劉明艷,張虹
·綜述·
卵巢癌化療耐藥的發(fā)生機制及應對措施
劉明艷,張虹△
卵巢癌是婦科惡性腫瘤中常見且病死率最高的疾病。長期以來卵巢癌治療效果一直未能得到有效改善,且卵巢癌化療藥物耐藥性的產生使卵巢癌的治療更加困難?;熌退幨锹殉舶┲委熤械闹卮箅y題,其產生涉及一系列機制。前期發(fā)現(xiàn)藥物作用靶點、DNA損傷修復系統(tǒng)、細胞凋亡調控多方面異常與化療藥物的耐藥性有關,而近幾年發(fā)現(xiàn)耐藥性可分為靶前耐藥、靶上耐藥、靶后耐藥及脫靶耐藥,另外卵巢癌微環(huán)境的改變等促進了耐藥性機制的研究。同時,耐藥性的預測及應對,尤其是中醫(yī)對耐藥性的逆轉得到了深入研究,促進了卵巢癌的有效治療。
卵巢腫瘤;抗腫瘤聯(lián)合化療方案;抗藥性,腫瘤;腫瘤治療方案
卵巢癌是婦科惡性腫瘤中常見的且病死率最高的疾病,化療是卵巢癌術后的主要治療手段,但化療藥物耐藥往往是治療效果不佳的關鍵原因,晚期卵巢癌患者的5年生存率僅在20%~30%左右[1]。卵巢癌細胞發(fā)生耐藥的機制非常復雜,是當今研究的熱點。多年來,國內外對化療藥物尤其是鉑類化學藥物的耐藥機制進行了大量報道,且隨著科技的發(fā)展和研究的深入,許多新的耐藥機制被發(fā)現(xiàn),從而促進了許多新的抗耐藥技術的發(fā)展,現(xiàn)對近期發(fā)現(xiàn)的卵巢癌細胞的耐藥機制和耐藥逆轉技術進行綜述。
1.1化療耐藥的分型李少星等[2]根據(jù)腫瘤細胞耐藥性的獲得途徑將腫瘤的耐藥性分為原發(fā)性耐藥和繼發(fā)性耐藥,分別代表癌細胞開始即對藥物不敏感和癌細胞開始不耐藥,反復接觸后才耐藥;而根據(jù)耐藥范圍則分為原藥耐藥和多藥耐藥,分別表示僅對誘導藥物產生耐藥性或同時對其他藥物產生交叉耐藥。卵巢癌的化療耐藥多屬于繼發(fā)性耐藥和多藥耐藥,因此機制極其復雜,解決難度大。
1.2耐藥機制有學者將耐藥機制分為靶前耐藥、靶上耐藥、靶后耐藥及脫靶耐藥[3]。
1.2.1靶前耐藥靶前耐藥是指化療藥物在到達靶細胞之前,藥力及生物利用率便明顯下降,致使癌細胞對化療藥物不敏感。藥代動力學異常導致的耐藥便屬于靶前耐藥,化療藥物的藥代動力學異常在以前的研究中報道也較多,其與多藥耐藥基因1/P-糖蛋白 (multidrug resistance gene 1/P-glycoprotein,MDR1/P-gp)、多藥耐藥相關蛋白(multidrug resistance protein,MRP)、谷胱甘肽和谷胱甘肽S-轉移酶等[4]密切相關。
近幾年發(fā)現(xiàn),可溶性耐藥相關鈣結合蛋白(soluble resistance-related calcium-binding protein,sorcin)與藥代動力學也相關。Sorcin是一個22 ku的鈣結合蛋白,首先發(fā)現(xiàn)于多藥耐藥細胞中,研究證實sorcin在卵巢癌耐藥細胞中過表達,其可結合細胞中的鈣離子,導致細胞內游離鈣離子濃度下降,繼而造成鈣離子介導的磷酸酶活性降低,使得具有藥泵功能的P-gp的磷酸化水平升高,最終導致卵巢癌細胞的耐藥[5]。也有研究結果表明sorcin的耐藥機制與其阻斷內質網膜上鈣離子通道誘導的細胞凋亡有關[5]。此外,肺耐藥相關蛋白、拓撲異構酶、蛋白激酶C、細胞色素P450、核轉錄因子等亦與細胞內藥物累積減少、藥物排出增加和藥物活性減弱有關[6]。
