霍海波
(安陽市人民醫(yī)院神經(jīng)外科,河南 安陽 455000)
膠質(zhì)瘤是起源于外胚層的最常見惡性腫瘤,其細(xì)胞學(xué)起源、生物學(xué)結(jié)構(gòu)以及其臨床特征均存在特殊性,在顱內(nèi)腫瘤中比例約為35%~61%。膠質(zhì)瘤的特殊性質(zhì),使其呈浸潤性生長模式,與周圍健康腦組織間接線并不明顯,手術(shù)治療方式很難將其區(qū)分,治療效果不佳〔1,2〕?,F(xiàn)階段,對于惡性腫瘤、膠質(zhì)瘤等表達(dá)甲基鳥嘌呤-DNA-甲基轉(zhuǎn)移酶(MGMT)、P-糖蛋白(P-g p)、拓?fù)洚悩?gòu)酶(Topo Ⅱ)等蛋白的研究內(nèi)容相對豐富,但是三者間相互關(guān)系、對患者預(yù)后影響、多重耐藥與其三種蛋白共同表達(dá)的相關(guān)性以及三者之間的相關(guān)性大小等的研究相對較少〔3〕。本文研究MGMT、TopoⅡα;P-g p在腦膠質(zhì)瘤細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的相關(guān)性大小及膠質(zhì)瘤細(xì)胞耐藥性的生物學(xué)原理,以期對選擇臨床化療藥物提供有益指導(dǎo),并最終對膠質(zhì)瘤患者的治療進(jìn)行有效改善,提高患者生存質(zhì)量,延長其生存時間。
1.1一般資料 選擇2009年3月至2013年9月在本院治療的腦膠質(zhì)瘤患者100例,其中男51例,女49例;年齡21~78〔平均(45±2.3)〕歲。入選標(biāo)準(zhǔn)〔4〕:為經(jīng)臨床表現(xiàn)、影像學(xué)資料、病理生理學(xué)檢測結(jié)果等確診為膠質(zhì)瘤,并知情同意。研究對象均采用手術(shù)治療方式,并在手術(shù)過程中切除膠質(zhì)瘤組織作為生物學(xué)資料?;颊吲R床特點為原發(fā)性膠質(zhì)瘤,且手術(shù)前未經(jīng)過任何方式的治療,病理學(xué)資料在手術(shù)切片后確診為膠質(zhì)瘤。按照WHO在2007年對膠質(zhì)瘤分級標(biāo)準(zhǔn):膠質(zhì)瘤Ⅰ級6例、Ⅱ級37例、Ⅲ級32例、Ⅳ級25例。對照組為20例正常腦組織,均取自腦外傷進(jìn)行顱腦外科手術(shù)時腦組織切片,經(jīng)病理學(xué)檢測后證實無膠質(zhì)瘤。
1.2MGMT、Topo Ⅱ α、P-g p檢測方法 對研究對象采樣后切片處理,并用免疫組化二步法進(jìn)行染色處理,二氨基聯(lián)苯胺(DAB)顯色,蘇木素進(jìn)行復(fù)染,用中性樹脂封片后采用顯微鏡進(jìn)行觀察。陽性標(biāo)志是在光鏡觀察,可見組織細(xì)胞內(nèi)有明顯棕黃色或是棕褐色顆粒,此外還可以隨機選擇高倍鏡視野10個,分別對其進(jìn)行500個細(xì)胞計數(shù),然后計算陽性細(xì)胞百分比,陰性標(biāo)準(zhǔn)為陽性細(xì)胞百分比<25%,陽性標(biāo)準(zhǔn)為陽性細(xì)胞百分比>25%。
1.3統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS18.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析,組間比較采用χ2檢驗,相關(guān)性比較采用Spearman相關(guān)分析法。
2.1MGMT、Topo Ⅱα、P-g p蛋白的表達(dá) 在研究對象中所有人腦膠質(zhì)瘤Ⅲ~Ⅳ級患者中,MGMT、Topo Ⅱα、P-g p蛋白表達(dá)呈陽性的患者比例分別為71.93%(49/57)、47.37%(27/57)、66.67%(38/57),膠質(zhì)瘤Ⅰ~Ⅱ級患者中三者表達(dá)比例分別為27.91%(12/43)、32.56%(14/43)、37.56%(16/43);對照組中該比例均為0(0 /20)。膠質(zhì)瘤各級分別與正常組織比較差異顯著(P<0.01)。
2.2膠質(zhì)瘤中MGMT、Topo Ⅱα、P-g p蛋白表達(dá)的關(guān)系 MGMT與Topo Ⅱα之間不存在相關(guān)性(r=0.192,P>0.05);Topo Ⅱα、MGMT與 P-g p均呈正相關(guān)(r=0.192,0.482,均P<0.05)。
