRP1 and MRP3 attenuate cytotoxic and transactivating effects of the cyclopentenone prostaglandin，15deoxydelta(12，14)prostaglandin J2 in MCF7 breast cancer cells［J］.Biochemistry，2003，42(18):5429.

［10］Kanzaki A，Yoi M，Nakayama K，et al.Expression of multidrug resistancerelated transporters in human breast carcinomas［J］.Jpn J cancer Res，2001，92(4):452-458.

［11］Scheper RJ，Broxterman HJ，Scheffer GL.Duerexpression of a M(r) 110 000 vesicular protein in non pglycoprotein mediated multidrug resistance［J］.Cancer Res，1993，53(7):1475-1479.

［12］Izquierdo MA，Shoe maker RH，Flens MJ，et al.Overlapping phenotypes of multidrug resistance among panels human cancer cell lines［J］，Int j Cancer，1996，65(2):230-237.

［13］Doyle LA，Yang W，Abruzzo LV，et al.A multidrug transporter from human MCF7 breast cancer cells［J］.Proc Natl Sci USA，1998，95:15665-15670.

［14］Maliepaard M，Van Gastelen MA，De Jong LA，et al.Overexpression of the BCRP/MXR/BACP gene in a topotecanselected ovarian tumor cell line［J］.Cancer Res，1999，59:4559-4563.

［15］Daniel V，Glutathionestransferases:gene structure and regulation of expression［J］.Crit Rev Biochem Mol Biol，1993，28(3):173-270.

［16］Monzo M，Rosell R，Taron M.Drug resistance in nonsmall cell lung cancer［J］.Lung Cancer，2001，34(supple2):S91-94.

［17］Sorenson S，Glimelius B ，Nygren P，et al.A systematic overview of chemotherapy effects in nonsmall cell lung cancer［J］.Acta Oncol，2001，40(2-3):327-339.

［18］Tsurutani J，Nitta T，Hirashima T，et al.Point mutations in the topisomeraseＩgene in patients with nonsmall cell lung cancer treated with irinotecan［J］.Lung Cancer，2002，35(3):299-304.

［19］Tsurutani J，Hirashima T， Nitta T，et al .Point mutations in the topoisomerase I gene in patients with nonsmall cell lung cancer treated with irinotecan［J］.Lung cancer，2002，35(3):299-304.

［20］Wessel I ，Jensen PB，Falck J，et al.Loss of amino acids 1490 lysserlys1492 in the COOHterminal region of topoisomerase li alpha in human small cell lung cancer cells selected for resistance to etoposide results in an extranuclear enzyme localization［J］.cancer Res，1997 oct15;57(20):4451-4.

［21］White E.Life death and the pursuit of apoptosis［J］.Genes and Development，1996，10(1):1-15.

［22］Tsuruo T，Nato M.Tomida A，et al.Molecular targeting therapy of cancer:drug resistance ，apoptosis and survival signa［J］.Cancer Sci，2003，94(1):15-21.

［23］LinnSC，HonkoopAH，Hoekman K，et al.P53 and pglycoprotein are often coexpressed and are associated with poor prognosis in breast cancer［J］.BrJ cancer，1996，74(1):63-68.

［24］Yamamoto M，Maehara Y，Oda S，et al.The p53 tumor suppressor gene in anticancer agentinduced apoptosis and chenosensitivity of human gastrointestinal cancer cell lines［J］.Cancer Che mother Pharmacol，1999，43(1):43

(收稿日期：2005-11-11編輯：潘明志)

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