另外,銅離子轉運蛋白不僅參與了銅離子的代謝,也參與了鉑類抗腫瘤藥物的細胞轉運環(huán)節(jié)。參與入胞的銅特異性轉運蛋白(Ctr1)表達的變化可顯著影響細胞對藥物的敏感性。研究發(fā)現(xiàn)順鉑單獨作用于卵巢癌細胞時,可造成Ctr1的表達下降,導致癌細胞對順鉑的敏感性降低;而當綠茶多酚與順鉑同時作用于癌細胞時,綠茶多酚可抑制順鉑對CTR1的降低作用,增加癌細胞對順鉑的敏感性,癌細胞對藥物的吸收增加[7]。同時,銅離子轉運蛋白ATP7a和ATP7b則參與了鉑類藥物的出胞過程,其升高也直接導致癌細胞對藥物的敏感性[8]。
1.2.2靶上耐藥靶上耐藥是指抗腫瘤藥物已經作用于靶細胞,但是未有效損傷腫瘤細胞。這主要與細胞的DNA修復異常有關,以常用的順鉑為例,其誘導細胞發(fā)生損傷后,腫瘤細胞的DNA修復缺陷可以誘導細胞發(fā)生死亡,體現(xiàn)藥物的作用。但是,某些基因如乳腺癌易感基因1/2(BRCA1/2)的逆轉變異可促使DNA迅速修復,產生耐藥性[3]。
另外,DNA修復相關基因的多態(tài)性也直接影響細胞的藥物敏感性,成莉等[9]發(fā)現(xiàn)X線修復交叉互補基因1(XRCC1)Arg194Trp和Arg399Gln位點存在多態(tài)性,Arg194Trp存在3個基因型:Arg/Arg,Arg/ Trp,Trp/Trp,而Arg399Gln也存在3個基因型:Arg/ Arg,Arg/Gln,Gln/Gln,同時攜帶Arg194Trp Arg/Trp 和Arg399Gln Gln/Gln基因型的患者對化療藥物的不敏感率高達84.62%。
1.2.3靶后耐藥靶后耐藥是指抗腫瘤藥物已經作用于靶細胞后,并沒有引起后續(xù)的凋亡等反應而損傷細胞。近來有學者發(fā)現(xiàn),自噬的異常也與靶后耐藥密切相關。自噬是除凋亡外細胞的另一種程序性死亡方式,其可以去除損傷細胞,促進內環(huán)境的穩(wěn)定。理論上,自噬應該與凋亡一樣,通過被抑制來增強細胞耐藥性,但梁冰等[10]研究發(fā)現(xiàn),人卵巢癌耐藥株SKVCR中自噬發(fā)生率明顯高于人卵巢癌細胞株SKOV3細胞,自噬的增強加強了細胞對化療藥物耐藥性。張潔等[11]用順鉑藥物作用于卵巢癌細胞敏感細胞A2780與耐藥細胞A2780/DDP,同樣發(fā)現(xiàn)耐藥細胞的自噬活性明顯增強,而敏感細胞自噬活性無明顯增強,提示自噬活性增強可能與耐藥細胞順鉑耐藥性的形成有關。自噬和凋亡在腫瘤細胞耐藥過程中呈現(xiàn)出完全相反的趨勢,可能是因為自噬除了誘導細胞死亡還有其他功能,一定條件下,其可與凋亡相互抑制[12]。另外,梁冰等[10]認為自噬會依據(jù)腫瘤類型和環(huán)境條件不同,呈現(xiàn)促進或抑制腫瘤的發(fā)生和發(fā)展兩種相反的調控結局,即雙向調控作用。因此,自噬與耐藥性的關系還需深入研究。
1.2.4脫靶耐藥只要不是藥物直接誘導細胞產生的耐藥均為脫靶耐藥。磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)信號通路引起的耐藥屬于脫靶耐藥,其是酪氨酸激酶級聯(lián)反應通路,通過調控多個細胞凋亡相關家族抑制細胞凋亡。研究證實,PI3K/Akt信號通路是卵巢癌化療耐藥的關鍵調控因素,而抑制該通路可以明顯增加腫瘤細胞對化療的敏感性[13]。Abedini等[14]也提出,Akt可能通過調節(jié)順鉑誘導的p53依賴性Fas相關死亡結構域樣白細胞介素1β轉化酶(FLICE)來抑制FLICE抑制蛋白(FLIP)的泛素化進而導致卵巢癌化療耐藥。另外,細胞外調節(jié)蛋白激酶1/2(extracellular regulated protein kinases 1/2,ERK1/2)信號通路亦是調控細胞生長和分化的重要環(huán)節(jié),ERK1/2的過度激活也可通過抑制細胞凋亡促使腫瘤多藥耐藥的發(fā)生[15]。