多重耐藥性(MDR)是若一種化療藥物使某一種惡性腫瘤細(xì)胞對其產(chǎn)生耐藥性后,該腫瘤組織對其他藥理機制不同、化學(xué)結(jié)構(gòu)不同的化療藥物均會產(chǎn)生交叉耐藥性〔5〕。惡性腫瘤疾病化療失敗的主要原因在于MDR基因及其相關(guān)蛋白在組織內(nèi)表達(dá)。目前,研究進(jìn)展表明存在多種DNA修復(fù)基因性質(zhì)與耐藥性基因相似,后被證實與惡性腫瘤的耐藥性具有相關(guān)性,最典型的耐藥性基因為MGMT,其機制研究較為深入。目前,MGMT已被確認(rèn)為烷化劑耐藥基因,其耐藥機制主要是:DNA鳥嘌呤O6上的烷基加合物可以與MGMT相結(jié)合,并且MGMT可以將烷基轉(zhuǎn)移至其第145號半胱氨酸活性位點上,這一過程可以修復(fù)DNA烷基化損傷,后MGMT失去活性,這一過程將DNA交鏈過程阻斷,從而使得機體對化療藥物存在的耐藥性增強。臨床上最為常用的膠質(zhì)瘤化療藥物主要是亞硝脲類烷化劑,該類烷化劑的主要生物學(xué)特點是可以與DNA鏈上鳥嘌呤O6相結(jié)合,然后可以和對應(yīng)的核苷酸結(jié)合,從而形成的DNA交鏈具有極強的細(xì)胞毒性,抗腫瘤性主要由此體現(xiàn)。MGMT對亞硝脲類烷化劑耐藥的主要原理在于其可以將DNA分子異常的O6甲基轉(zhuǎn)移,修復(fù)化療藥物對堿基的損傷。因此,若患者M(jìn)GMT表達(dá)陽性率較高,不應(yīng)選擇鹽酸嘧啶亞硝脲(ACNU)等亞硝脲類烷化劑來進(jìn)行化療〔6〕。
本研究結(jié)果表明烷化劑類化療藥在治療膠質(zhì)瘤過程中可能會出現(xiàn)較高耐藥性。為解決此類問題,烷化劑替莫唑胺(TMZ)是一種可以治療膠質(zhì)瘤的新藥,可以很好地解決MGMT耐藥性的問題,其主要機制在于其可以不經(jīng)肝臟循環(huán)直接穿透血腦屏障,對MGMT的活性進(jìn)行有效抑制,從而更好地殺滅腫瘤細(xì)胞。因此,在化療前對患者體內(nèi)膠質(zhì)瘤的MGMT水平進(jìn)行檢測有利于選擇耐藥性更低的化療藥物。
Topo-Ⅱα與P-g p都是與膠質(zhì)瘤病理分級相關(guān)性較強的一類蛋白〔7〕。Topo-Ⅱα是存在于S~M期細(xì)胞核內(nèi)的重要核酶,在ATP催化后發(fā)揮其生物學(xué)活性。DNA、Topo-Ⅱα之間會形成易斷復(fù)合物,對機體膠質(zhì)瘤進(jìn)行化療藥物可以與這種易斷復(fù)合物結(jié)合,從而對Topo-Ⅱα引導(dǎo)下的DNA再連接反應(yīng)進(jìn)行有效干擾,使得DNA單鏈或雙鏈發(fā)生斷裂反應(yīng),造成細(xì)胞殺傷,達(dá)到治療目的。耐藥機制〔8〕主要為:(1)基因突變〔9〕或表達(dá)缺失、酶活性降低或是酶量減少,導(dǎo)致抗癌化療藥物作用靶點喪失;(2)與其他耐藥性基因調(diào)控機制相似,從而對其他耐藥基因產(chǎn)生調(diào)控作用,使其他耐藥基因發(fā)生表達(dá)。P-g p表現(xiàn)為能量依賴性藥泵的特點,其耐藥性的特點在于可以將細(xì)胞內(nèi)化療藥物清除,轉(zhuǎn)移到細(xì)胞外,導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生耐藥性。簡而言之,若是可以預(yù)防或修復(fù)化療藥物對機體細(xì)胞中造成的DNA損傷,則該基因的表現(xiàn)性狀為耐藥性〔10〕。若膠質(zhì)瘤患者組織細(xì)胞中Topo-Ⅱα表達(dá)率較高,則表明該患者體內(nèi)腫瘤組織增殖活性較高,但也表明化療藥物,如鬼臼毒素、胺丫睫等對膠質(zhì)瘤患者較為敏感,化療效果較好〔11〕。本研究表明膠質(zhì)瘤病理分級越高,其采用自身突變等方式從而達(dá)到控制Topo-Ⅱα表達(dá)率,導(dǎo)致藥物作用位點數(shù)量下降,由化療藥物引導(dǎo)產(chǎn)生的DNA斷裂得到控制,藥物對腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生的毒效應(yīng)也相應(yīng)降低,若相關(guān)藥物,如胺丫睫、鬼臼毒素等以Topo-Ⅱα作為重要作用位點,則其作用無法發(fā)揮。膠質(zhì)瘤病理分級越高,Topo-Ⅱα表達(dá)較強的患者,其治療方案應(yīng)該對以Topo-Ⅱα作為藥用位點的藥物選擇持謹(jǐn)慎態(tài)度。
綜上,MGMT、P-g p和Topo-Ⅱα在正常腦組織中均不能表達(dá),但在膠質(zhì)瘤組織中三種蛋白均出現(xiàn)表達(dá)現(xiàn)象,這表明三種蛋白的高表達(dá)可能與膠質(zhì)瘤具有一定相關(guān)性〔12〕。同時P-g p蛋白與Topo-Ⅱα、MGMT之間相關(guān)性較強。不同蛋白對應(yīng)耐藥機制,另外對相應(yīng)的化療藥物不盡相同,但聯(lián)合檢測多種耐藥蛋白在膠質(zhì)瘤中的表達(dá),可能對預(yù)測患者的耐藥及指導(dǎo)臨床合理用藥有重要意義。