1.3其他機制
1.3.1卵巢癌微環(huán)境的改變細胞的內外環(huán)境與腫瘤的發(fā)生和轉移有著密切關系,在疾病的發(fā)展中起到了舉足輕重的作用,與耐藥性形成有一定的關系。Sherman-Baust等[16]發(fā)現(xiàn)在順鉑耐藥的卵巢癌細胞中多種細胞外基質的基因表達上調,細胞生存能力增加,表明卵巢癌細胞可通過改變微環(huán)境來提高對順鉑的耐藥性。另外腫瘤的發(fā)生、發(fā)展與細胞的過度增殖有關,而細胞增殖需要大量耗氧。因此,缺氧是實質性腫瘤微環(huán)境的基本特征之一,其中缺氧誘導因子1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)是一個在缺氧狀態(tài)下重要的轉錄調節(jié)因子,具有促進腫瘤血管形成、糖代謝以及影響腫瘤細胞增殖的功能,可調控葡萄糖轉運蛋白的轉錄,HIF-1可調控一系列介導反應促使低氧的發(fā)生,而腫瘤細胞在缺氧環(huán)境中更易產生化療耐藥性[17]。
1.3.2微小RNA(microRNA,miRNA)改變miRNA是一類非編碼小分子RNA,可在轉錄后水平負性調控基因表達。文獻報道,miR-214在卵巢癌細胞中表達上調[2],而且其在化療敏感性細胞的表達水平低于耐藥細胞,miR-214通過作用于第10號染色體上磷酸酶和張力蛋白同源缺失的基因(PTEN),激活PTEN/Akt信號通路發(fā)揮抗凋亡作用,進而導致順鉑耐藥效應,應用小干擾RNA(small interfering RNA,siRNA)技術干擾miR-214后可改善腫瘤細胞的耐藥性。目前miRNA在卵巢癌治療中的應用均處于體外實驗階段,隨著對miRNA作用及其機制的深入研究,學者可以特定的miRNA為靶點,克服腫瘤細胞耐藥性,達到改進腫瘤治療的效果。
1.3.3腫瘤干細胞(cancer stem cells,CSCs)CSCs指腫瘤內具有自我更新能力,可形成異質性腫瘤的細胞亞群,CSCs對腫瘤的存活、增殖、轉移及復發(fā)有重要作用??鼓[瘤藥物的效果不佳,除了經典的耐藥機制外,未能有效地殺死CSCs也是腫瘤耐藥的一個重要原因。典型的上皮性卵巢癌初次化療后的復發(fā)可能歸因于初次化療后殘留的CSCs。近來,越來越多的研究結果表明CSCs是腫瘤發(fā)生的始動細胞,CSCs在腫瘤耐藥中發(fā)揮重要作用,其通常處于靜止狀態(tài),具有異質性及自我更新能力,對腫瘤的進展起重要作用,腫瘤的多藥耐藥性可能是干細胞賦予腫瘤的能力,同時CSCs與多藥耐藥機制、DNA修復、細胞周期、微環(huán)境等形成錯綜復雜的網絡介導化療耐藥,深入研究CSCs的靶向治療,才能有效改善腫瘤細胞的多藥耐藥性。
1.3.4上皮間質轉化(epithelial-mesenchymal transition,EMT)EMT是上皮細胞向間充質細胞分化的過程,可使腫瘤細胞具有干細胞的特征,從而促進CSCs的產生,在腫瘤的侵襲轉移中發(fā)揮重要作用。近期研究表明,EMT在腫瘤的化療耐藥中發(fā)揮重要作用。Suzuki等[18]研究發(fā)現(xiàn),卵巢癌紫杉醇耐藥細胞出現(xiàn)EMT表型改變,且上皮細胞黏附分子E-鈣黏蛋白表達減少,間充質分子標志物波形蛋白表達增多。有實驗顯示,EMT和CSCs樣表型促進復發(fā)性卵巢癌耐藥:順鉑誘導殘余癌細胞E-鈣黏蛋白減少,N-鈣黏蛋白和波形蛋白增加,發(fā)生了EMT,而增加EMT調控劑(Snail、Slug、Twist)等的mRNA表達,能顯著增強順鉑耐藥性和腫瘤的遷移能力[19]。但關于EMT與腫瘤耐藥的機制尚未完全闡明,有待進一步研究探討。
2.1耐藥性的預測為了更好地應對抗腫瘤藥物耐藥性的發(fā)生,延長患者的生存期,學者們試圖尋找生物學指標來預測患者是否會發(fā)生耐藥。Lloyd等[20]利用系統(tǒng)綜述對能夠預測卵巢癌化療耐藥的文章進行研究,以尋找可用于預測耐藥性的基因,最后納入符合條件的共有42篇文獻,但是未鑒定出1條可用于臨床預測耐藥性的基因。但馮繼良等[21]在術前、化療及隨訪過程中采集化療耐藥患者和化療敏感患者靜脈血,測定CA125濃度,發(fā)現(xiàn)化療耐藥組血清CA125半衰期顯著長于化療敏感組,提示患者血清CA125半衰期對進展期卵巢癌化療耐藥有可靠的預測價值。另外,趙丹[22]發(fā)現(xiàn)聯(lián)合耐藥基因[BRCA1、切除修復交叉互補基因1(ERCC1)]mRNA表達量檢測與三磷酸腺苷-腫瘤藥物敏感性檢測(ATP-TCA)兩種檢測方法可將臨床化療敏感性的陰性預測值提高至88.9%。
Al-Murrani等[23]發(fā)明了1種方法鑒定抑制化療耐藥細胞生長的化學物,尤其適用于卵巢癌細胞,這種方法分為3步:①將測試化合物與化療藥物抵抗的細胞進行接觸;②在有該測試化合物或者無該測試化合物的情況下,測定化療藥物抵抗細胞中一種或者多種抵抗相關基因或基因產物的表達或活性;③在有該測試化合物或者無該測試化合物的情況下,比較細胞生長狀況,和(或)至少一種基因或基因產物的表達或活性。其中,如果在該測試化學物存在的情況下,基因或基因產物的表達或活性比在無該化學物存在的情況下相對降低,和(或)在有該測試化學物的情況下,細胞增長受抑制,則該測試化學物被鑒定為能夠抑制化療耐藥腫瘤細胞生長的化學物。
2.2耐藥后治療目前,對細胞耐藥性的逆轉成為研究的熱點。早期,許多使多藥耐藥逆轉的藥物如Ca2+通道阻滯劑、鈣蛋白抑制劑、抗生素等用于患者耐藥后的治療,但多數(shù)藥物毒副作用大,臨床無法安全使用。但是,Wen等[24]用三苯氧胺、乙酸甲氧基孕酮單獨或聯(lián)合作用于順鉑耐藥的卵巢癌SKOV3/ DDP細胞后發(fā)現(xiàn),腫瘤細胞凋亡率明顯上升,說明三苯氧胺、乙酸甲氧基孕酮單獨或聯(lián)合對卵巢癌化療耐藥有逆轉作用,且三苯氧胺毒副作用輕,值得推廣。彭錚等[25]通過體外實驗探討二甲雙胍能否改善卵巢癌細胞對化療的耐藥性,發(fā)現(xiàn)二甲雙胍能夠增加耐藥卵巢癌細胞對順鉑和紫杉醇的敏感性,同樣二甲雙胍也無明顯毒副作用。
近年來,許多國內外學者采用中藥或復方藥物提高卵巢癌細胞的藥物敏感性,曲紅光[26]研究靈芝多糖(靈芝的主要成分)對卵巢癌細胞耐藥性的拮抗作用,發(fā)現(xiàn)靈芝多糖可通過降低耐藥基因和抗氧化基因的表達,降低氧自由基清除和誘發(fā)脂質過氧化,促進細胞凋亡進而逆轉耐藥卵巢癌細胞的耐藥作用。而黎丹戎等[27]探討黃芩素對卵巢癌耐藥細胞株A2780/ADM耐藥逆轉作用時發(fā)現(xiàn)黃芩素在非細胞毒劑量時能逆轉細胞株的耐藥性,其逆轉作用可能與降低P-gp外排功能、增加細胞內藥物濃度有關。還有研究發(fā)現(xiàn)姜黃素等也可有效逆轉卵巢癌細胞的耐藥性[28]。中藥活性成分成為抑制化療藥物耐藥的“新主力軍”。