4 參考文獻(xiàn)
1Paus C,Murat A,Stupp R,etal.Role of MGMT and clinical applications in brain tumours〔J〕.J Bull Cancer,2007;94(9):769-73.
2Hegi ME,Liu L,Herman JG,etal.Correlation of O6-methylguanine methyltransferase(MGMT) promoter methylation with clinical outcomes in glioblastoma and clinical strategies to modulate MGMT activity〔J〕.J Clin Oncol, 2008;26(25):4189-99.
3Rittieerodt M,Harada K.Repetitive doxorubicin treatment of glioblastoma enhances the P-g p expression:a special role for endothelial cells〔J〕.Exp Toxicol Pathol,2003;55(1):39-41.
4孫彥輝,張亞卓,王忠誠,等.MGMT在腦膠質(zhì)瘤組織中的表達(dá)及其與患者生存期的關(guān)系〔J〕.癌癥,2004;23(9):1052-5.
5Tanaka S,Kamitani H,Amin MR,etal.Preliminary individual adjuvant therapy for gliomas based on the results of molecular biological analysis for drug-resistance genes〔J〕.Neurooncol,2000;46(2):157-71.
6Schilsky RL,Dolan ME,Bertucci D,etal.Phase 1 clinical and pharmacological study of O6-benzylguanine followed by carmustine in patients with advanced cancer〔J〕.Clin Cancer Res,2000;6(8):3025-31.
7Koriolo poulou P,Patsouris E,Konastantinidou AE,etal.Mitosin and DNA topoisomerase Ⅱ alpha:two novel proliferation marlers in the prognostication of diffuse astrocytoma patient survival〔J〕.Appl Immunohistochem Mol Morphol,2001;9(3):207-14.
8Esteller M,Garcia-Foncillas J,Andion E,etal.Inactivation of the DNA-repair gene MGMT and the clinical res ponse of gliomas to alklating agents〔J〕.N Engl J Med,2003;343(19):1350-4.
9Dolan ME,Schilsky RL.Silence is golden:gene hypermethylation and survival in large-cell lymphoma〔J〕.J Nat CancerIns,2002;94(1):6-7.
10Bredel M,Zentener J.Brain-tumour drug resistance:the bare essentials〔J〕.Lancet Oncol,2002;3(7):397-406.
11Bredel M,Piribauer M,Marosi C,etal.High expression of DNA topoisomerase alpha and Ki-67 antigen is associated with prolonged survival in glioblastoma patients〔J〕.Eur J Cancer,2002;38(10):1343-7.
12孫春明,王之敏,周幽心,等.腦膠質(zhì)瘤中LRP、GST-n和MGMT的表達(dá)及臨床意義〔J〕.江蘇醫(yī)藥,2009;35(3):272-4.