目前關于卵巢癌耐藥機制的研究已經取得了較大進展,但仍有新的耐藥機制不斷被發(fā)現(xiàn)[29]。隨著科技的發(fā)展和研究的深入,越來越多有效且毒副作用輕的藥物,尤其是中藥,對抑制化療藥物耐藥具有廣闊的臨床應用前景。
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[本文編輯王琳]
Mechanisms and Countermeasures of Resistance to Chemotherapy in Ovarian Cancer
LIU Ming-yan,ZHANG Hong. Tianjin Central Hospital of Gynecology Obstetrics,Tianjin 300100,China
LIU Ming-yan,E-mail:batistuta211@163.com
【Abstract】Ovarian cancer is a common gynecological malignant tumor with the highest mortality.The treatment of ovarian cancer has not been effectively improved for a long time,while the chemotherapy drug resistance has made it even more difficult.Previous studies showed that the chemotherapy drug resistance was relevant with the abnormity of drug targets,DNA damage repair system and apoptosis regulation.Recent studies suggest that drug resistance could be divided into pre-target,ontarget,post-target and off-target mechanism.In addition,there are many new findings which have promoted the study of resistance mechanism,such as the changes in the microenvironment of ovarian cancer.In the meantime,the prediction and response of drug resistance,especially the reversal of drug resistance in traditional Chinese medicine,has been further studied and improved the effective treatment of ovarian cancer.
Ovarianneoplasms;Antineoplasticcombinedchemotherapyprotocols;Drugresistance,neoplasm;Antineoplastic protocols (J Int Obstet Gynecol,2016,43:416-419)
300100天津市中心婦產科醫(yī)院
劉明艷,E-mail:batistuta211@163.com△審校者
2016-04-26)